浅探公路桥梁软基的施工技术及处理方法

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

张智森

广西交科工程建设有限公司 广西南宁 530000

摘要

软土地基施工技术在公路桥梁工程中起着至关重要的作用,其有效应用可以显著提高基础的稳定性和承载力,保证工程的安全性和耐久性。合理的地质调查和科学的施工设计不仅可以克服软土地基固有的缺陷,而且可以为复杂的工程项目提供可靠的技术支持。


关键词

公路桥梁;软基;施工技术;处理方法

正文


不同的软土地基处理技术具有不同的适用性和优势,科学选择软土地基处理技术可以有效提高地基承载力,减少沉降,防止地基失稳。未来,随着新材料、新技术的发展和应用,将进一步提高软土地基处理效率,减少环境影响,节约成本和适用性,为公路桥梁的稳定和安全提供更加坚实的保障。

1软土地基特点

软土地基是一种特殊的地质构造,具有土粒间隙大、含水量高、压缩性强、承载力低等特点。软土地基由于土颗粒结合力弱,抗剪强度低,在外力作用下容易产生较大变形。同时,软土固结速度慢,在荷载作用下压缩变形会持续较长时间,导致沉降量大,沉降过程缓慢。此外,软土地基在受力过程中常伴有应力集中现象,容易发生侧向位移。因此,在公路桥梁建设中应采用软土地基处理技术来解决上述问题,以有效提高基础承载力,减少沉降量,加速沉降过程,防止基础失稳。

2 公路桥梁软基的施工技术及处理方法

2.1换填施工技术

替代填筑法是公路桥梁软土地基施工中常用的填筑方法。基坑开挖一定范围内的软土,然后回填强度高、压缩性低、无侵蚀的土料,使地基的稳定性和承载力达到施工标准。该方法操作相对简单,但仅适用于浅软土地基条件,能有效提高地基的抗变形能力和稳定性。施工时可根据软土地基范围及进度要求等因素选择人工开挖或机械开挖,联合作业效率较高,严格控制开挖量,避免因超挖引起的扰动,确保开挖施工不影响基础强度。一般在公路桥梁建设中,为了节约成本,采用天然砂石作为替代材料。开挖完成后,对符合标准的替换材料进行分层回填。铺装完成后要求每层进行压实,并对垫层密度进行检测,使其达到设计标准。另外需要注意的是,更换材料的含水量在规定要求范围内,必要时可进行排水处理。有些工程建设会遇到地下水高于基坑底部的情况,这时就需要进行有效的降水,以保证边坡的稳定性不受影响。最后,在充填作业完成后,可采用贯入测量法、环工具法和静贯入试验对充填质量进行检测,确保达到施工标准,消除质量隐患。

2.2粉末喷涂桩施工技术

在工程施工中软土地基稳定性较差时,可选择粉末喷桩技术进行处理,可显著改善基础条件。施工时采用专业设备钻孔,然后将选定的固化剂在一定压力下压入基础,促进土壤中的水分与固化剂发生化学反应,不仅可以降低土层含水量,还可以提高固结后基础的承载力和稳定性,为公路桥梁的施工提供保障。在选择粉喷桩技术进行施工时,首先要对现场基础条件进行充分调查,特别是要就地测量高程数据,并进行岩土工程常规试验,收集各项数据参数,作为施工方案编制的依据。特别是通过参数比较,确定喷粉桩的最佳强度,提高桩基性能。其中,有的工程会通过加入适量的石膏或硫酸钠来改善粉喷桩的流动性,在增强固结效果的同时形成隐形粉喷桩,使软土地基的承载力得到明显提高,保证道路具有较高的平整度和稳定性。

2.3排水施工技术

鉴于软土地基天然含水量较高,在公路桥梁施工中,需要通过适当的方式排干软土地基所含水分,以提高地基的使用性能。可根据现场情况确定地表排水、深层排水等可选排水方式,确定施工方案。其中,地表排水是将选定的砂石均匀铺设在软土地基上,以减少软土地基的含水量。同时,还可以结合压力排水法,排除更多的水分,进一步加速软土层的固结沉降,提高软土地基的稳定性和安全性,便于后期工程基础的夯实处理。深层排水比深层排水更重要,能起到更好的效果。采用压实法配合排水井,提高软土地基的使用性能。施工时先将挤密设备打入到软土地基内,在利用设备的强大压力促使土层内水分挤压出来并进入排水井排出,当水分排出量达到一定程度后土层便会发生固结,达到改善其整体性能的效果。在进行深层排水施工之前,需要对地基实际厚度和含水量进行准确测量,然后确定施工要点,通过严格规范的操作,来达到最佳处理效果。

2.4注浆施工技术

胶结法还可以有效地改善软土地基的性能。其原理是将水泥砂浆、石灰等材料打入软土层,然后充分搅拌。充分固化后,可提高地层稳定性和承载能力。软土地基采用胶结法处理后,可以形成荷载通道,提高公路桥梁的荷载整理力,防止后期的沉降问题。例如,在广泛使用的高压喷射注浆方法中,将安装有专用喷嘴的注浆管下放到土层深处。在达到设定位置后,通过施加高压将大量泥浆喷入土层,可显著减少砂土液化和基底隆起问题,增强软土地基的承载力和抗压能力。

2.5强夯施工技术

由于软土地基中粉土、粘土等小颗粒较多,孔隙过大,土体孔隙率较高。此时可以选择强夯法对软土地基进行处理,这样可以降低软土地基的压缩性,保持较高的稳定性。强夯法操作简单,主要依靠重力的作用,利用一定重量的物体在高空坠落时产生的冲击力,促使软土地基的孔隙度减小,从而避免施工过程中发生垮塌、沉降等不良事故。虽然与其他加工技术相比,操作难度小,成本低,但由于会对周围环境造成一定的干扰,对施工条件有较高的要求。当周边存在建筑、铁路等工程时,需要先在现场周围开凿沟槽用以隔振,保证重物抛落产生的振感不会对周边造成影响。

2.6挤密施工技术

在公路桥梁施工中,挤密法主要是通过建压实桩来改善土质。按所用材料不同,挤密法可分为土桩压实法和石灰桩压实法。土桩挤密法是用当地的土层来填充桩孔并压实,石灰桩压实法是用石灰土来完成同样的工作。两种方法均能有效降低地基的湿陷性,增加地基的稳定性,尤其适用于大厚度的填筑地基或湿陷性黄土地区。此外,灰土桩法和砂桩法作为挤密法的衍生物,分别通过注入石灰等填充物和充填具有冲击振动的砂来加固地基。石灰桩法引入火山灰、矿渣、粉煤灰等材料,通过人工或机械手段对孔进行压实和振动,从而改善土壤结构,提高其承载能力。砂石桩法则通过在软土地基中形成大直径致密砂砾桩体,可有效提高地基稳定性和承载力,特别适用于处理软土地基。在具体施工中,可根据地质情况选择适当的技术措施,以保障软土地基处理效果。

2.7预压法

在公路桥梁施工中,预压缩法的应用是在软土地基上施加过大的荷载压力,使软土地基在施工前沉降固结。预压缩方法主要有两种形式:附加物预压缩和真空预压缩。覆盖层预压是将土或砂石等重物在一定高度上叠加在地基上,对地基产生额外压力,促进软土孔隙水排出,加速土体固结的过程。真空预压缩是在基础表面铺设密封膜,利用真空泵抽走土壤中的空气和水分,形成负压环境,也达到固结效果。

在预压缩技术的应用中,预压缩时间和加载强度是关键参数,需要根据软土层的厚度、含水量、可压缩性等具体情况进行设计,以保证充分固结。排水系统的设置也是预压缩法成功的关键,常用的排水装置有砂井、塑料排水板等,有助于加快孔隙水的排出。

综上所述,在公路桥梁施工遇到软土地基条件时,要根据现场实际情况选择合适的施工方法,加强细部控制,按照规划提高软土地基的性能,使其具有较高的稳定性、承载力和强度,充分满足公路桥梁施工的要求,防止常见施工问题的发生。

参考文献:       

[1] 软土地基施工技术在公路桥梁施工中的应用研究. 马浪.工程建设与设计,2023(23)

[2] 软土地基施工技术在公路桥梁施工中的应用. 杨世强.交通科技与管理,2024(13)

[3] 公路桥梁施工中软土地基施工技术的应用分析. 李松松.运输经理世界,2024(35)


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