路桥施工中的软土地基施工技术分析
2021-09-02邓波
文/邓波
1 软土路基的基本状况描述
1.1 软土地基的特点以及其实际处理原则
软土地基是一种极为常见的工程难题,其对城市路桥工程建设有着极大的负面影响,如果建设过程中所采用的工艺不够合理,则路桥工程的使用寿命将会大幅度缩减。软土地基有多种存在形式,通常涵盖淤泥、黏土、散沙等,其内部含有大量水分,自身结构很不稳定,很容易被压缩,承载能力很低,抗剪强度严重不足,对于现代路桥工程而言,这种地基条件根本无法满足实际建设需求。因此,施工团队需要对软土地基进行必要的强化处理,改变软土区域的物理性质,提高其承载力与稳定性,而处理过程必须遵循以下三点基本原则[1]。
1.1.1 自然下沉原则。工程团队可使用重物对施工区域进行堆载预压,进而完成实际区域强度的测试,确定其稳定性以及相关各项数据参数。
1.1.2 以设计目标为处理核心。在对软土地基进行强化处理过程中,工程团队需要严格遵循实际设计标准,依照具体工程状况,对处理措施进行调整,找到不同软土地基的处理规律,而不是盲目施工。
1.1.3 注重方案的经济性。路桥工程在建设过程中,其实际投资不能过高,不能超出路桥工程自身的社会经济价值。因此,在确保地基质量与足够安全的前提下,方案设计人员需要针对实地状况,采取更为经济合理的处理手段。
1.2 软土地基对路桥施工的负面影响
软土地基的承载能力十分有限,其强度稳定性很差。对于现代工程建设工艺而言,可以利用一些技术手段对地基稳定性进行改造,但是如果没有落实这些强化处理措施,那么路桥建设工程的实际质量将会严重下滑,路桥工程稳定性不足,使用寿命缩减,最终造成更为严重的资源浪费。从工程管理角度分析,软土路基对路桥工程的贡献转化率大小受到施工单位实际施工人员与施工工艺影响,如果施工单位未能对软土路基给予足够的重视,路基强化手段粗糙,甚至草草了事,那么路桥建筑将会存在巨大安全隐患。此外,在软土路基处理过程中,施工单位需要针对工程设计需求,将软土地基强度控制在规定范围之内,并依照工艺要求,对软土结构中的水分与空气进行必要处理,进而提高其结构的稳定性与抗剪性强度。对于软土地基而言,其实际的压实效果与地基稳定性之间有着直接关联;与此同时,工程团队要同步做好路面硬化控制,如果软土路基没有进行有效处理,那么路面将会出现异常硬化现象,进而引发路面开裂与塌陷,很容易造成重大交通事故。
2 软土地基施工的常见问题
2.1 施工设备问题
软土地基工程条件复杂。对于公路工程而言,各种外界因素使软土地基的处理工作面临巨大难题。此外,城市内部空间十分有限,路桥工程建设过程很难使用到足够规格的大型机械,施工机械设备不能满足施工设计标准,甚至很多工程现场存在设备不足的问题,这一现状不仅严重拖慢整体建设进度,还会直接影响施工工艺的落实效果。同时,受到经济条件等因素限制,很多工程团队并不具备足够满足工程需求的施工能力与建设水平,设备老化现象十分常见,而这些设备在施工中也会严重影响作业人员的实际控制水平,进而导致工程质量得不到科学控制,影响路桥工程社会价值的有效发挥。
2.2 软土路基的剪切拉裂损坏问题
软土路基自身承载能力严重不足,其承受外界压力过程中很容易出现剪切拉裂破坏现象,进而导致其强度进一步下滑;同时,软土地基还带有一定的流动性,外界压力条件下,软土将会向两侧流动,如果在路桥工程投入使用后出现这一现象,那么将会出现车道沉陷或隆起。这种因地基结构变化而引起的质量问题,将会对路桥稳定性带来很大破坏,严重损害公路质量,公路路面很容易出现裂缝,其自身功能严重受损,甚至会导致公路无法使用,严重影响城市内部交通体系的科学发展[2]。
3 路桥施工技术对软土地基的处理策略
3.1 表层排水法
针对软土地基所常见的高含水量问题,在实际的施工过程中,承建团队需要对软土地基的表层进行排水处理,削减其流动性,并提高其物理结构强度;表层排水法在实际运用过程中,也要针对工程场景的不同进行必要的调整。如果软土地基内部含水量很高,并且其土质较好,地基填土作业过程可以在软土表面开挖工程槽,便于其内部水分排出,在改善软土地基强度的同时,亦可有效保护施工机械设备自身的安全性。在开挖沟槽过程中,施工作业人员需要将砂砾、碎石块等材料填充至软土地基内部,这一过程不仅可提高排水效果,还可以改变土壤的物理性质,并起到盲沟的效果。另外,沟槽布局层面也要结合工程现场进行,充分利用地形提高排水质量,并同步避免地表水渗透进入填土之中。工程人员在实施填土沉降控制工作中要时刻关注地基与沟槽的坡度变化,确保其排水效果,并保证沟槽分布密度的合理性。通常情况下,工程人员可适当提高沟槽分布密度,因为这样可以避免排水中断问题。
3.2 排水法
如果软土地基为中等砂或粗砂,则需要利用排水法对其进行处理。施工作业过程中,工程人员可使用嵌入式钢管靴,根据施工作业区域含水量分布变化状况,按照合理的密度,将嵌入式钢管靴插入土壤之中,然后依照从上到下的原则,逐层对软土地基实施压实作业。此外,随着嵌入式钢管靴在压实过程中逐步拱起,施工人员要及时在桩洞内部填充沙子,以形成更为稳固的沙井。如果软土地基为粘性土壤,那么可在施工区域打入木桩,利用木桩的挤压作用,确保桩洞内部可以灌满沙子。软土地基含水量对于地基稳定性而言十分关键,在施工作业期间,工程人员需注重工艺手段与土质特点之间的契合度,可使用竖向排水法,充分利用外力与重物,将土壤内部的水分挤出,进而提高软土内部的粘度与强度。此外,在排水法工程手段落实过程中,工程人员还需时刻关注排水管布局的合理性,注重排水过程的稳定与有效性,避免砂石物体进入排水管道内部而影响实际排水能力。
3.3 预应力管桩技术
随着现代路桥工程规模逐渐扩大,传统工程强化手段已经不再适用工程应用需求,因此,针对软土地基进行额外强化是当前施工工艺的重要发展方向之一。预应力管桩技术可以对软土地基进行有效加固,进一步提高工程质量,降低软土地基给路桥工程带来的负面影响。预应力管桩技术在应用过程中,工程人员需要使用预应力管桩,依照工程设计人员所提供的方案,将管桩打入制定的地基位置;同时,管桩密度需要根据实际工程现场状况进行调整,以保证位置的合理性与地基强化效果。对于方案设计者而言,其需要深入工程现场,依照各项参数数据,对管桩位置进行有效测量,并保证管桩自身与施工环境的匹配性以及管桩所起到的实际强化效果。预应力管桩打好之后,施工作业人员还要及时在桩位贴上对应的标志牌,避免其他施工作业段影响到桩位自身的质量与路基强化效果。此外,预应力管桩的材料还需在保证自身强度与质量的前提下,尽量考量其经济适用性,避免因过度施工而造成成本抬升。
3.4 强夯处理法
强夯法是一种最为常见的软土地基强化手段。如果地基土质十分疏松,且土壤颗粒之间存在较大缝隙,那么工程人员就可以利用强夯法对地基进行处理。强夯处理法主要利用重物在高空自由下落条件下产生巨大冲击力,使其可对软土地基的土质形成强力挤压效果,进而减少土壤颗粒之间的缝隙,排出土壤内部所含有的空气。如果在施工作业区域反复实施强夯处理法,则土质结构稳定性与承载力将会大幅度上升,同时还可避免公路在建设过程所可能出现的框架无法固定现象,有效提高路桥工程的整体安全性与可靠性;此外,强夯处理法技术难度很低,适用场景较为广泛,且无需大量工程投入,经济性较为良好。但是,强夯处理法也要对夯击密度等数据进行合理管控,施工作业现场不能存在闲杂人员;另外,夯击过程很容易出现大量噪音,因此为了减少对周边居民日常生活的影响,还需要配备必要的噪音隔离设施。
3.5 水泥加固法
软土地基差异性十分明显,如果软土层厚度较大,则需要利用水泥加固法对软土层进行强化。在水泥加固法作业过程中,需要将搅拌后的水泥与砂砾混合,进而在软土层内部形成坚固的结构体。混合搅拌过程中,水泥与砂砾之间的比例需要进行合理控制;与此同时,搅拌过程需要注意混合物的均匀性,砂砾之间不能存在过大空隙,避免破坏结构体强度与稳定性。水泥填压过程中,需要从两边开始,逐步向中间区域发展,并做好水泥养护,避免其在凝固过程中出现裂缝。
4 结语
综上所述,软土地基对城市路桥工程建设有着极大的负面影响,如果工程团队不能采用合理的工程手段对其进行科学控制,则路桥工程质量与社会价值都会出现大幅度下滑。因此,软土地基处理工艺需要根据工程现场实际状况进行选择,充分考量工程经济性与工程质量要求,合理推动技术创新与路桥工程质量提升,以保障车辆与行人安全,提高施工效益。