软土地基施工技术在公路桥梁施工中的应用探讨

发表时间:2021/4/30   来源:《城镇建设》2021年1月第3期   作者:翟伟 杨娜
[导读] 我国社会经济发展增速,人们的生活水平获得了较大提高
        翟伟 杨娜
        北京路桥瑞通养护中心有限公司,北京 102300
        摘要:我国社会经济发展增速,人们的生活水平获得了较大提高,小型车辆和大型运输车辆的拥有量在逐步增加,为了满足各类型车辆的出行,人们对公路的实际需求量越来越大,国家对公路桥梁的建设项目加大了投入。随着工程技术的发展,公路桥梁的建设水平越来越高,工程建设的项目更加复杂,尤其是立交桥以及高架桥等各类型桥梁的出现,代表对于软土地基方面的处理的技术指标要求变得更高[1]。
        关键词:公路桥梁;软土地基;施工技术
        引言
        软土地基本身存在的含水率以及压缩性较高,再加上其强度较弱,渗透能力不强,致使在达到一定程度之下会导致变形,因此软质土层不能像一般的土体可以直接作为地基,必须要对其进行一定的优化以及性能的改善,进而才能降低沉降或者变形问题发生的风险。当公路路面出现裂缝或者更为严重的破坏现象时,这主要是由于路基导致的,所以在进行施工的过程之中要对软土地基进行相应的处理,只有这样才能在根本上确保公路的质量,从而在最大限度上推动公路桥梁施工的有序进行[2]。
        1 软土地基的基本特点
        1.1 高含水量和高孔隙率
        软土的天然含水率大概在60%左右,比较特殊的软土甚至会超过100%,自然含水量会随着液体限制的增大而不断增大,所以自然含水量、自然空隙比是在同一条直线上的,软土地基的压缩性和抗剪性特点极为显著。
        1.2 压缩性高
        正常固结软土层最大甚至可以达到4.5左右,而压缩的指数大概在0.75左右,与天然的含水量之间的关系比较固定。欠固结的状态荷重的作用下可能会产生比较大的沉降。超固结的状态图,应力没有超过固结压力时,地基的沉降比较少,固结压力、超固结比是一种能够表示土层固结状态最为重要的参数之一,会直接影响到土的强度变化。
        1.3 渗透性弱
        由于土壤的渗透系数比较小,含水量比较高,饱和的状态较高,载荷在初始的阶段一般情况下会有比较高的孔隙压力,对地基强度的影响是比较大的。
        2 公路桥梁施工中软土地基的施工问题
        由于软土内部持有的水量较高,并且厚薄分布存在一定的差异性,致使在进行载荷的过程之中极易发生地基承重不均匀的情况发生。当公路工程发生大规模沉降时,地面会出现不同程度的高度差,导致公路表面造成严重的拉伸,最终造成路面破损的现象,甚至会造成路面的坍塌,威胁人们的生命安全。为了在根本上确保公路桥梁工程的质量,当发生沉降现象时,相关的施工工作人员要及时的调查发生此现象的原因,并采取相应的才是予以补救。从当前来看,造成公路桥梁发生断裂的主要原因主要是由于深层地下水的汲取与浅层降水一起造成的。对于软土地基而言,其技术的关键点在于通过多样化的技术将软土层表面和内部压实,提升软土地基的坚固性。然而在开展公路桥梁施工的过程之中,大部分施工工作人员并没有意识到软土地基的处理的重要性,造成一系列重大事故的产生,影响了公路桥梁整体的功能和使用的周期。此外,公路桥梁施工还需天气有一定的关系,倘若遇到雨天,雨水就会深入到公路桥梁软土地基内部,从而造成大范围的面积沉降。
        3 软土地基处理技术的应用技术方法
        3.1 强夯法
        所谓的强夯法就是动力固结法,此方法本质上就是用过不间断地打击实土体来进一步提高软土地基的承载力,有效提高地基的强度,减小地基的压缩性。强夯法主要是利用15吨以上的物体通过自由落体运动来打击土体,达到公路建设的要求。强夯法是被一位法国的工程师于20世纪所提出,起初在使用强夯法的时候局限性较大,使用在砂石等地基使用。

随着时间的推移,先进的施工技术涌现,致使强夯法逐渐开始应用于细砂土壤类型之中,并展现出成本低、造价低的特点。在中国,使用强夯法开始于20世纪70年代的末期,起初是在北京、天津等几个地区进行实验和探究,并取得了极大的成果,在此之后强夯法在中国开始大范围的推广。通过使用强夯法,不仅可以在一定程度上提高地基的抗剪性,而且还提高了土壤的抗震性。但是,强夯法对粉土处理效果并不是很好,需要依据实际的情况进行选择。
        3.2 注浆法
        目前经常使用的注浆法是一种高压喷射型的注浆,将喷射流的压力提高到一定程度后,再使用土提喷机破坏土体原本的状态,喷射的浆液和土壤之间交换或传播交换。为了达到工程建设过程中的设计要求及规范标准,在进行旋转喷射时可以根据设计要求结合现场实际情况,对旋转的速度进行调整,应调整打桩机上台的速度,控制好增减喷射的力度。按照具体的需求调整整个喷射嘴的直径大小,可以比较有效地优化控制喷射的具体流量,通过使用固件,使其成为设计要求的形状。对操作者技术要求比较严格,操作者在使用时,须掌握熟练的操作技术,应具备一定的施工经验,按照相应的规则和技术进行。
        3.3 换填法技术
        现阶段的软土地基施工技术应用,告别了粗放、极端的模式,能够结合地基的特点来应用不同的技术方法、技术手段,这对于公路桥梁的建设水平提升做出了更多的保障。换填法技术是比较常用的技术,同时在自身的技术含量上非常高。该项技术的应用,主要是对软土进行有效的清理,并且采用一些非常稳定的土壤开展回填处理,这样不仅能够在换填的效果上提升,同时对软土地基的性质做出了更好地转变。一般而言,会通过随时的应用来换填处理,这样操作的好处在于能够对软土地基的稳定性进一步提升,而且在夯实基础的效果上不断加强。但是,换填技术的应用,大部分情况下是在其他的软土地基施工技术没有显著效果的时候才会应用。回填工作的开展非常重要,需要通过石灰粉末、粉煤灰的应用来完成,而且要在排水的速度上不断提升。
        3.4 固结排水处理技术
        固结排水处理技术主要是适用于黏土含量较高的软土地基处理过程之中。图解排水处理技术主要是由竖向排水体和水平排水砂垫层构成的,在一般情况下,在对水平砂垫层进行铺设时,厚度要高于五十厘米,而选取的材料主要是以砂或者粗砂为主。此外,由于水平砂垫层的宽度会大于路基的宽度,因此要注意排水的畅通性。而竖向排水主要是以塑料排水为主。在水平砂垫层和竖向排水相互连接的地方,需要铺上一层砂垫层,并设立一个横坡,然后在此基础之上构建一个排水体。固结排水处理技术的使用不仅可以实现较好的排水效果,而且还可以在一定程度上提升地基的密度。此外,在将固结排水处理技术应用到施工过程中时,所需要的施工设备也较为简单,所以固结排水处理技术是公路桥梁施工中较为常见的一种处理技术。
        3.5 粉喷桩软土地基施工技术
        粉喷桩软土地基施工技术中,在软土地基中加入添加剂,提高软土地基的加固度,主要材料是石灰和水泥。在石灰或水泥中加入一定量的外加剂,可大大提高外加剂固化后软土地基的硬度。在本技术施工前,应结合软土地基的实际情况考虑添加剂的比例,从而有效提高软土地基的承载能力。
        3.6 填充法
        填充法主要是在软土地基中填充别的物质,提升地基的强度,在施工中一般情况下都会填充土工聚合物,这种物质主要指通过人为加工的方式制作材料,把聚合物当作基础材料,使用在建筑物中或者建筑物外表面,可以有效地加固工程建筑的土层,充分发挥土体受到压力的保护性作用,土工聚合物的重量相对较轻,可以按照施工的需求,做成面积比较大的形状,方便施工。
        4 结语
        综上所述,在完成公路桥梁工程施工的过程中,为了尽量保障在软土地基施工处理方面,给公路桥梁的施工工程打下更加坚实良好的基础,须指派专业的技术人员对软土地基的施工处理要点以及处理技术进行学习和施工经验总结,使其可以在后续的类似项目施工过程中使用更加有效的手段。
        参考文献:
        [1]邢增楠.公路桥梁施工中的软土地基施工技术[J].交通世界:工程技术,2018.
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