公路桥梁施工中软土地基施工技术探讨 胡家力

发表时间:2018/9/10   来源:《基层建设》2018年第22期   作者:胡家力
[导读] 摘要:近年来随着我国公共交通的大力发展,给予道路桥梁工程的质量压力也在逐渐增大。
        湖北省孝感市云梦县公路管理局  湖北孝感云梦县  432500
        摘要:近年来随着我国公共交通的大力发展,给予道路桥梁工程的质量压力也在逐渐增大。软土地基作为道路桥梁地基处理的主要病害的诱因,一直是技术攻克的重难点,但各种切实有效的软土地基处理技术为道路桥梁工程带来了曙光。虽道路桥梁工程经过长期研究取得了许多重大成果,但发展阶段也切实存在许多问题有待解决,因此本文通过介绍道路桥梁工程概念与软土地基相关概述,进而详细分析软土地基处理的各种施工技术,以期给予软土地基施工相关从业者一些帮助。
        关键词:道路桥梁;软土地基;变形;施工技术;沉降
        引言:改革开放的成果使我国社会主义市场经济空前繁荣,人民生活水平显著提高,对出行的便利快捷和舒适度需求日益高涨,加快了道路桥梁工程的建设与研究的步伐。但由于地质问题,在修建道路桥梁时时常遇到软土层,如在软土层上建设工程极易发生沉降,严重威胁公路的安全性和耐久性,于是各种先进的软土地基处理技术应运而生。公路桥梁的建设已然成为衡量国家、地区经济实力的硬性指标之一,也正是在这样的大背景下,道路桥梁工程技术研究才能不断深入、不断突破。
        1 道路桥梁工程简介
        1.1路基工程
        路基是由稳定土层、大直径岩石或建筑废料堆积建造而成的,承受来自路基周围岩土层及路面自重的恒荷载和来自路面由行人、车辆活动带来的活荷载的公路基础,其承载力稳定性为公路工程的安全保驾护航。
        1.2路面工程
        路面是由混凝土浇筑而成的铺设在路基上的层状构筑物,其功能是保证来往车辆安全、舒适、稳定、高速地通过路面。混凝土强度由通过该段路面荷载决定,我国路面毁坏大多是由于车辆超载或违规车辆过路所致。
        1.3桥梁工程
        通过预估计算桥梁构件自重的恒荷载及桥梁上行人、车辆造成的活荷载,对桥梁整体结构进行设计,根据以往桥下通过船只高度确定桥梁净高,依据每年冬寒情况确定基础的预埋深度的工程。在施工组织中充分利用计算机进行经济高效的项目管理,以提高安全性,缩短工期、造价。
        1.4交通工程设施
        由于高等级公路具备行车速度快、车流量大、服务水平高的特点,故时常需要设置相应的附属交通工程设施,它包括安全设施、管理设施、服务设施、收费设施、供电设施等内容。
        2 软土地基概述
        2.1 软土地基处理技术现状
        由于软土地基存在天然地基相对薄弱的特点,因此地基常常不能满足工程特性方面中对于工程设计和变形的要求,出现地基液化,震动塌陷和失去稳定等状况,这就要求软土地基必需同时满足强度与变化的要求,即保证软土地基在大小多变且作用方式迥异的荷载作用下,其沉降值依旧稳定在标准范围内,以确保地基安全稳定性。
        七十年代到九十年代是我国软土地基技术的两个初级发展阶段,初始由于经济与技术的限制,为缩短工程难度与投资,软土地基成为了设计者有意避开的地段,后来经过我国的快速发展,以及对土地的需求膨胀,技术得到了很大的进步,在高速高路的规划中,充分应用存在软土层的地块,与此同时,软土地基处理技术也在应用中不断地改进与完善。九十年代至今是发展的第三个阶段,在道路建设中,应用到了更多成熟完善的地基处理技术以及更加多元化的地基处理方案。
        2.2 软土地基施工问题
        ①施工前地质勘探分析不充分:施工前未进行全面、准确的勘探分析,施工时导致无法处理,造成不必要的损失以及埋下了安全隐患。
        ②软土地基未处理:由于工程造价的关系,施工方会忽略掉软土地基,在施工后极容易出现地基不均匀沉降等问题,影响了道路的安全稳定性。


        ③“硬壳层”破坏:“硬壳层”可以为地基承重以及扩散应力,但由于施工方施工不当,可能造成“硬壳层”的破坏,影响了施工进度。
        2.3 软土地基处理的重要性
        软土层具有压缩性高、具有较高的含水量以及承载能力低等特点。在高速公路的施工过程中,一旦发生软土变形,其后果都是不可设想的,这将对高速公路的稳定性造成严重的影响;在使用过程中,如果出现质量问题,则会增加更大的后期投入去维修,不经济且影响交通,故应在施工过程中,应及时采取相应技术去处理,从而保障公路的质量及其运营通行后的安全性。由此可见,软土地基的处理对高速公路的施工运营具有重大意义。工程中常常出现由于路基抗剪承载力降低,导致路堤发生滑动或者变形,公路边坡外侧出现了隆起等等的软土地基问题,导致公路遭到破坏,甚至影响工程进度。因此在施工中,应重视软土地基的处理工作,通过改变其特性,增强剪力,从而保障高速公路施工的经济性与耐用性。
        3 软土地基施工技术
        道路桥梁工程相较于其他工程对于路基要求更高,施工前不仅需要高精度和高深度的地质勘查分析,更需要避免施工过后的沉降问题,以下从表面处理、高压喷射注浆、渣土桩法、加载换填法等施工技术进行分析。
        3.1 表面处理施工技术
        表面处理是道路桥梁工程中软土地基施工第一步。首先将表面土壤含水率降至工程规定含水率标准,保障运输设备、机械设备在该基础上安全工作,再在土壤表面铺上0.5m至1.2m的砂砾、碎石或建筑垃圾,并适当夯实。在进行表面处理时,也需同时进行定期排水,以确保土壤适度的承载力和稳定性。在出现软土路基的不均匀沉降或土体变形后,为提高局部地基承载力常常在路基表面铺设具有一定承载力的无纺布,切实保证施工的顺利进行。
        3.2 高压喷射注浆施工技术
        高压喷射注浆技术是通过电化学与物理原理,利用定喷法、摆喷法、旋喷法等方式,将具有胶凝特性的水泥砂浆灌注到地基裂缝中以固化地基,并在此基础上更有效地改善土层性质的技术。灌注的胶凝浆液不仅仅是指水泥砂浆,更多的是指地基处理所需要的胶凝材料,胶凝材料必须具备较好的流动性与和易性,使其能够在地基裂缝与缝隙中自由流动并充盈,且不仅提高地基的稳定性,也极大地增强了道路桥梁地基的防渗与抗压能力。
        3.3 渣土桩法施工技术
        在对软土地基进行夯实处理的过程中,重锤自由下落对软土地基的冲击使土体内自主产生排水网络,土体渗透性增大使孔隙水顺利排出,土体产生瞬间沉降。随着土体发生瞬间沉降,土体的密实度与强度发生根本改变。重锤下降过程中,由于重力作用产生的重力势能对渣土填料进行向下、向侧面的挤压夯实,使得渣土桩附近土体密度得到显著提高,从而对软土层产生加固作用。通过渣土桩夯实的土体排水路径数量增加、排水距离缩短,大幅提高软土中孔隙水的排出速率。
        3.4 加载换填施工技术
        加载换填施工目的是尽量避免抛填物沉降对地基的影响。在施工过程中,对地基施加合理压力用以填充密实软土地基内部,并在地基表面加铺砂层,再铺上一层不透水膜以形成封闭式空间,最后在此基础上铺设换填物并加载夯实以保证路基的承载力。也可通过采用竖井方法降低地下水位,自然风干软土层,降低其含水率,提高强度。加载换填在某种程度可缩短施工工期和提高软土地基施工。
        4 结语
        本文全面、综合地介绍并总结了道路桥梁软土地基处理施工技术,比较各种施工工艺的优缺点及适用情况,较为理性、科学地介绍当今道路桥梁工程的发展水平。软土地基处理技术是否科学有效直接关系到公路的安全性和稳定性,虽然目前对于软土地基沉降的一般规律我们已初步掌握,但在最终沉降量的计算和施工安全监测方面,以及公路建成后的养护加固工作依旧有所不足。应怀着一颗探索、求知的心,结合国内外解决软土地基沉降问题的方法,并加以综合运用,找出软土地基处理技术的最优解。
        参考文献
        [1]党荣,徐文.软土地基处理技术在公路工程施工中的应用分析[J].交通世界,2017(29):71-72.
        [2]陈汉发.探讨高速公路工程中软土地基处理技术应用[J].福建建材,2014(1):41-43.
        [3]刘娟.探讨高速公路工程中软土地基处理技术应用[J].城市建设理论研究:电子版,2014 (21):4370-4371.
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