公路桥梁施工中软土地基施工技术应用策略研究
摘要
关键词
公路桥梁施工;软土地基;施工技术
正文
软土地基是一类特殊地基。这种地基的存在对公路桥梁施工带来了一定的挑战。软土地基的处理难度较大,施工单位要充分认识并掌握软土地基的特性,采取有效的施工技术,确保公路桥梁工程的建设质量和安全稳定,延长公路桥梁的使用寿命。
一、软土地基的特点
(一)渗透能力差
软土地基中含有大量沙土成分,这导致黏土具有极快的固化速度,渗透性就会较差。在环境适宜的情况下,即便在外部因素的影响,依然会保持较快的固化速度,并且由于土质本身具有一定的可塑性,因此也容易造成固结不均匀等情况。在环境条件较差的情况下,软土中的有机物含量过高,有可能会导致排水通道中气泡过多,从而发生土壤阻塞,这将进一步削弱土壤的渗透能力。
(二)压缩性能强
基于现有的地质实验资料显示,软土地基的液限与其压缩系数之间存在正向关联。随着土层深度的不断加大,随着土体液限逐渐增大,其压缩性能也会逐渐增强,峰值可以达到1.1MPa。对于一些特殊情况而言,软基沉降量较小,不会影响正常施工作业[1]。尽管如此,施工 人员仍需对各个地区的土壤条件进行全面的评估,并依据该地区软土固化的差异性采取以合适的处理方式,提高软土地基处理的整体质量。
(三)水分含量高
软土地基的突出特点是其具备极高的含水量,最高可以达到71%,这意味着在软土地基的内部有大量的水分流动。在这样的地质环境中,容易出现疏松的土壤层次,这会使地基的稳定性降低,极有可能发生坍塌登封病害,进而对道路和桥梁工程的施工和运营安全构成威胁。此外,由于软土地基中的含水量过高,会加大路基中土体颗粒的流动性,这将会对道路桥梁工程施工的工艺选择带来一定的局限性。若软土地基的处理效果未达到预期标准,未能减少土壤中的含水量,这将使地基的固化性能无法满足道路桥梁工程的建设要求,在施工中容易发生土体出现坍塌等情况,公路路基的稳定性下降,加大后期施工建设工作难度,从而对施工的整体效果产生负面影响。
二、公路桥梁施工中的软土地基处理技术
(一)强夯处理技术
强夯法是一种常见的公路桥梁地基施工方法,一般需要多种机械设备的协同作业。该方法具有加固效果好、施工效率高以及安全性高等优点,并且成本相对较低,在公路桥梁工程中得到了广泛的应用。在使用强夯法来处理公路桥梁工程中的软土地基之前,施工单位要规划好每个压实点的位置,并对地面的不平整部分进行预先处理,使用小型锤子敲击各个压实点,锤子产生的冲击力尽可能保持一致。在强夯施工中,依靠重锤设备产生的强大压力与冲击波,将软土地基中的水分挤压出来,使地基中的孔隙实现聚拢,施工人员要对重锤的下落高度进行严格管理和控制[2]。强夯法的处理效果会因土壤结构的不同而存在差异,在砂质和土质地基的土壤结构中,这项技术能够发挥出最理想的应用效果。对于质地疏松的软土地基,尤其是在含水量高的地质条件下,如果采用强夯法,那么在开始强夯之前,必须在土壤中加入适量的砂砾,这样可以提高地基土壤的粘性,为后续的地基施工奠定良好的基础条件。
(二)预应力管桩处理技术
预应力管桩基础是利用钢管和钢绞线为载体进行施工建设的新型桩基结构形式,具有良好的抗震能力和承载力。在应用这项工艺时,要使用钢套管模型,避免桩基的直接开挖。最好的做法是在沉桩后的半个月内进行,在开挖过程中要避免对周围的土壤结构造成破坏,防止发生坍塌事故[3]。同时也要对该区域施加适当的压力来使其保持密实状态,使土与管桩之间形成良好的接触关系。在进行挖掘作业时,排水是一项重要步骤,施工人员要在特定区域预先设置斜坡,并避免将挖掘出的土壤堆积在同一侧。在预应力管桩处理中,管桩倾斜的问题是一项技术难点,发生管桩倾斜的原因是施工过程中管桩的承载力和坡度过大,当桩基下沉至一定深度后,无法保持姿态从而发生倾斜问题。针对这一问题,常用的解决方式是提高施工场地的平整度,在打桩机作业区域内应用垫层技术,保证管桩始终保持稳定状态。此外还要做好桩基检测,及时发现问题并且处理,避免事故发生后造成更大损失。
(三)水泥粉煤灰碎石桩施工技术
水泥粉煤灰碎石桩(以下简称CFG桩)结构和路基垫层共同形成了复合地基结构,这种结构能够大幅提高软土地基的承载力,可使桩结构在后期仍保持良好的稳固性,并且总施工成本较低,可使用工业废弃物替代粉煤灰等材料。CFG桩的垫层结构具有柔性特征,承载能力可达到工程标准,并能保持均匀沉降。CFG桩具有出色的碎石桩刚度,利用其侧向的阻力,可增加桩的端部阻力,实现上层结构荷载向支撑层的高效传递。为了更好地发挥CFG桩的整体性能,施工单位要根据施工现场的具体条件情况和地基的地质特性进行施工规划,选择合适施工设备,使软土基础加固效果达到最理想的状态[4]。在使用CFG桩施工工艺时,要严格遵循技术规范。具体来说,施工开始之前,必须按照项目的规定,对CFG桩组成成分的含量和比例进行精确控制,并根据实际的需求来决定桩材的坍落度和桩顶浮浆的厚度,对于桩体与土之间的界面过渡层也要严格控制其质量,对钻杆的拔出速度和时间需要进行精细的计算。桩顶的高度必须高于设计的高度,长度根据桩之间的距离、布局方式、现场的地质条件以及成桩的顺序等多项因素决定。
(四)挤密桩法
挤密桩法一般用于黄土湿陷地区,可提高土壤的强度,对软土起到有效加固的效果,减少土壤沉降,增强公路桥梁地基的稳定性。应用这项工艺的首要步骤是进行钻孔作业,钻孔结束后,施加压力将沙砾石和石灰土压入桩孔中,随后再进行分层压实。这种软土地基处理技术可充分利用现有资源,节省施工成本,例如将灰渣和其他材料按照一定的比例混合,将其作为回填材料。为了进一步提升施工效率和质量,可以使用该工艺对桩基实施二次注浆处理,以此增强地基承载力,外加剂与石灰混合后,会受到外界环境因素的影响,使其体积发生膨胀,这一现象有助于达到更好的压实效果,在振动作用的影响下,挤密桩可将材料导入到孔洞内部,从而增强软土地基的稳定性。
结束语
软土地基是公路桥梁施工中的一种特殊地基,这类地基的承载能力较弱,若未采取有效加固处理,则会在施工过程中埋下较多的安全隐患。对此,在公路桥梁工程施工中,施工单位要根据具体的地质条件选择合适的软土地基处理技术,并保持探索和创新,持续优化改进软土地基处理技术,为公路桥梁建设做出更大的贡献。
参考文献
[1]孙策. 软土地基处理及路基填筑施工技术研究[J]. 工程技术研究, 2022, 7 (22): 194-196.
[2]陈秀娟. 公路桥梁施工中软土地基施工技术的应用分析[J]. 建筑技术开发, 2022, 49 (21): 163-165.
[3]戚洪连, 张建才. 道路桥梁施工中软土地基施工技术处理分析[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2022, (29): 121-123.
[4]黄超群. 基于软土地基处理技术在市政路桥施工中的实践研究[J]. 江西建材, 2022, (09): 337-338+341.
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