论路桥施工中的软土地基施工技术
2014-10-21诸斌
诸斌
【摘要】路桥施工过程中,难免会遭遇软土地基。软土地基承载力较弱,为确保路桥工程建设质量,必须要合理采用软土地基加固处理技术,提升地基承载力,从而保障上层桥梁结构稳定性。本文对路桥施工过程中的软土地基施工技术进行简单分析。
【关键词】路桥工程;软土地基;施工技术;软土地基施工技术
一、引言
随着我国经济的快速发展,路桥工程建设逐渐增多。路桥工程施工建设涉及范围较广,同时由于在临近水域区域施工,存在较多软土地基。软土地基承载力较弱,不利于桥梁建设。在路桥工程建设过程中,必须要合理运用软土地基施工技术,确保桥梁建设质量。
二、软土地基的特性
软土一般是指强度低、压缩性较高的软弱土层,大体上分为五类,分别是软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭。软土主要分布在我国滨海平原、河口三角洲、湖盆地周围等。其主要地质特性为:土壤含水量高、空隙比较大、透水性差、压缩性较高、灵敏度较高、具有很强的流动变形性。修建在软土地基上的路桥,要考虑稳定和沉降。软基的沉降一部分由地基固结产生,另一部分因地基侧向变形产生,路基的沉降是有规律的,主要包括:路基填筑时,如果超过一定的临界高度,沉降速率就会增大;沉降沿深度分布;沉降速率与加载速率相关。
路桥施工技术能够有效开展的基础就是掌握软土地基的实际特性。软土地基中的软土塑性指数、天然水含量、空隙等指标都有差异,因此不同的软土地基在施工过程中的处理技术也有所不同。路桥施工单位必须在设计技术文件的基础上,对实际的软土地基特性做好调研和勘探工作,从而可以在软土含水量范围内分析其塑性指数,确定具体的含水量的值,掌握孔隙比的值,使得软土地基施工得以顺利进行。在实际软土地基施工中,必须按照软土地基的实际情况合理选择施工技术,使得软土地基的性能得到改善,在最大程度上满足路桥施工承载力及稳定性的需求。
三.路桥施工中的软土地基施工技术
1.砼芯砂桩复合地基技术
在路桥软基处理中,应用砼芯-砂桩复合地基,对路桥软基的加固效果显著,也可以提高预制混凝土桩的强度。其具体应用中,主要采用振动沉管以及长螺旋方式成孔,可以在孔中心内设立预制直径为20cm的钢筋混凝土桩,也就是复合地基技术中的复合桩体芯,并且其四周进行灌砂形成桩壳。砼芯桩起承受荷载的功能,砂壳起加大芯桩侧壁摩阻力与竖向排水的作用,同时为防止上部荷载作用中砼桩被破坏,路桥软基处理中,可以控制成桩体低于地面20~30cm左右,并进行人工修整,確保桩头上部形成圆锥形凹槽,可以对其灌入级配碎石进行压实,并铺设厚约50cm 的砂石垫层与土工格栅,构成对路桥软基处理中的复合地基。
2.粉体喷射深层搅拌桩加固
在路桥软基处理之中,针对路桥软基处理应该符合经济合理原则,采用基于水泥系粉体喷射搅拌桩的复合地基技术,在分析路桥软土性质以及水泥土配合比的前提之下,优化设计复合地基施工方案。可以将桩径为50 cm的桩,在地基外侧10 m以及外侧边坡5 m的位置之上,按等边三角形的排列顺序,软基处理时可以确保桩间距达到1.7 m,水泥的喷入量也应该控制好,根据复合地基设计要求在成桩后,确保桩身水泥土可以容许的承载强度为600 kPa;之后,可以用DPP-5型深层喷射搅拌水泥与土混合,对于桩身上部的4 m位置可以分2次进行搅拌,在距地表0.5 m处的软基处理中,可以停止喷粉。
3.提高路桥软基抗沉降水平
应用复合路基技术节约施工材料,有利于保证工程质量,很好地解决地基变形、沉降问题,确保路桥软基的压实标准,保证工程质量。在路桥软基项目施工中,应该做好对路桥软基地质勘测检查工作,针对路桥软基的地形、地貌以及水文地质进行考察,认知路桥软基的承载力,严格把关,优化路桥软基排水系统;做好路桥软基的地面与地下排水。对于路桥软基施工中,工后沉降标准为桥头路段软基不大于10 cm,涵洞以及通道的基础沉降不大于20 cm;在地基承载力方面,应该确保复合地基承载力满足路桥设计要求;同时,确保复合地基的稳定性满足路基稳定性需求,在设计填土荷载以及软基荷载作用下,提升路桥软基稳定性。在路桥软基施工中,应用复合路基技术,加强对路基填料进行质量控制工作,应该严格复合路基中填料,依据当地的土壤习性,进行筛选,以确保填料符合路桥软基施工标准。路用材料必须要有监理工程师批准后才可以进场使用,并且对于水泥品牌,应该选用质量稳定性、生产数量高的水泥,基层设计中,软基厚度一般应该保持在15~22cm,采用合理的办法处理地基弊端,确保复合地基技术中混合材料能够控制在最佳含水范围内。同时做好路桥软基施工处理的监测工作,加强对关键工序的质量管理工作,建立质量监督体系, 加强对复合地基施工中的质量检验,拒绝不符合设计规范的产品进入施工场地,应该将对路桥软基进行变形操控,降低施工中的安全事故风险。
4.进行表层排水
当软土地基拥有高含水量的较好土质时可采用表层排水法。在这种土质上进行施工时,为保证有效的分引出地基内部的汇水,应先挖好排水沟,然后在其内部填入石块和砂土等,以便建造一个坚固的基底座。这种材质的基底座有良好的透水透气的性能,并加固了基地的稳定性。表面排水法与其它方法相比对降低地表的含水量更加有效,且施工简便易操作。
5.排水固结施工
排水固结法的原理是降低软土地基的含水量,增加路桥地基的稳定性,提高其承载力。这种方法主要应用于周边有较少水域,软土路基中有较低含水量的地区。通过安装竖向排水设施,利用天然地基的透水性,使得软土地基的含水率有效降低,从而提高了路桥地基的稳定性。通过排除土体中的孔隙水,加速固结土体与地基的沉降。施工中可以有效减少路桥地基的沉降量,并使得其稳定性得到提高。
5. 动力固结法或强夯法
为了使路桥软土地基承载力得到提高,一般在 8m-20m 的高空,采用 8t-30t 的重锤进行地基的强夯打压加密,从而使砂土抗液化条件得到改善,并且使压缩性能减少、地基强度提高、地基得到加固,这种方法就是动力软土地基加固法,也称为强夯法。这种方法在饱和性粘土地基中适用,将传统动力固结的置换方式加以延伸,在地基中利用外部夯打力打入强度较高的材料,施工过程中会形成碎石墩,它和原有地基共同组成具有新的承载力的强调复合地基,使地基承载力在很大程度上得以提高。
6.高压喷射注浆法
类似于动力固结方法,高雅喷射注浆法将固结性和强度较高的材料如粉煤灰、水泥等通过高压喷射机械向深层软弱地基进行注浆,从而使地基强度提高。在道路桥梁施工中,目前高压旋喷桩处理的最大深度为 30m,深度较大。该方法在粉土、粘土淤泥等含水量较多的软土地基中都能使用。
四、结束语
在路桥施工过程中,软土地基施工技术应用极大的提高路桥工程建设水平,保障路桥施工建设的顺利进行。在工程建设过程中,要结合实际水文地质条件、软土地基承载力,考虑地基沉降量,采用合理的软基处理技术,确保路桥整体结构安全。
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