道路桥梁施工中软土地基施工技术应用
2021-05-19任旭
任旭
(北京城建北方集团有限公司,北京 101300)
0 引言
根据目前国家关于道路桥梁建设所做出的规定和规范,相应的道路桥梁建设部门要提高对软土地基施工建设的重视程度,科学合理运用施工技术标准和施工手段,如此可以逐步减少道路桥梁工程建设中出现的风险,为后期的施工作业打下良好的基础,从而有效保证道路桥梁结构的稳定性和可靠性。所以,在进行路面桥梁软土地基施工过程中,工作人员要认真地做好施工前期的准备工作,对软土地基施工的影响因素进行全面的分析,并制定出合理的施工计划和方案,以提高施工的整体效果和质量。
1 道路桥梁工程项目中软土地基的特征
相对于基础工程中常用的某些地基构造型式来说,由于形成软土地基的泥土主要属于较疏松、颗粒状的黏土和粉土,因此土壤的疏松程度将进一步使得所产生的软土地基结构有着松散多孔的特征。而软土地基松散多孔的特征,一方面会导致土层中的电荷分布不平衡,另一方面会严重影响到地基构造的各种特性,除此之外,部分软土地基结构除由黏土组成以外,里面还掺有水泥煤和松散砂等,而其中杂质的存在将会进一步增大软土地基中的空位量以及孔洞的尺寸。当雨水通过土壤表面进入到这些孔隙中时,便会增大软土地基内的含水率,从而大幅度降低了地面构造的密实程度和强硬度,并严重影响到路桥施工时整体构造的稳定性。所以,唯有运用科学合理的软土地基管理办法对土质构造加以合理的改造,方可保证在软土地基上的建筑稳定性与安全性,满足国家有关规定的使用标准[1]。
流动性,也是软土地基的一个重要的特点。产生流动性的因素主要在于软土地基土质疏松,而且内部含有大量的孔隙与水分,另一方面由于外界压强的增加,软土地基中的空气也会在压力中不断消失,这样推动着软土地基内周围松软的土壤相互移动,从而体现为一定的空气流动性。另外,由于软土地基内有着相当大量的天然水资源,而在温度的影响作用下,水分的挥发和扩散会进而推动着周围的泥土相互移动。在道路桥梁工程中,由于汽车的行驶使得桥面和路基所遭受的外界压强进一步增加,在量变形成质变之际,又会进一步导致软土地基的不平衡与沉降现象发生,而由于这一问题的出现,会造成比较严重的地面塌陷与建筑物结构破坏等现象,进而导致出现损失和伤亡。
对现代化道路桥梁工程的主要地基构件来说,抗剪能力强度是反映该主要地基结构稳定性和抗剪、挤压能力高低的一个关键指标。由于软土地基疏松多孔的构造,使得它很难在强烈的外力载荷影响下,仍然维持相对完整的空间结构和较好的结构刚度,所以,软土地基的抗剪能力强化系数一般都较低。并且,由于这些主要地基构件的压缩系数本身就偏高,使得以这些软土地基为主要地基构件的现代化道路桥梁工程,其在承载能力和结构稳定性等方面,便会出现较大的安全隐患问题。因此,在道路桥梁的实际施工过程中经常出现的沉降和地面倾斜等重大问题,主要是施工现场地面中存在有部分未被发现的软土地基构造,在这些情形下,由于地面的承载能力无法抵御上层建筑物的自重和倾斜趋势,从而会导致一系列工程质量和安全问题的出现[2]。
2 软土地基的危害
由于软土地基内土壤较为疏松,含水率也较高,各土层间又具有很大的间隙,因此一旦在道路桥梁建造过程中未能处理好软土地基,土层内的水分就会继续挥发,使土层颗粒密度进一步增加,最后造成下沉问题的发生,危及行驶安全,甚至造成重大安全事故。而一旦道路桥梁开始投入使用,土基强度会由于上部重力的进一步上升而扩大,从而造成下沉问题的发生。此外,由于软土地基并没有充分的稳定性,在进行基础工程施工时,不但要对地面变形状况做好观测,而且还要充分考虑未来路基所要承担的压力,同时软土地基的土质颗粒中还具有变质现象,可以使土块产生位移,最后造成裂纹的产生[3]。
3 在道路桥梁施工中应用柔性地基施工技术的重要性和意义
在建筑施工过程中,若不对软土地基加以适当管理,上层建筑结构就会缺乏稳定性,同时由于在软土地基上建立的建筑结构和地面无法完全紧密结合,随着时间的推移,会不断地形成小裂缝,同时由于地下水也会随着小裂缝的产生而不断增加,使建筑软土层逐渐膨胀,受地面负荷影响时就会沉降,所以软土地基结构面临着很大的安全隐患,要想改善道路桥梁的建造质量,就必须改变软土地基的构造。由于中国国土相当大,各个地方之间都具有一定的地质差异性,在工程施工时,要针对各地具体的地质状况来选用恰当的施工方式,对软土地基实施特殊管理,以抑制软土地层下陷状况,从而提高建筑工程品质。
邀请专业技术人员对软土地基进行特殊化处理,对于当前的道路桥梁建设与施工环境有着重要意义。能够保证道路桥梁结构的稳定性和施工的质量,也有利于行驶安全。另外,通过延长道路桥梁的使用期限,或者通过科学措施对软土地基加以处理,也可防止出现沉降和开裂等工程质量问题,对道路桥梁的修理、保养和使用寿命方面都具有积极的意义。
4 软土地基对道路桥梁结构造成的影响
其一,由于软土基地本身地质软,很难进行压实且渗透性能比较差,因此容易出现较为严重的土体沉降问题。施工人员如果在对软土地基进行处理的过程中出现了不合理的操作行为,不能及时对地面进行充分压实处理,这样就会使得道路桥梁体在后期的使用过程中,其整个结构将面临下沉的隐患,而如果出现了沉降问题,则会使得路基无法保持其均匀性,从而会给道路桥梁产生很大的压力,进而损害道路桥梁的整个结构,甚至可能导致桥面倒塌等重大安全事故。
其二,在实施道路桥梁软土地基施工建设的过程中,没有对软土进行有效的压实作业,在使用的过程中会加大对道路桥梁的压力,从而降低路面的施工质量,导致地基发生形状和结构的改变。如果出现了结构性的损伤,道路也很有可能产生断裂,不但会减少道路桥梁的使用寿命,而且还会对行人的安全造成较大威胁,这不利于中国道路桥梁工程建筑事业的健康发展。
5 软土地基施工技术处理在道路桥梁施工中的应用研究
由于软土地基中的含水率变化很大,严重影响了道路桥梁等基本构件的坚固性能,因而无法达到其施工质量可靠性的要求。在软土地基路面桥梁工程处理中,须结合实际情况对软基处理条件进行综合考察,以提高表层排水施工技术处理方案应用水平,并从加强防渗层、注意吸水性好的回填料应用和排水明沟有效运用等方面着手,以提升软土基中的排水效率,从而高效率、优质地进行道路桥梁的施工作业,并防止其结构应用品质、施工效益等方面遭受影响。
在进一步提高道路桥梁质量、强化软土地基施工技术管理有效性的工作过程中,必须对粉喷桩复合地基有效运用及其现场施工技术处理做出更多的思考,制定具体的处置预案,防止出现道路桥梁建设及使用中的基础结构问题。在此期间需要做好几点内容:
其一,调节好石灰粉和混凝土粉末的比例,并对其加以充分混匀,并在施工机具帮助下提高软土地基施工技术处理过程中的胶结速率,从而进一步提高其抗压性能可靠性,为道路桥梁的高效率建设和安全使用等方面打下基石。
其二,在粉喷桩复合地基技术支持下的道路桥梁软土地基施工技术处理过程中,要在建筑材料和设施使用过程中的工程质量是否可靠、地基承载力如何增加等方面做出综合考量,进而切实有效地把科学技术管理工作落实到位,使软土地基施工技术处理过程的成效更为突出,以发挥粉喷桩复合地基的优越性,并为城市道路桥梁基础结构稳定性改善、使用期限增长等方面提供参考依据。
高强度夯实软土地基,这项解决技能一般都会被运用在抗压性较弱的软土地基处理中,为道路桥梁结构的优化安全特性、增强施工效率等方面给予支撑作用,具备一定的参考使用价值。所以,在开展强化软土路基施工管理、提高道路桥梁结构施工状况的工作过程中,施工单位、工程技术人员都应当注意对高强度地基施工科学技术的引进并加以有效运用,能够为工作管理、具体实施提供支撑,从而使得软土地基在进行科学处理后更为稳固,以防止造成路面或桥梁结构损坏现象的发生[4]。
针对水分充沛的软土地基,在进行给排水管理的整个过程中,需要道路桥梁施工单位及技术人员科学、合理地应用给排水固结施工技术处理。在此期间必须做好几点工作。
一是设定好性能可靠的给排水和增压控制系统,并通过塑料排水管带或砂井排放方法,有效排除路桥软土地基施工区土壤中的水分,以达到对其使用中的构造安全稳定性需求。
二是施工单位在开展软土地基施工操作的整个过程中,必须对给排水固结建筑施工技艺的功能特点、使用价值等方面具有更多的认识,并编制和执行好具体的处理过程规划,从而促使在道路桥梁等基础结构施工流程中可以获得更多的专业技术支持,以便于为其可靠性提高和汽车的安全运行等方面打下基础,达到对给排水固结建筑施工技艺的科学有效合理运用,从而有效地实现软土地基施工处理过程规划。
通过道路桥梁的施工技术研发,在提高软土地基建筑施工技术处理水准的工作过程中,也需要了解这些主要方面的技术:
一方面,注意对混凝土搅拌桩的合理引入和科学使用,做到对软土地基施工区域内原状土壤的有效使用,并对其做好密封管理,以达到对地面的不平衡沉降问题科学处理的要求,从而降低了道路桥梁基础施工中的噪声。
另一方面,针对含水量较大、土质较薄的软土地基,施工单位应当考虑砂基垫层施工管理规划的科学合理编制和有效执行情况,并通过对施工机具重量、接触压力等要素的综合考虑,进行好软基管理以保证路面与桥梁在竣工使用状况下的良好性能。
结合应用经验研究表明,砂垫板透水度性能较为理想,在土质层较薄软的地基处理过程中使用效果也较为理想,能取得较好的软地基处理效益。但是假如土壤层相对较厚,则可能会由于对地面的标高控制得不好,从而导致技术应用方法与实际预测结果出现巨大误差的情况,所以在开展技术应用以及建设前,就必须先对施工现场的实际状况进行系统分析,并根据情况筛选出最为适宜的处理技术、应用方法。
6 软土地基处理技术优化措施
为了保证项目科技应用效益达到最佳水平,在实施软土地基处理工程时,一方面,必须做好各种建设的前期准备工作,应在开始建设之前,先组建专门的科技人员对施工现场状况开展全面调查,以明确工程建设区域的水文地质、周边建筑状况和地下管线状况等,并收集各种有效数据,从而为后期的工程技术筛选和建造方法设定,提供精确的数据信息支撑;另一方面,要对采用的建筑材料、机械设备、人员安全防护装置等加以检验,确认其尺寸、型式和品质等是否与工程设计要求相符合,并根据建筑顺序,对建筑材料做好贮存和入厂安排,要在建筑材料应用前后对其加以再次检验,确定建筑材料满足使用要求后,才可以对建筑材料加以应用。同时,通过科学手段进行地基加固技术检测,并根据所选用的技术标准,进行一系列的施工控制。如,当对强夯技术进行应用时,由于技术使用时会产生较大的噪声,对附近住户的正常生活造成影响,所以必须进行建筑距离测量,如距离过近,不建议采用该技术。在使用该技术之前,也要与附近住户联系,并尽可能选取适宜时段进行施工,从而把施工的影响控制到最小,避免引起纠纷。另外,在实施技术选择时,还必须把建设地区的气候和建设成本等内容都考虑在内,才能取得最佳地基的加固效果。
7 结语
软土地基处理过程属系统性项目,因此必须进行多方面调查和深入研究,要根据实际施工的测量结果及其具体结构施工条件,制定出与道路桥梁今后发展趋势相符合的软土地基处理方法,以提升地基处理技术选择和应用的质量,进而达到理想化地基处理效应,使得道路桥梁可以进行高效使用,其效益也可以在地方经济社会发展和城市交通发展过程中发挥到最大,为我国国民经济的稳定发展做出贡献。