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摘要:近年来,伴随我国经济的快速发展,我国的公共基础设施建设项目也在不断增加,其中桥梁工程的建设规模和数量有了明显增长。由于我国地域广袤,各地区的地质条件也各不相同,部分地区会遇到软土地基的问题,软土地基会对桥梁工程的整体质量造成一定影响,所以相关施工部门应对其引起足够重视。鉴于此,文章首先分析了软土地基对桥梁工程施工造成的危害,然后研究了软土地基桥梁下部结构设计与施工措施,以供参考。
关键词:桥梁工程;软土地基;处理措施
1软土地基的特点
1)孔隙大。软土的孔隙比普通泥土要大很多,因为软土中的含水量比较大,会使泥土中的颗粒发生胶结的问题,导致各个颗粒的衔接点存在较大的缝隙,难以进行夯实;2)压缩性强。当软土地基所承受的荷载力超过极限时,会出现下降的趋势,并在下降过程中有突然下降的现象,使得压缩曲线有渐变和突变两种情况,增加了软土地基的压缩性;3)透水性能差。与普通泥土相比,软土的透水性能比较差、自然沉降周期长,在进行地基施工时会产生明显的沉降差异。经过阳光曝晒后,软土中的水分会迅速蒸发,导致泥土疏松,影响了地基质量。
2软土地基对桥梁工程的影响
2.1造成基础的不均匀沉降
与正常土基相比,软土地基的土体结构极为松软,土壤间的缝隙较大,同时,其具有较高的含水率,所以导致软土地基的触变性和流动性较强,其土质的强度也会受到较大影响。在对软土地基进行处理的过程中要针对其特性选择适宜的处理技术,如果处理不到位,则有可能引起桥梁基础的不均匀沉降现象,从而导致桥面出现结构性裂缝,这对桥梁工程的稳定性会造成较大影响。
2.2造成桥梁承载力不足
由于软土地基的具有较高的含水量,所以对于地基的承载能力也有较大的影响,同时对于桥梁的整体稳定性也会造成十分不利的影响。同时,软土地基多为粘性土质,其含水率高且透水性差,软土中常常含有粉砂薄层,在淤泥中也常会有泥炭存在,使地基的承载力被减弱,所以,施工部门应特别注重对软土地基的科学处理。
3软土地基桥梁下部结构设计研究
3.1桥台内力计算
桥梁结构错综复杂,计算更是涉及各个方面,其中桥台部分的计算量明显较大,桥台主要分为竖向和水平2个荷载面,还需对其增加土压力、负摩擦阻力等,因其影响面广,所以需要注意如下几个方面:1)埋置式桥台土压力计算。在展开此环节工作时需要充分考虑土质因素的影响,主要体现在地面以下台后深层土对桩的水平压力。为了确保桥台的稳定性,必须要减轻自重,保证实际受土压力小于设计值,为此,需要选取具有质量优、透水性能好等方面优势的材料。土压力的计算公式如式(1)所示:
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式中,K为土压力系数;y为土的容重,kN/m3;H为填土高度,m。2)板对土压力影响。全面提升搭板设计的可行性,这是确保活载土压力达到可靠状态的基础条件。3)桥头路基沉降、滑动验算。具体如下:(1)路基很容易因为承重过大而造成路面沉降,可以发现台背和梁端出现过早损坏等质量问题,在竖向土压力方面,过大的负重也会引发桥梁断开、路基不稳等问题的产生,最终导致路基失稳;(2)受河、沟的影响,路基容易出现滑动,这也是工程人员需要高度重视的问题。
3.2盖梁内力计算
根据荷载的布置,选择相对应的计算方法,能够实现对布载的内力分析,但是却无法满足各截面的计算,且会造成计算所得结果安全风险性高的问题。最优计算法是运用内力影响线,进行杠杆法及偏心法的有关计算,寻找到其中的上下极值,在此基础上综合考虑内力包络图,以此为指导展开配筋。3.3桥墩内力计算运用盖梁内力计算法计算最大竖向力,水平力则采用柔性墩理论中集成刚度法。在全联墩台合理分配桥上行车及材料中所产生的不利因素,将徐变、温差、地震所造成的危害降到最小。最终根据不同的受力面对桩基各截面进行内力计算。
3.3下部结构配筋
3.3.1盖梁配筋
在截面连续梁采取极限法计算的同时,必须考虑到负弯矩处的承受力度。2)运用容许应力法计算变截面连续盖梁,其他方法均不适用其计算原则。3)为了提高梁配筋的承受力,可运用抗剪设计原理,巧妙设置梁体中的斜剪力筋,并且可在配筋时多设计箍筋,让其承担大部分力,使其配筋自由度增加,同时使梁内布筋作业顺利进行。
3.3.2桩配筋设计
运用桩内弯矩包络图计算理论,对基桩各截面配筋进行合理配置。就一般情况而言,确定最大弯矩状态下所对应的具体位置,进而将锚下到最大弯矩的一半处,固定其位置,进行有效配筋。受软基的土质影响,承载力较低,需要将桩主筋穿过软土层,提高稳定性。就摩擦灌注桩相比较而言,无论是从承载力方面考虑,还是对施工成本、难度方面而言,可行性均较差,运用上述的配筋方法能够更加有效地降低事故率、扁担桩发生率和底部断桩处理难度,且可在不破坏原有的孔洞情况下,进行再次钻孔。
4桥梁下部结构施工
4.1桥台施工
1)在桥台基坑的施工过程中,测量确定基坑后,根据挖掘深度来调整挖掘方式,其主要以机械和人工2种方式为主。先以机械方式为主,当挖掘深度达到30cm左右时,为尽量降低对土基承载力的影响,以人工挖掘的方式为宜。在实际施工过程中,必须做好基底杂物的清理工作。2)在桥台的混凝土浇筑施工过程中,应考虑混凝土的质地问题,进而根据其具体情况,选择是否要加强振捣。为了保持浇筑的连续性,应该减少浇筑时间,并且在浇筑完成后,采用覆盖塑料薄膜的方式,对桥台进行12耀18h的养护。3)选用符合施工质量标准的钢筋,控制好接头截面积与总截面的比例,以总截面面积为基准,实际大小为该值的50%为佳。钢筋骨架搭接前,应保证其连接两端的轴线处的一致性,并确保搭接完成后,钢筋骨架是横平竖直状态,最终根据其设计资料来选定主筋位置和尺寸大小,完成桥台钢筋的安装。
4.2桥墩施工
1)当进行桥墩施工时,应当按照设计好的制作步骤,循序渐进。钢筋骨架的制作要根据实地情况来调整预埋方位,可用测量放样的方法进行估量;再依据已有图纸进行墩柱钢筋的绑扎制作,尽可能避免误差。采用焊接结合主钢筋方式,加强其牢固性,提高桥墩的安全性。当钢筋骨架按照原有设计好的步骤完成后,对其进行补缺补漏的检查,达到合格标准,方可送至施工地投入使用。2)钢筋骨架整体安装完成后,进行模板安装,为桥墩塑形。根据设计要求对模板进行规范性地检查,以确保其质量、尺寸大小、平整度等均符合施工标准。以模板设计图中设定的长度为标准,基于双面胶贴合的方式完成对缝隙的处理,此后还需要借助砂浆材料进行填封。最后为使混凝土达到设计的保护层的厚度,对模板各结构拼装时所产生的缝隙,用混凝土垫块进行全面填充。
结语
综上所述,在桥梁工程建设中,桥梁下部结构设计和施工十分关键,直接关系到整个设计方案质量和有效性,同时桥梁下部结构施工还容易受到地理环境等方面因素影响,在施工中不仅要对质量方面问题有充分考虑,同时还需要考虑到抗震等问题,施工难度大,技术复杂,具体施工中必须要结合实际情况不断总结分析,取得理想的设计施工效果,使桥梁的使用安全性和行车舒适性得到保证,更好的满足当前社会经济发展过程中在桥梁方面需要,促进我国交通运输行业持续稳定发展。
参考文献:
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