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道路桥梁施工在软土地基上不均匀沉降的防治对策探讨

2020-02-17储美娟

建材与装饰 2020年35期
关键词:荷载土地工程

储美娟

(江苏通达建设集团有限公司,江苏常州 213000)

软土的含水量大、压缩性大、强度低,软土地基施工也因这些特性,常出现不均匀沉降问题,提高了安全事故的发生率,直接影响道路桥梁工程后期使用中的安全稳定性。施工团队要充分认识到软土地基的危害性,对可能引发的不均匀沉降问题加强分析,采取针对性的防治措施,全面提高道路桥梁施工质量,保障工程在使用寿命内的安全稳定性。

1 软土地基概况

软土地基的主要成分是软土。软土地基的技术处理,必须以道桥工程特性为基础。软土质的承载力有明显不足,为了达到地基建设标准,施工难度也会明显增大。软土地层的储水量大、土壤空隙大,也是引发坍塌事故的重要因素,施工单位必须准确把握这一情况。软土地基依照施工质量标准,土质条件是不符合要求的,只有经过处理,才能优化地层的基本性能,为工程质量做好保障。

软土主要包含淤泥土和淤泥质土,抗剪性弱、储水量高、渗透力小、空隙大。软土地基基本由淤泥、冲填土、杂质土等构成地基。受外部压力的作用,地基结构容易变形。上覆性较好的土层常作为支撑层,全面考量持力层结构和上部结构之间的作用力,以工程所受荷载量决定地基处理方法。冲填土,是水含量较大的泥沙在挖泥船作用下吹扫江岸堆积形成沉积土,黏性较大,向岸边的吹扫过程呈流动状态,属于压缩性高的欠固结土质。以砂性颗粒土形成的冲填土,基本性质类似于粉细砂,但与软弱土有着明显差异。冲填土的处理方法,必须以具体的厚度、排水固结程度、均匀性为基础进行确定。杂填土主要由日常生产生活中的建筑垃圾、生活垃圾长期堆积构成,结构松散、低强度、不规律等特点比较明显,如果将此类土质应用于建筑施工中,承载了和压缩性都有很大不足,其中含有的腐蚀性工业废弃原料、生活垃圾都不符合成为持力层的基本要求。

2 软土地基上不均匀沉降的原因

2.1 地质勘测不准确

道桥工程的准备阶段,需要对施工所在地进行实地勘测,将地质条件、地形结构的具体数据上报相关部门,设计部门以此对地基情况作出科学评价,制定更加合理的设计方案。地质机构勘测数据的准确程度,一定程度上决定了工程沉降问题发生的可能性。地质勘查的规划不合理,会影响实际勘察过程中的工作效率,勘查数据的准确性无法保障。施工团队在选择勘察时间时的不合理,也会影响工程进展,引发不均匀沉降问题。

2.2 工程设计不合理

工程结构设计阶段,软土地基的难度相对较大,单体设计、结构复杂程度等方面存在不合理情况,或是施工方式与软土地基处理的适应性差时,软土地基的施工质量很难达到标准化要求,影响到地基本身各项性能的发挥,提高了沉降现象出现的可能性,使施工质量受到明显限制。

2.3 施工流程不合理

道桥工程的地基处理技术和施工流程的不合理,也会成为引发不均匀沉降的重要原因。施工人员在软土地基的处理过程中不能遵循设计要求或施工现场的具体情况,会提高不均匀沉降的可能性。施工人员的工序流程不符合规范化要求,尤其是桥梁结构的荷载较大时,越靠后的工序,越容易增加沉降幅度,引发不均匀沉降问题。

2.4 桩基础选择不合理

道桥工程的常规桩基础施工中,地基荷载往往小于软土地基荷载,路堤的沉降总量也会逐渐增大,明显大于桥梁的沉降总量,引发不均匀沉降。道路纵坡也会在此种情况下明显变化,驼峰现象逐渐形成于道桥工程纵面。道路桥梁的衔接之处,也是不均匀沉降较易发生区域,影响后期的行车安全。

3 软土地基上道路桥梁施工不均匀沉降的防治措施

3.1 加强地质勘查

施工现场的地质勘查,是道路桥梁工程开展的基础性条件,以此作为上级部门审核的重要资料。地质条件的相关数据是保障道桥工程顺利开展的基础,并且成为软土地基设计、施工的数据来源。地质勘查工作需要专业人员来完成,利用先进的勘查技术,加强整个勘察过程的监督管理,确保勘查数据能够具有较高的准确性和全面性,促使各项规章制度能够落实下来。设计人员和施工人员要了解道桥工程的具体情况,作为制定防治措施的基础,更加有效地防止软土地基施工中产生不均匀沉降,全面提升工程项目的安全稳定性。

3.2 完善施工方案

完善的施工方案,是道桥工程进一步提升管理能力的重要条件,能够提高施工质量,更好地规避施工过程中的各项风险隐患。工程施工质量与使用阶段的安全稳定性直接相关。施工团队在施工场地遇到不均匀沉降问题时,需要认真分析此种情况发生的具体原因,采取相应的防治措施,提升施工阶段的管控能力。施工方案是施工阶段各项技术工艺进行应用科学指引,使工程建设情况更加规范化,而相关机制的健全能够推动工程建设的各个环节能够保质保量、按期完成,在达成施工质量的同时,使管理效率得到明显提高。

3.3 CFG桩处理技术

CFG桩处理技术,即是对水泥粉煤灰碎石桩的利用,通常采用静压力、振动力、锤击力三种打入方式,将无缝钢管准确打入地基内部,沿着钢管进行混凝土浇筑,在充分振捣混凝土后,抽出钢管,形成复合桩。道桥工程的软土地基施工中应用此技术,省去钢筋笼的使用,强调混凝土材料要预先完成制作,并在其中加入一定量的高效脱水剂等外加剂。

CFG桩处理技术应用于软土地基施工过程中,需要合理布置施工现场,经过试桩确认后进行正式施工,判定CFG桩处理技术的可行性。搅拌机和料场,要以施工条件进行合理安排,运输混凝土材料的时间、距离都应控制在最小范围内。各类施工设备只有经过试运行的验证后,才能应用于施工过程。施工团队要在混凝土浇筑之后,一般以0.8m/min的速度抽出钢管,而对于二次浇注更需要控制钢管抽出的具体速度。在确定钢管和地面距离在2m以内时,抽出速度要放慢,使混凝土结构更加密实。水泥粉煤灰碎石桩的充分挤压,需要利用跳打方式,以1~2条的间隔循环式跳打。施工团队要在完成桩体处理后,及时采取措施保护桩体,避免大型设备直接碾压混凝土。

3.4 水泥粉喷桩处理技术

水泥粉喷处理技术,要求以科学比例混合搅拌混凝土、石灰材料,形成固化剂,与软土地基充分结合后,达到固化软土的效果。此种技术应用于道桥工程的软土地基施工中,明显增强地基的稳定性,加强不均匀沉降问题的控制。具体流程为:水泥粉喷桩的直径一般为50cm,深度控制在6~10m,即为穿过软层后下方持力层的下探深度。水泥粉喷桩的实际间距大约为1.2m,以具体的施工情况,采用三角形或矩形来增强整体的稳定性。试桩是正式施工前的必要准备,以此确保技术应用效果能够符合软土地基的施工标准,利用5根以上的试桩数量连续或跳跃式分布。水泥粉喷桩的施工过程要加强人工误差的控制,尽量限定在5cm以内,总长度中实际长度低于1.5%为最佳。施工团队要以成桩30d为限,准确测量出桩体的具体长度,对桩体向硬土层的深入程度做出判断。

3.5 增强桥梁结构的合理性

道桥工程的结构设计,通常利用轻质材料来降低总荷载量。引发不均匀沉降的一个重要问题是底部附加应力作用,当附加荷载较大时,沉降问题出现的可能性也就越大。加强工程总荷载的控制,是防控不均匀沉降的重要措施。优先选择轻质材料,就是为了最大限度减小工程结构的荷载量,同时结合一些特殊的设计方法,控制工程自身所受的重量。根据已有的工程施工案例可知,道桥工程只有达到整体性强、刚度大的基本要求,才能更好地避免不均匀沉降问题的发生,提高工程项目的施工质量。

4 结束语

软土地基是道路桥梁工程的常见问题,也存在一定的技术难点。作为交通运输网络的一部分,道桥工程的建设质量,将直接影响后期使用中的安全指数。软土地基的处理技术只有更加科学、合理,才能更好地防治不均匀沉降问题的发生,全面提高施工质量。软土地基的有效处理,需要通过完善施工方案、认真勘察施工现场、提高处理技术应用水平、增强桥梁结构的合理性等方式,增强施工团队对软土地基的处理能力,尽可能规避不均匀沉降问题,为工程建设质量提供保障。

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