道路桥梁施工中软土地基施工技术处理分析
2021-01-16李明山东恒建工程监理咨询有限公司
李明 山东恒建工程监理咨询有限公司
随着交通行业的快速发展,道路桥梁工程的质量问题成为了社会热点话题,人们对其也逐渐提出了更高的要求。道路桥梁工程建设质量与效果,一定程度上与软土地基处理技术的有效运用密切相关。因此,在施工中要科学、详细地分析软土地基的环境情况,制定符合实际的软土地基处理方案,恰当解决软土地基存在的密实性低、固结期长、极易变形等问题,便于有效提高软土地基的稳定性,使其承载力满足施工要求,对减少施工安全事故也有着积极作用。
一、软土地基的特点
在当前道路桥梁施工过程中,软土地基是一种较为常见的地基类型,土壤含水量高、渗透性差以及抗剪性弱等是软土地基的基本特点。
(一)含水量高
软土地基最主要的问题就是其土壤含水量高,一般情况下,软土地基中土壤含水量超过20%,并且一些地区的软土地基含水量还有超过70%的情况。
(二)疏松多孔的结构
相对于建筑工程项目中常见的一些地基结构类型而言,构成软土地基的泥土大多属于松散、颗粒状的黏土与粉土,因此土质的松软也进一步导致形成的软土地基结构具有疏松多孔的特点。软土地基疏松多孔的特点一方面会造成土壤中的电荷分布不均匀,这会严重影响到地基结构的各项性能。除此之外,部分软土地基除了由黏土构成之外,其中还掺杂有泥炭和松散砂石等,这些杂质的存在会进一步增加软土地基中的空位数量和孔隙的大小。当雨水透过土层渗入到这些空隙中时,便会进一步提高软土地基内部的含水量,大幅度降低了地基结构的密实度和强硬度,严重影响到路桥工程整体结构的稳定性。因此,只有利用科学的软土地基处理方法对土质结构进行有效的改善,才能确保软土地基上部的建筑物稳定性和安全性达到国家要求的使用标准。
二、软土地基不良影响
(一)整体结构沉降
由于软土地基具有压实困难以及渗透性较差等方面的问题,所以很容易会造成土体沉降问题。此时需要对地基展开科学处理,但如果地基处理质量不达标,就会在道路桥梁使用过程中出现逐步下沉状况,会引发路面不平整或局部、整体结构沉降等问题,导致道路桥梁结构受到破坏,无法满足正常使用需求,致使各种安全事故频发。
(二)结构受损
道路桥梁施工中因复杂的地质条件、软土地基夯实状况不佳等因素的影响,使得道路桥梁施工及应用中的稳固性有所降低,会出现与之相关的结构受损现象,难以满足路桥应用质量可靠性要求,给道路桥梁建设事业发展带来了阻碍作用,需要通过对软基施工技术处理的深入思考予以应对。
(三)环境因素对软土地基施工的影响
施工区域的地理位置、水文环境以及环境温度等因素,对于软土地基的施工成效有着最为直接的影响。例如当施工区域在降水量较大的情况下,由于软土自身的透水性较差,大量的水体渗入到软土地基之中,无法快速排除,导致软土中的水分含量的持续增加,这种情况的出现使得软土的性状发生了深刻的变化,软土区域难以快速固结,进而诱发沉降问题的发生
三、道路桥梁施工软土地基处理技术
(一)安装桩基技术
该项技术主要用于淤泥土层以及淤泥软土地基,由于桩基底部沉渣相对较多,桩基强度会受到直接限制,所以在对该项技术使用过程中,要做好详细规划与设计,要按照具体情况,将桩基插入硬土层之内,对其稳定性进行保证。在进行桩加固处理过程中,一方面需要对施工场地进行平整以及杂物清除处理,如果场地存在低洼处,要通过回填黏性土的方式,保证场地平整程度;另一方面通过利用强夯技术,对土地承载力进行强化处理,运用重力机械设备,通过自由落体打击的方式,对地基结构进行破坏,保证内部土壤能够相互挤压,达到良好凝结效果,进而为桩基安装打下坚实基础。从成本角度来看,强夯技术使用成本相对较低,可实现对软土地基性能的有效调整,但在具体使用时却存在着一定局限,使用限制条件相对较多,要设置相应安全防护手段,所以需要做好详细规划以及施工管控。
(二)排水固结施工技术
对于含水量丰富的软土地基,在加强其排水处理的过程中,需要道路桥梁施工单位及人员重视排水固结施工技术处理的科学应用。在此期间,需要做到:(1)设置好性能可靠的排水系统及加压系统,采用塑料排水带或砂井排水方式,及时排出路桥软土地基施工区域土层中的水,满足其应用中的结构稳定性要求。(2)施工单位在进行软土地基施工处理工作的过程中,需要对排水固结施工技术的功能特性、利用价值等有着更多的了解,制定并实施好相应的处理计划,促使道路桥梁基础结构施工中能够得到更多的专业支持,从而为其性能可靠性增强及车辆的安全行驶等打下基础,实现对排水固结施工技术的科学应用,高效地完成软土地基施工处理计划。
(三)加载技术
加载技术因其具备有效提高地基强度、降低地基沉降系数、提高地基荷载、保证道路桥梁稳定性等方面的优点,在当前软土地基施工过程中被广泛应用。现阶段,在道路桥梁软土地基施工过程中,预压加载与填土加载作为加载技术的两种应用方式适用于不同的软土地基施工情况。具体来说,相较于填土加载适用范围相对较广的情况,预压加载主要被应用于深度小于0.5m的软土地基施工中。需要注意的是,受不同地区软土地基土质不同的影响,在开展预压加载工作的过程中所需要的预压时间也存在差别。为进一步提高地基的质量,相关工作人员需要依照施工地点的实际情况严格控制预压时间。
(四)换填技术
换填法也是在软土路基处理中比较常见的一种处理方法,主要分为三种方法。一是开挖换填法。依照公路施工要求,直接将软土路基中的软土挖出来,再选用透水性比较好的地基材料进行回填处理,例如碎石、卵石、高强度且致密的砂等材料,彻底改善路基构成。使用此种方式施工时,要求软土层比较薄,才能实现较好的施工效果。这种方法的优点在于,进行换填时步骤简单、需使用的机械不多,可以有效降低施工的预算。二是抛石挤淤法,主要采用片石,改善路基基底软土成分比例,降低软土的流动性和含水量。操作步骤是将石头直接抛到公路路基底部,将淤泥挤压出来。使用此方法时需要保障石料充足,一般用于常年积水的淤泥路基,同时还可以在一些机械设备无法直接进入的路段进行施工,有效提高路基的承载能力。三是爆破排淤法。主要适用于软土层较深,稠度较大,路基环境简单和施工期较短等情况。
(五)软土地基加筋技术
软土地基的特殊性质,如渗透性差、水分含量过高等,有可能造成道路桥梁移位。结合该道路桥梁施工实际情况,有效实施软土地基加筋法,建议运用耐久性强的材料对软土地基进行预埋,确保道路桥梁的稳定性,也有助于避免移位现象的发生。在软土地基中铺设砂子,同时借助耐拉性材料加固砂子上层结构,便于充分发挥加筋法的作用,保证软土地基结构的稳定性。此外,预埋耐拉性材料的使用,促进耐拉性材料与软土层的有效融合,也是避免软土地基对施工造成不良影响的重要举措。
(六)强化夯技术
在应对道路桥梁施工过程中软土地基松软土质所造成的不良影响时,施工单位还可以通过夯实的物理手段,从宏观角度改变软土地基内部结构的密实度与内部组织的分布情况,从而显著提高软土地基内部结构的密实度与强硬度。在运用强夯法强化软土地基表面时,首先需要施工人员准确地测量软土地基的着力点和基体内部密实度情况,同时结合测量数据合理设定能够最大幅度提高软土地基强度的强夯点。之后要向地基内部填充强化材料来提高地基的整体密度。在选择填充材料时要尽可能选取耐用性较好、强度硬度更高、可塑性更好的填充材料,这有助于更好地适应和补充软土地基内部存在的大量空隙,从而达到更高的强化和加固效果。在实际施工过程中,运用强夯法要遵循规范的夯实处理顺序,应尽量先从软土地基两侧按照强夯点的分布对地基进行夯实处理,并保持均匀的夯实速度,逐步向软土地基的中央区域推进。在夯实强化结束后及时对各部分软土地基结构进行取样检测,这样才能更好地确保软土地基表层强化的均匀性和完整性。
(七)表面处理技术
表面处理技术应用具有稳定内部结构以及增强土体强度等方面的优势,应用价值较为突出。目前较为常见的表面处理技术,主要有以下几种:①砂砾垫层技术。会通过铺设一定厚度砂砾垫层的方式,保证软土地基透水性能,确保排水固结效果可以得到切实优化,垫层的运用还能够对配装式构件以及机械设备形成良好保护,可避免出现大面积土质结构破坏问题;②表层排水施工技术。此种技术应用原理较为简单,会在额外载荷作用下,将土层内多余水分排出,进而将孔隙降低到一定程度之内,完成固结变形处理,在进行孔隙排水过程中,土体超静孔隙水压力会出现逐渐减小趋势,地基抗剪强度以及土层有效应力会得到有效提高,土地强度会逐渐趋于稳定状态,进而达到土质结构成型目标;③排水固结技术。该项技术主要包括加压以及排水两部分内容,会通过对土层自身透水性的运用,完成排水任务,且会设置塑料排水板以及砂井等装置,保证其透水性能。④加压技术。加压技术主要包括井降水技术以及地面堆载等技术,会在条件允许情况下,经过对电渗排水井点的运用,提高软土强度以及承载能力。
四、施工注意事项
为确保软土路基的施工成效,避免滑坡以及沉降等问题的发生,施工企业在各项施工勘察、技术应用等活动开展之初,需要梳理总结施工注意事项,进一步明确软土路基施工要点,避免技术应用环节的缺失,保证排水固结法、挤密法、换填法等相关施工方案的合理化应用。具体来看,考虑到软土路基处理周期较长,工程体量较大,在这种情况下,为保证施工活动的有序进行,施工人员需要认真做好系列准备工作,从源头上,避免突发问题的发生。例如施工人员需要根据软土路基的分布情况、软土性质以及施工区域的环境的特点,结合过往软土路基处理经验,对软土路基处理过程中涉及到的施工原料、施工机械进行整合,对进入施工现场的施工材料进行质量检验,对于存在质量问题的施工材料,应当及时反馈,并沟通相关企业做好施工材料的补发等工作。认真评估施工机械的运行状态,根据设备情况以及施工项目要求,制定合理的机械施工方案,避免施工机械应用的盲目性。考虑到软土路基处理流程较为复杂,处理难度较高,施工企业需要建立起由专业技术人员组成的软土路基处理小组,由其负责制定软土路基处理方案,监督软土路基处理进程,管理各项软土路基施工活动,以确保施工材料、施工设备的合理化使用,排水固结法等施工技术手段的稳步推进。这就要求施工人员做好技术人员的发掘、培养等方面的工作,持续提升技术人员的专业素质与技术能力,使其能够更好地适应软土路基施工活动的相关要求,保证软土路基的处理能力。目前对于公路项目软土路基的处理方案较多,为保证施工活动的有效性,实现软土路基的快速处理,施工企业需要根据实际情况,做好施工技术的选择与应用工作。从技术角度来看,不同的软土路基处理方案由于技术原理的差异,其实践效果、施工成本、处理速率有着一定的不同。为保证软土路基施工技术的合理化使用,施工企业需要组织人员做好施工技术的选型、优化工作,以确保施工技术方案的有效性、针对性。
五、结语
软土地基处理属于系统性工程,需要展开多方面调查与研究,要按照工程勘测结果以及具体结构施工要求,制定出与公路桥梁今后发展相符合的软土地基处理方案,保证地基处理技术选择与应用质量,进而达到理想化地基处理效果,确保道路桥梁能够得到高质量应用,其作用能够在地区经济发展以及交通发展中发挥到最大,进而为我国国民经济稳定发展作出一份贡献。