公路路桥施工过程中软土地基处理策略研究

发表时间:2020/7/30   来源:《工程管理前沿》2020年第11期   作者:孙玉明 宋丹丹
[导读] 软土通常是指那些比较松散、不易粘合的土壤,当利用这些土壤做地基时,由于土壤质地较差、稳定性不强,无法承受较大的外在压力,当受到来自车辆等的压力时地基就会被压迫变形,严重的甚至会坍塌断层。
        摘要:软土通常是指那些比较松散、不易粘合的土壤,当利用这些土壤做地基时,由于土壤质地较差、稳定性不强,无法承受较大的外在压力,当受到来自车辆等的压力时地基就会被压迫变形,严重的甚至会坍塌断层。因此,在公路路桥施工过程中,必须保证在对软土进行处理之后才能用于地基建设,只有这样才能从根源上保证公路路桥地基的质量。
        关键词:公路路桥;软土地基处理;策略
        1软土的工程特性
        软土包括淤泥质土、平原淤泥、沿岸淤积土、杂填土、冲填土等,软土的工程特性主要表现为:①高含水量。软土中水分占土体的30%~65%,其地基承载力大幅降低;②高空隙率。软土的高空隙率使其能够在多个连通不畅的孔隙中储水,但由于连通孔隙几乎不存在,故其大孔隙的特征并不能使其透水性增强;③高压缩性。由于大孔隙饱水,软土的液限提高,导致软土地基的可压缩体积明显增大,压缩系数提高;④低密度。由于大量孔隙与水的存在,顶替了原有的土壤,其密度要明显低于一般土壤;⑤低透水性。软土中封闭孔隙与半连通孔隙的大量存在,加之土体过多的有机物质带来的气泡孔洞,进一步占据孔隙体积,使透水性降低。
        2影响软土地基技术应用的因素
        2.1工程设计
        工程设计是软体地基技术在公路路桥建设过程中的重要内容之一,工程设计方案的设计与更改可以有效地针对性地解决软土地基出现的一些问题,特别是在建设过程中的过渡缓和阶段,工程设计尤为重要。与道路建设相比,桥梁建设工程难度更大,因为它的悬空与跨度大。桥梁工程有不同的阶段,不同的阶段有不同的土质,因而路基强度也不一样,如果需要建设和桥梁工程,就需要有过渡缓和阶段。
        2.2含水量高
        基于软土地基含水量一般保持在34%~72%之间,正是由于数值较高,使土层结构处于流动的水体之上。公路路桥工程施工时,经常出现大量的淤泥,这对于公路路桥施工工作的顺利开展造成了严重的影响,使工程施工的期限被延长,施工的难度增加,而想要提升在公路路桥施工过程中桥梁的基础结构的稳定性,就应该采取专业的、科学合理的施工技术。
        3公路路桥软土地基处理施工技术
        3.1加强原材料管理
        在进行路桥交界处软土地基处理的过程中,为了保证施工质量,需要加强对施工材料的选取。施工材料包含粗骨料及细骨料,施工时需要对这两种材料进行分类处理。对于粗骨料,需要保证其外观较为整洁,因为外表面出现灰尘等杂物时会导致粗骨料与混凝土黏结不够牢靠。当材料进入工地时,需要进行使用之前的性能实验,验证材料的各项性能。为了使施工材料能够与混凝土等更好地黏合,因此需要保证其棱角分明,相关材料的含泥量不能超过1/%。当材料中的含泥量较高时会造成其组成的混凝土软土地基不能承受较高的抗折能力,并且当软土地基较为干燥时,由于温度的变化,容易造成其变形较大,因此对于其实际的相关含量需要做到科学合理的调配。在对原材料进行选择时,特别需要对碎石等材料进行明确的管理。路桥软土地基建成之后没有对其进行符合标准的保养及质量监督,长时间的质量监督缺失使得后期维护时发现原来较小的问题出现了一定程度的扩大。例如,桥梁软土地基由于长时间的行车使得面层的沥青被车辆轮胎磨损严重,在一定程度上使得地基的承载能力在下降,为保证施工质量,施工过程中需要加强对原材料的管理。
        3.2高压旋喷桩法
        高压旋喷桩通过钻机喷嘴将水泥浆高压喷射进软土地基,使之与原软土混合并发生水化、离子交换、凝结等一系列反应,从而直接改变原有土壤的性质,提升土基承载力。钻机的选择需符合现场实际情况,谨慎确定钻机位置,按照规范要求进行施工。

高压旋喷桩使用的钻机体积小、重量轻、振动小、噪音低,制成的桩体水泥含量高、强度足,接近混凝土桩,可在市政道路所处地段承载力要求较高的情况下使用,但与此同时其成本较高、对环境污染较大;相比之下,水泥搅拌桩的成桩体积较大,制成的桩体水泥含量低、强度较低,成本也较低,适用于路段地质情况相对较好的一般情况。
        3.3预压沉降法
        预压沉降法是软土地基处理技术之一,主要目的是为了降低地基后期沉降发生的概率。具体施工的过程中,先要预估路桥承重,对每个区域的应力进行分析,在得出结果之后,预先使用大于路桥承重的负载压实地基,从而确保地基的软土层的稳定性可以得到保障。在撤除预压负载之后,软土层在应力的作用下,土层中的间隙会减少,密度会增高,可以达到路桥工程施工的需求。该技术的施工难度较低,较容易实现,施工人员只需要确保负载下放到位即可。但是就实际应用而言,该技术同样存在弊端,主要体现在两个方面,其一是效率上,预压沉降法主要依靠的是负载自身的重力实现压实目标,由于没有外力干预,所以耗时较长,整体效率过低会直接导致公路路桥工程无法如期交付。其二,沉降法针对小面积软土地基处理优势明显,对于大面积软土而言无法短时间内配置相应的负载,而且大面积软土处理的质量不好把控。
        3.4换填处理法
        软土地基的处理方法要视现场的实际情况来确定,根据不同的地质构造选取最合适的处理方法。通常情况下当软土层处于土壤层的上部时,使用换填处理法是最适合的。顾名思义换填就是从土壤表层将软土挖走,用其他种类结实的土壤来进行填充,然后使用机械来进行压实,使地基更结实和牢固,为路桥施工打下良好的基础。这种软土处理方法具有简洁高效、直截了当等特点,施工过程比较简便,换填的土壤也比较充足,并且不需要花费大量的时间,但是值得注意的是在开挖软土层时必然会对地面平整度造成破坏,日后施工必须在对平整度进行处理之后才可以进行。
        3.5胶体与软弱土层搅拌法
        胶体与软土层混合的方法是利用搅拌设备将原料与软土层混合,使胶体与土壤充分混合,发生一些物质变化,改变软土层的强度,提高软土层的抗压能力,减少软土层和弱土层的沉降。这个方法形成一个混合土层,其处理深度和速度都是优势。当然,持续深化的研究胶体材料在中国,压实效果也会提高。
        3.6强夯处理技术
        由于软土地基中土壤内含有大量的黏土及粉土等微小颗粒造成土质疏松,孔隙过大,而运用强夯处理技术就可以很好的解决这一问题。在公路路桥工程施工过程中,强夯处理技术得到了普遍应用,尽可能地弱化软土较强的压缩性,进而增强软土地基的稳定性。强夯处理技术主要就是在地心引力的作用下,将一定重量的物体从高空中坠落下来,对软土地基进行打击进而缩减土质的孔隙,从根本上降低公路路桥工程中固定建筑框架结构的难度,规避之后施工过程中坍塌等不良问题的发生,提升建筑框架结构的稳定性和安全性。并且强夯技术简单易操作,施工人员运用起来方便快捷。在运用强夯处理技术的时候应注意,在工程附近如果有铁路的情况下不能直接采用这项技术,应该在施工现场的周围开凿隔振沟槽,确定重物抛落产生的振感不会对铁道以及附近居民产生影响,在此基础上应用强夯处理技术。
        4结语:地基处理是公路路桥施工的首要环节,地基处理的成败直接关系着公路路桥的质量水平,因此公路路桥施工单位必须对地基处理工作的重要性进行充分的认识。在公路路桥施工进行时,如果碰到软土层就必须根据实际情况来选取最为恰当的软土处理方法,只有这样才能克服软土土壤所带来的负面影响,提升地基质量,使公路路桥能够安全的投入使用,不断服务于人们的日常生活,不断促进城市的交通发展。
        参考文献:
        [1]赵平平.路桥工程施工中的软土地基处理技术分析[J].地产,2019(21):155.
        [2]熊昊容.路桥工程施工中软土地基处理技术分析[J].交通世界,2019(31):30-31.
        [3]汤健.路桥工程施工中软土地基的处理技术研究[J].城市建设理论研究(电子版),2019(21):34.
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