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[摘 要]近年来,软土地基对桥梁隧道施工产生的危害得到了业内的广泛关注,研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述,分析了软土基概念与特征以及软土地基对桥梁隧道常见危害,并结合相关实践经验,分别从多个角度与方面就软土地基施工中的技术处理要点展开了研究,阐述了个人对此的几点看法与认识,望有助于相关工作的实践。
[关键词]软土地基;桥梁隧道;施工;危害;处理
中图分类号:U457 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)23-0274-01
1 概述
随着时代的进步,我国的市场经济得到了迅速发展,自改革开放以来,我国所需要的交通运输容纳力不断增高,因此桥梁建筑工程的规模也逐渐加大。软土地基是一种包括淤泥等软土、杂填土、冲填土等土质的不良地基,它主要是针对建设工程中较为松软的地基而言,同时具备低强度、高压缩性和低透水性等特性。所以当道路桥梁施工中遇到软土地基时,应当对其变形和稳定问题加以重视。在软土地基上进行施工,地基变形和强度通常不能满足设计要求,因此要进行地基处理,通过对软土地基进行处理,可以保证地基的稳定,使得软弱土的压缩性降低,基础的沉降和不均匀沉降被减少。很多的路桥工程,尤其是高等级道路,只能建设很高的桥墩,进行抬高处理,悬于半空,才能使工程质量达标。路桥工程的重要基础的组成部分是地基,一般存在于地下,正常情况看不到,但是其作用却是巨大的。因此地基的处理,直接的影响着建设工程的质量。同时,对施工工程的经济预算也有着直接或间接的影响。
2 软土基概念与特征
2.1 概念
软土基又叫软土路基,是指黏性和稳定性较差,对施工承受力较低的地基类型。软土基大部分由软土构成,土质疏松,压缩性较强但抗剪能力弱,其大部分地处低洼地带,水源充足,因此,含有较高的水分和空气,软土基一般是由河流水长期冲刷而成。
2.2 特征
(1)大孔隙比:软土地基土质疏松,土体颗粒空隙较大,天然孔隙比通常都大于1;地处水源充足的低洼地带,含水量较大且往往处于饱和状态,接近或者大于液压限制。
(2)高压缩性:伴随着颗粒的大孔隙,必然是高压缩性的特征,土质固结周期长,承压后容易变形甚至导致地面大面积沉降等问题,严重的必将影响使用性能。
(3)低承载力:由于抗剪能力较低,其天然承载力一般小于60KPa,一旦不进行有效的加固处理,便不能达到建设要求,加固不完善也容易导致施工完成后坍塌、结构破坏等事故。
(4)高灵敏度:软土结构松散,一遭破坏,具有高灵敏的特点,一旦收到震动、搅拌,强度降低后便很难恢复,软土变形历时长,沉稳周期长,流变性显著。
3 软土地基对桥梁隧道常见危害
桥梁隧道的软土地基的危害包含地基结构可能出现的沉降和破坏。因此需要对可能出现的问题进行多方面进行研究。如果桥梁隧道出现整体下沉问题,就说明桥梁隧道地基的强度不足。梁隧道地基的强度不足导致隧道路面受到影响,隧道长期运行承载力受损,路基沉降,路面出现不规则裂缝,有时候甚至会出现翻浆的问题。
桥梁隧道的软土地基结构沉降不均匀,容易出现支护不协调变形的问题,支护结构的应力超出实际材料可以承受的强度,造成结构出现严重的破坏性问题。软土地基的沉降还容易导致隧道的渗漏水问题。软土地基沉降、变形导致隧道出现严重的局部性空洞问题,裂缝汇聚形成结构损伤,为地下渗漏提供通道。路面错台是受两侧路面不均匀的影响,路面出现严重的不平整问题,软基隧道与洞外路面之间产生错差,路面错台直接危险行车的安全,容易造成车辆交通安全事故问题。
4 软土地基施工中的技术处理要点
4.1 准备工作
任何的工程处理都需要一定的原则和适应范围,软土地基的施工亦是如此。在软土地基的施工过程中,要根据工程现场的实际情况提出具体的处理方案,然后再进行施工。一般情况下,施工前都会进行准备工作,其主要包括:软土地基地质的勘探及其相应的调查报告,收集水文地质、工程地质、地基基础等方面的相关资料,然后制定出初步的实施方案,接着根据后期施工等实际情况进行综合比较,确定最佳的实施方案,最后进行施工方案的实施。在此过程中,要注意各种方案的相互对比,分析各个的优势与劣势,尽量做到取长补短,合理利用方案的优势部分,抛弃劣势成分。
4.2 夯实处理技术
夯实处理技术是针对软体地基的土质成分而言更合适的技术。夯实技术的工作原理是这样的,它通过机械物理的碾压方式对表层的地基土进行充分地压实,后者是利用夯实所产生的巨大的动应力使得土基固化压实。在夯实处理的过程中,要利用重锤从高处在重力的作用下发生自由落体,从而反复对地基进行夯实工作,以提高软土地基的强度与硬度。
4.3 加载填土施工技术
促使软土沉降,提升地基强度的最有效的方法就是加载填土施工技术,从而防止在填土上方或者是紧邻的填土路段发生沉降。在促使地基沉降固结的办法是在地基上方施加压力,降低填充物间的缝隙。除此之外,可以在地基表层铺设一层细砂再覆盖一层不透气的水膜。因此产生真空层来促进地面的沉降。
在加载填土技术施工时,要保证地基具有良好的稳定性。先进行填土工作再进行加载工作,填土工作是用水泥土、粗砂、沙壤土等一些透水性好的且承载力较大的土体进行淤泥层的添加。在填土时要避免出现欠挖和超挖等状况。只有让加载填土中保证地基具有很好的承载能力,才能提高软体地基的强度与硬度。
4.4 竖井排水技术
竖井排水技术是通过竖向排水井的设置,使得土内的水分得到缓慢的排除,进而孔隙进一步缩小,地基产生固结变形,最后提高地基的强度和硬度。其中可以通过在天然土层内增加排水途径,减少排水距离,安装竖向排水管,从而加快地基的固结。这样可以使得地基的沉降提前完成,并且加快地基土抗剪强度的增加,使得地基承载力提升的速度快于施工荷载的增加速度,保证地基的稳定性。此外,和砂井法一起使用可以加快地基的固结速度。
4.5 灌浆处理技术
把液压或气压将固化浆挤进软土地基的缝隙中,从而改善软体地基的性能。在对外部压力的作用下有效克服客观存在的阻力,按照剪切面进入到软土路基的淤泥质土体中,以达到加固地基的作用。
4.6 粉喷桩加固技术
粉喷桩加固技术也称为土桩加固,可以使得深层搅拌加固地基。软体地基具有其自身的软弱性,因此要加强软土地基的稳定性就必须要增强其硬度。一般情况下,把水泥石灰和石灰等材料作为固化剂,利用特制的机械使得其发挥诸多物理和化学反应,促进软土地基固结为整体性、稳定性和强度以及硬度等良好的地基。粉喷桩是使用粉体状固化剂进行软基搅拌的方法。这种方法最适用于加固不同成因的饱和性的软粘土中。
4.7 表层处理法
由于软土地基的含水量过高,可以利用排水的途径来进行加固处理。其实施过程为在填土之前,在地表开挖沟槽,引导其排除地下水,从而减少表层的含水程度。例如在四川某地区的桥梁施工建设过程中,因为天气的原因,雨水偏多,导致了地层的含水量过大,这时就需要使用表层排水法,以保证施工的顺利进行。
5 结束语
综上所述,加强对软土地基对桥梁隧道施工产生危害的研究分析,对于其良好施工效果的取得有着十分重要的意义,因此在今后的桥梁隧道施工过程中,应该加强对软土地基处理关键环节与重点要素的重视程度,并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
[1] 邵宝峰,王贵美.公路桥梁软土地基施工技术及处理方法[J].交通世界(运输.车辆).2017(11):60-62.
[2] 程永政.公路橋梁施工中软土地基处理技术分析[J].交通世界(建养.机械).2016(21):88-89.
[3] 钟震.公路桥梁工程软土地基施工处理技术探析[J].交通标准化.2017(01):115-116.
[关键词]软土地基;桥梁隧道;施工;危害;处理
中图分类号:U457 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)23-0274-01
1 概述
随着时代的进步,我国的市场经济得到了迅速发展,自改革开放以来,我国所需要的交通运输容纳力不断增高,因此桥梁建筑工程的规模也逐渐加大。软土地基是一种包括淤泥等软土、杂填土、冲填土等土质的不良地基,它主要是针对建设工程中较为松软的地基而言,同时具备低强度、高压缩性和低透水性等特性。所以当道路桥梁施工中遇到软土地基时,应当对其变形和稳定问题加以重视。在软土地基上进行施工,地基变形和强度通常不能满足设计要求,因此要进行地基处理,通过对软土地基进行处理,可以保证地基的稳定,使得软弱土的压缩性降低,基础的沉降和不均匀沉降被减少。很多的路桥工程,尤其是高等级道路,只能建设很高的桥墩,进行抬高处理,悬于半空,才能使工程质量达标。路桥工程的重要基础的组成部分是地基,一般存在于地下,正常情况看不到,但是其作用却是巨大的。因此地基的处理,直接的影响着建设工程的质量。同时,对施工工程的经济预算也有着直接或间接的影响。
2 软土基概念与特征
2.1 概念
软土基又叫软土路基,是指黏性和稳定性较差,对施工承受力较低的地基类型。软土基大部分由软土构成,土质疏松,压缩性较强但抗剪能力弱,其大部分地处低洼地带,水源充足,因此,含有较高的水分和空气,软土基一般是由河流水长期冲刷而成。
2.2 特征
(1)大孔隙比:软土地基土质疏松,土体颗粒空隙较大,天然孔隙比通常都大于1;地处水源充足的低洼地带,含水量较大且往往处于饱和状态,接近或者大于液压限制。
(2)高压缩性:伴随着颗粒的大孔隙,必然是高压缩性的特征,土质固结周期长,承压后容易变形甚至导致地面大面积沉降等问题,严重的必将影响使用性能。
(3)低承载力:由于抗剪能力较低,其天然承载力一般小于60KPa,一旦不进行有效的加固处理,便不能达到建设要求,加固不完善也容易导致施工完成后坍塌、结构破坏等事故。
(4)高灵敏度:软土结构松散,一遭破坏,具有高灵敏的特点,一旦收到震动、搅拌,强度降低后便很难恢复,软土变形历时长,沉稳周期长,流变性显著。
3 软土地基对桥梁隧道常见危害
桥梁隧道的软土地基的危害包含地基结构可能出现的沉降和破坏。因此需要对可能出现的问题进行多方面进行研究。如果桥梁隧道出现整体下沉问题,就说明桥梁隧道地基的强度不足。梁隧道地基的强度不足导致隧道路面受到影响,隧道长期运行承载力受损,路基沉降,路面出现不规则裂缝,有时候甚至会出现翻浆的问题。
桥梁隧道的软土地基结构沉降不均匀,容易出现支护不协调变形的问题,支护结构的应力超出实际材料可以承受的强度,造成结构出现严重的破坏性问题。软土地基的沉降还容易导致隧道的渗漏水问题。软土地基沉降、变形导致隧道出现严重的局部性空洞问题,裂缝汇聚形成结构损伤,为地下渗漏提供通道。路面错台是受两侧路面不均匀的影响,路面出现严重的不平整问题,软基隧道与洞外路面之间产生错差,路面错台直接危险行车的安全,容易造成车辆交通安全事故问题。
4 软土地基施工中的技术处理要点
4.1 准备工作
任何的工程处理都需要一定的原则和适应范围,软土地基的施工亦是如此。在软土地基的施工过程中,要根据工程现场的实际情况提出具体的处理方案,然后再进行施工。一般情况下,施工前都会进行准备工作,其主要包括:软土地基地质的勘探及其相应的调查报告,收集水文地质、工程地质、地基基础等方面的相关资料,然后制定出初步的实施方案,接着根据后期施工等实际情况进行综合比较,确定最佳的实施方案,最后进行施工方案的实施。在此过程中,要注意各种方案的相互对比,分析各个的优势与劣势,尽量做到取长补短,合理利用方案的优势部分,抛弃劣势成分。
4.2 夯实处理技术
夯实处理技术是针对软体地基的土质成分而言更合适的技术。夯实技术的工作原理是这样的,它通过机械物理的碾压方式对表层的地基土进行充分地压实,后者是利用夯实所产生的巨大的动应力使得土基固化压实。在夯实处理的过程中,要利用重锤从高处在重力的作用下发生自由落体,从而反复对地基进行夯实工作,以提高软土地基的强度与硬度。
4.3 加载填土施工技术
促使软土沉降,提升地基强度的最有效的方法就是加载填土施工技术,从而防止在填土上方或者是紧邻的填土路段发生沉降。在促使地基沉降固结的办法是在地基上方施加压力,降低填充物间的缝隙。除此之外,可以在地基表层铺设一层细砂再覆盖一层不透气的水膜。因此产生真空层来促进地面的沉降。
在加载填土技术施工时,要保证地基具有良好的稳定性。先进行填土工作再进行加载工作,填土工作是用水泥土、粗砂、沙壤土等一些透水性好的且承载力较大的土体进行淤泥层的添加。在填土时要避免出现欠挖和超挖等状况。只有让加载填土中保证地基具有很好的承载能力,才能提高软体地基的强度与硬度。
4.4 竖井排水技术
竖井排水技术是通过竖向排水井的设置,使得土内的水分得到缓慢的排除,进而孔隙进一步缩小,地基产生固结变形,最后提高地基的强度和硬度。其中可以通过在天然土层内增加排水途径,减少排水距离,安装竖向排水管,从而加快地基的固结。这样可以使得地基的沉降提前完成,并且加快地基土抗剪强度的增加,使得地基承载力提升的速度快于施工荷载的增加速度,保证地基的稳定性。此外,和砂井法一起使用可以加快地基的固结速度。
4.5 灌浆处理技术
把液压或气压将固化浆挤进软土地基的缝隙中,从而改善软体地基的性能。在对外部压力的作用下有效克服客观存在的阻力,按照剪切面进入到软土路基的淤泥质土体中,以达到加固地基的作用。
4.6 粉喷桩加固技术
粉喷桩加固技术也称为土桩加固,可以使得深层搅拌加固地基。软体地基具有其自身的软弱性,因此要加强软土地基的稳定性就必须要增强其硬度。一般情况下,把水泥石灰和石灰等材料作为固化剂,利用特制的机械使得其发挥诸多物理和化学反应,促进软土地基固结为整体性、稳定性和强度以及硬度等良好的地基。粉喷桩是使用粉体状固化剂进行软基搅拌的方法。这种方法最适用于加固不同成因的饱和性的软粘土中。
4.7 表层处理法
由于软土地基的含水量过高,可以利用排水的途径来进行加固处理。其实施过程为在填土之前,在地表开挖沟槽,引导其排除地下水,从而减少表层的含水程度。例如在四川某地区的桥梁施工建设过程中,因为天气的原因,雨水偏多,导致了地层的含水量过大,这时就需要使用表层排水法,以保证施工的顺利进行。
5 结束语
综上所述,加强对软土地基对桥梁隧道施工产生危害的研究分析,对于其良好施工效果的取得有着十分重要的意义,因此在今后的桥梁隧道施工过程中,应该加强对软土地基处理关键环节与重点要素的重视程度,并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
[1] 邵宝峰,王贵美.公路桥梁软土地基施工技术及处理方法[J].交通世界(运输.车辆).2017(11):60-62.
[2] 程永政.公路橋梁施工中软土地基处理技术分析[J].交通世界(建养.机械).2016(21):88-89.
[3] 钟震.公路桥梁工程软土地基施工处理技术探析[J].交通标准化.2017(01):115-116.