桥梁施工中软土路基的处理措施及施工技术
2022-04-28赵洁章
赵洁章
(安徽省滨江路桥工程有限公司,安徽安庆 246200)
0 引言
随着我国经济的增长,道路桥梁的需求也不断地扩大,不仅给人们的日常生活带来了极大的便捷性,同时也联系着各个地区的经济。因此,要处理好软土地基带来的问题,才能确保施工的质量,由于软土地基存在很多的问题,要通过有效的措施来提高软土地基的稳定和牢固性,才能确保桥梁施工的整体质量。
1 软土路基的基本介绍
1.1 软土路基概念
软土地基主要是道路桥梁建设中一种较为特殊的路基,软土的特点主要有以下几个方面,含水量较高,并且强度低,渗透性很弱,高压缩性,在我国公路桥梁建设中,软土地基形成了软弱土层,其中还有大量的有机位置,由于软土存在的这些特性,也给路桥道路建设提供了极大的安全隐患。软土路基的形成,主要是因为所处地基尚未设置出有效的排水系统,路基遭到了大量雨水和生活污水的长时间浸泡,造成了该地区内地下水位不断地升高,土层中湿度含量较大,从而形成了软土,软土地基中含水量的多少直接影响到路基的稳定性,同时路基的干湿程度,也关系着道路桥梁的建设牢固性[1]。
1.2 软土路基的特点
在进行道路桥梁建设过程中,路基的施工质量和美观性是需要格外重视的,在路桥建设中因为地质结构比较复杂,会有软土路基等情况。在路桥建设中如果是软土地基,不仅会导致地基出现变形,并且也会造成路基的硬度下降,无法承受到较大的压力。下面的是具体的软土路基上建设道路桥梁的具体特点。
①压缩性较强。在软土地基中有很强的水分,地质比较松软,如果是出现超负荷的情况下会导致变形发生,稳定性较差。②渗透性比较差。软土路基中,由于土质颗粒有很强的存水能力,如果路面有积水会导致水分下渗,此时水分就会存在土质内,软土的水分含量较高,就会导致地基的强度下降,从而会影响到施工建筑物。③流动和触变性较强。从软土的内部结构分析,通常软土都是属于絮状的沉淀物,容易遭到外界的破坏,就会呈现出流动状态,会影响到路基的质量[2]。另外,软土也会随着时间的推移造成自身的内部强度出现下降,如果长期的在荷载和重力下,会影响到路基的牢固性,同时流质的土质也会导致路基的荷载受力下降。
2 路桥施工中软土路基建设的应用原则
2.1 经济实惠
施工人员在进行软土地基建设过程中,要分析到路基材料的实用性,经济性,在路基材料的选择上,要坚持环保、绿色的原则,不仅可以有效的降低施工成本,还能确保施工质量。
2.2 安全稳定性
道路桥梁建设过程中,路基作为一项基础,建设的质量关系着日后行人的行车安全性,在软土地基建设过程中,要从工程的安全和稳定性下手,防止在日后施工中埋下较大的安全隐患。
2.3 持久耐用性
公路桥梁建设属于周期性较强的工程,在建设期间会遭到众多方面的影响,在进行施工建设过程中,路基桥梁会受到各种自然条件的影响,风吹日晒等会加速道路桥梁的损耗,因此在进行路桥建设中要考虑到持久耐用性,才能确保道路桥梁的使用寿命延长。
3 提升软土路基施工技术的重要性
软土,主要就是江滩、湖泊、海边等地沉积的細粒土。软土路基是道路桥梁施工中会经常出现的地质情况,但是软土路基会给道路桥梁建设带来极大的影响。软土是一种天然的物理构造,和其他的材质有着本质的区别,因为软土含水量较高,天然空隙较大,压缩性和抗剪性较强等特征,和其他的物质相比,软土在固结时间上很长,并且有很强的扰动性,也兼具了流动和结构性。基于软土的这些特点,软土路基土层结构比较复杂,同时土层的不同,其中的物理力学性质也相差较大[3]。作为施工人员,首先要针对软土路基采取有效的措施,按照施工环境的不同来合理的选择施工技术,才能让软土路基给日后施工作业带来的影响降低,大大提高施工的质量。如果软土路基处理尚未得到建设单位的处理和重视,会造成日后的道路桥梁出现裂缝、开裂,路面塌陷等问题,也会给道路桥梁埋下极大的安全隐患[4]。因此,加强软土路基施工处理对于道路桥梁建设企业有很大的意义,还能分析出软土路基的具体属性,通过合理的措施来提高软土路基处理的效率。另外,有效的处理软土路基,还能防止地基出现变形,断裂等情况,也是确保道路桥梁的整体质量,给日后的道路投入运行奠定了基础。
4 软土路基施工中的常见问题
4.1 渗水性能较差
软土土质由于含水量通常很高,软土路基的内部也会有较多的水粉。在水分饱和的状态下,道路的表层部分水分无法有效的吸收,所以软土路基会出现渗水性比较差的特征。因此,对于这个特征在进行道路桥梁建设过程中,特别是混凝土浇筑期间,会影响到硬化环节,主要是混凝土凝固期间会出现水化热的反应,混凝土也从液态逐渐形成固态,在这个形成过程会增加水分的产生,并且渗水性不高的软土在这种环境下,会导致大量的水分无法蒸发,此时混凝土凝固的时间会长,并且会影响到路基的稳定性,极大影响了施工的日后开展[5]。与此同时,在内部的水分无法及时的排除,会聚集在路基内部,然后随着时间的推移水分也会给路基带来腐蚀,此时路面就会产生裂缝,道路沉降等一系列质量问题,会影响到人们的出行,严重威胁着人们的生命财产。
4.2 抗剪强度低
软土自身的特性会导致软土路基的内部空隙和扰动性较大,并且会很强的流动性,一般软土路基的土质都是属于比较松散的,存在的这些特点会导致路基的承受能力下降。因此,在处理软土路基的道路桥梁施工中,路基的剪力强度就会不高,此时路基的抗压能力就会比较弱。在路基施工过程中,会导致路基不稳固出现变形等情况[6]。另外,道路桥梁在投入使用之后会增加风险,并且长时间的荷载加大,会导致道路严重变形,甚至断裂,影响到人们的出行。要想确保施工的安全性,就要投入较大的资金来改善软土的性质,增强软土路基的抗剪能力,提高软土路基的稳定和牢固性。
4.3 塑型体积应变
软土的孔隙率很高,会给道路桥梁施工增加极大的风险,主要是因为软土地基的可塑性十分高。软土的内部结构中空隙空间较大,稳定性和牢固性较差,导致了可塑性比较高,因为在施工中要通过有效的措施来改善软土的可塑性。例如,在施工中软土路基要通过各个方向来进行施压,目的的改变软土颗粒的移动和内部结构,形成全新的土层结构,也就是土层的空隙率会变小,孔隙率会有所下降,也就形成最佳的施工路基[7]。但是需要格外的注意的是,软土结构改变虽然操作比较简单,但是因为软土地基都是处于地下,由于条件恶劣会导致施工的难度增加,在施工中每一个环节都要关注,提高处理的质量,才能确保道路桥梁的质量。
5 软土路基的常见应对措施
5.1 排水固结处理法
通常情况下,软土路基中的渗水性能比较差,因此要想在道路施工中做好排水处理工作就是十分重要的。排水固结处理法主要是针对饱和粘性软土路基做出的排水处理技术。下面的具体的操作步骤:施工人员需要将纵向的排水体全部的铺设在粘性土路基内,但是会遭到排水体的不同程度挤压,此时软土路基中水分会全部的挤压出来,可以让排水体有效的排出。因为软土路段中土质有很强的粘性,若水分不断地排出,软土路基就会瞬间的固结,可提升内部结构的稳定性,也能增强路基的强度,给日后的施工提供参考和保障。但是需要格外注意的,利用该措施要应用在饱和的粘性软土中,利用软土中粘性来让路基的稳定性增强,如果粘性比较低的软土利用该措施会无法达到最佳的效果。
5.2 换填处理法
换填处理法在具体的操作过程中由于操作比较简单,同时成本较为经济性,可以达到最佳的软土路基处理效果。该措施主要是通过路基材料的替换来提高路基的坚固和稳定性。在应用该措施期间,要以路基能够承受的压力作为参考和依据,按照路基软土要合理的设置出置换的深度。换填处理法的具体操作如下:施工人员要利用大型的挖掘设备将软土路段中存在的软土全部的进行清除,将分层、分场地的进行填充,可以采用硬度高、强度高的腐蚀性材料,例如,渣石、碎石和煤柱等。需要格外重视的是,在填充过程中,软土空间中最底层的铺设材料要选择坚固或者是稳定性较强的材料,才能确保路基的稳定和牢固性,符合施工标准。在完成换填材料铺设之后,作为施工人员要利用机械设备将填充物进行夯实作业,目的是给日后的施工提供基础。因为换填法在操作上比较简单,成本很低,可以广泛的应用到土质软土路基施工中,并且适合纵向软土深度比较大的路基路段。
5.3 碎石桩处理法
碎石桩处理法是现阶段常用的一种软土路基处理技术,也会处理效果最佳的一种方法,广泛的应用在道路桥梁施工中。该方法的具体操作如下,首先要利用管状的设备给软土路基展开水平方向的振捣,振动的区域要进行清洗,然后采用振动和冲刷在软土短路进行作业,可以将之前准备好的碎石材料全部填充到空隙内,最后一个环节就是在孔径内天加适量的黏合剂,目的是让碎石的粘合性提高,就能大大提高软土路基的牢固性,达到最佳的处理效果。在进行施工过程中,在碎石桩的铺设具体位置和铺设的密度上,需要施工人员要按照具体路基面积以及实际情况进行衡量。碎石桩处理技术通常成本不高,但是效果十分佳。在进行操作过程中,铺设的碎石桩稳定性比较强,在软土环境下可以大大防腐蚀性,碎石桩处理在道路桥梁软土路基中是目前最常用的一种处理方法。但是需要格外的注意的是,因为碎石桩铺设的范围是有一定限制的,吐过路堤太宽不能选择使用该措施,要按照四周的环境来合理地采用。
5.4 强夯挤密处理法和强夯置换处理法
在软土路基施工过程中,强夯技术是目前最常用的一种处理方法。采用该措施主要是利用重力的原理,采用质量较重的夯锤从高处进行在软土路基的土层表面敲击。通过强度较高的土层捶打,土层在强夯的作用下,会改变物理结构和特性,例如,土层的孔隙率会不断地下降,土层中颗粒就会越来越紧实,土体的坚实程度也会有所上升。软土路基中,碎石和砂砾为主,就能发挥出强夯处理技术的效果。另外,强夯置换处理法和强夯处理方法虽然在操作上比较相近,但是二者的原理和使用范围相差很大。其中强夯处理法主要是利用坚固性高、稳定性强并且耐用性很强的材料的大量的填充到软土层中,然后利用强夯技术来将路基进行夯实,可增强软土路基强度。应用该措施主要是适合在碎石土、湿陷黄土、粘性土等土质的软土路基施工中。和强夯处理法有着本质的区别,强夯处理法主要是利用较为坚实的材料直接置换软土路基中的软土,最后在进行路基的夯实作业,可大大让路基的稳固性得到提升。另外,在使用该方法中,不能使用到软土粘性不高的路段,例如,砂土、松软黄土等软土路基中。
6 结语
综上所述,在桥梁工程施工过程中,软土地基是经常遇到的一种地基类型,要想将软土路基更好的解决,就要通过有效的措施来处理软土路基,确保日后的道路桥梁工程的顺利开展,给桥梁施工质量提供重要的安全保障。软土路基施工中,会采用到各种出软土路基处理方法,软土路基处理的过程要按照实际施工情况,采用科学、合理的施工技术,才能提高软土路基的施工质量,确保我国的道路桥梁施工的总体质量。