道路桥梁施工中的软土地基处理技术要点
2022-10-26李劲
李 劲
(黑龙江省高速公路服务中心,黑龙江 哈尔滨 150090)
0 引 言
根据道路桥梁工程项目的施工特点可以得知,在工程实际施工期间,经常会遇到软土地基,若软土地基处理不到位,会给后续工程施工带来严重影响。因为软土地基内部的含水量比较大、承载能力比较低,无法在其上部直接开展作业,容易出现大面积的下沉现象,为有效提升道路桥梁工程软土地基处理质量,本文主要分析道路桥梁软土地基处理要点,核心内容如下。
1 软土地基处理原则分析
软土地基类型比较多,情况也较为复杂,为有效提升道路桥梁软土地基处理质量,在实际处理环节,有关人员需要遵守以下原则:
第一,合理划分路段原则。针对道路桥梁软土地基处理,为提升软土地基处理效果,施工技术人员需要结合道路桥梁工程所在区域的具体情况,合理划分施工路段,根据土剖面特点,制定出更加科学的软土地基处理方案。
第二,综合考虑道路桥梁所在区域的土质条件,因为道路桥梁工程项目所处区域不同,软土地基的土质存在一定差异,为更好提升道路桥梁软土地基处理效果,施工技术人员需要提前做好勘察工作,全面考虑道路桥梁项目所在区域的土质条件,科学选择施工工艺与技术,进而更好提升道路桥梁软土地基处理效果。
2 软土地基特点
2.1 含水量高
在道路桥梁工程软土地基处理环节,最为显著的特点就是含水量比较高,软土地基内部的天然含水率可以达到35%~75%之间,与普通地面含水率之间存在明显差距。结合道路桥梁软土地基施工期间,软土地基处理流动状态,会影响道路桥梁工程的整体施工质量,因此,在具体施工期间,需要采取科学措施,有效减少软土地基内部含水量,有效提升软土地基处理效果。
2.2 压缩性大
通常情况下,道路桥梁工程软土地基的压缩系数在0.5~1.0 MPa之间,此种类型的软土压缩沉降量比较大,而且排水固结较为缓慢,地基稳定性较差。在道路桥梁工程软土结构当中,一般会存在两种类型的软黏土结构,分别是正常固结土与未完全固结土等,这两种类型的软黏土结构,其压缩性均比较大,会增加道路桥梁工程的施工难度。
2.3 渗透性比较小
针对薄砂层黏土来讲,软土固结速率过慢,主要是由于其自身的渗透系数过小而引起的,一般情况下,均质黏土每秒渗透系数特别小,如受外界荷载作用,其强度会明显下降,固结速度缓慢,此时,若土壤内部的有机质含量过高,不但会产生较多气泡,而且容易引发排水通道堵塞,使得道路桥梁工程软土结构的渗透性不断下降。
3 软土地基处理要点和注意事项
3.1 表层排水处理方法
根据道路桥梁工程施工现状能够得知,因为软土地基内部软土含水量比较高,通过采取表层排水处理方法,能够更好降低软土地基实际含水量,显著提升软土地基破坏极限与渗透能力,提升地基的稳定性与安全性。在应用表层排水处理方法的过程当中,施工作业人员需要提前在土层表面确定出排水沟具体位置,包括排水沟的实际长度与深度等,及时将软土地基内部的水快速导出。
在应用表层排水处理技术的过程当中,施工作业人员需要按照以下流程进行施工。
(1)合理布置沟槽。在布置沟槽的过程当中,需要充分利用地形自然坡度进行排水,尽量采取大纵坡,有效提升流水速度,避免渗沟出现淤塞现象。填土沉降需要密切关注坡度变化情况,沟槽之间的距离一致,有效提升其实际排水能力。
(2)沟槽开挖。结合相关设计要求,严格控制沟槽的开挖深度与尺寸,通常来讲,沟槽的实际开挖尺寸需要符合设计要求,若条件允许,施工人员还要采取触探检测方法进行检验,保证地基承载力符合规定要求,开挖出来的软土需要及时运输到施工场地外部。
(3)加强基底处理。基坑开挖到基底之后,需要预留10 cm,采取人工配合方法清理基础,针对土层上部的基底,需要合理设置砂浆隔水层,或者在盲沟的凹槽基底铺设一层防水土工膜。
(4)合理布置反滤层和排水管。利用土工布反滤层,在盲沟的内侧合理铺设土工布,土工布需要预留出一定宽度,确保反滤层回填结束后,能够将盲沟顶部有效包裹,其实际包裹搭接宽度不宜小于10 cm,然后将外包土工布透水波纹管放入到盲沟当中,在放置的过程当中,需要保持打孔部分朝上,进而取得更好排水效果。
为减小道路桥梁软土地基处理对周围环境带来的负面影响,施工便道位置,需要经常洒水养护,不能起过多粉尘,还要保持施工便道畅通,采用各类机械设备进行施工期间,需要采用科学的防噪音措施,减少噪声污染。针对道路桥梁内部的施工燃料与设备,包括生产垃圾等,需要采取集中无害化处理措施。
3.2 排水固结处理技术
此项软土地基处理技术比较常见,主要包含袋装沙井法、沙井法与砂垫层法等等,其中,砂垫层方法应用最多,在应用此项处理方法的过程当中,施工作业人员需要在软土地基顶部铺设适量砂石,利用填土荷载,将道路桥梁软土地基内部的多余水分快速排出,此种处理技术的有效运用,可以取得较好效果,能够满足道路桥梁路基排水与填筑施工同步进行要求,在实际填筑期间,显著提升路基的排水效果,减小荷载带来的负面影响。
此外,在应用沙井加固处理方法的过程当中,施工作业人员需要使用钻探机械设备,在道路桥梁软土地基表层钻孔施工,然后在钻孔内部灌入适量砂石,将软土地基内部水分快速吸收,进而取得比较好的排水固结效果。
和以上两种软土地基处理方法不同,袋装沙井加固处理方法主要指的是称取适量的砂,将其有序装入到透水性能比较好的编织袋当中,然后采用专业机械设备,将沙袋打入到软土地基内部,此种排水骨架处理方法具备费用比较低、节约材料等一系列优点,故此项软土地基处理技术在道路桥梁工程施工当中应用比较广泛。
3.3 强夯处理技术
当前阶段,强夯处理技术被广泛运用到道路桥梁软土地基处理当中,此项软土地基处理技术也常被称作动力固结方法,此项处理技术的工作原理比较简单,主要是将具备一定重量的重锤提高到一定高度,然后让重锤自由下落,利用重锤的重力,针对地面产生强大冲击力,对地基起到良好的加固效果。
强夯处理方法具备施工周期比较短、费用比较低、设备较为简单等诸多优势,比较适合应用到低饱和黏土、杂填土、黄土、粪土和沙土等软土地基处理当中,如果道路桥梁软土地基的饱和度比较高,则不适合应用此项处理技术。为确保强夯处理技术在道路桥梁软基处理当中得到有效运用,在实际施工环节,要求施工作业人员全方面考虑施工场地内部情况,合理运用此项软土地基处理技术。
3.4 混合剂处理技术
将混合剂处理技术应用到道路桥梁软土地基处理当中,应用流程比较简单,同时可以取得较好效果,但是,此项处理技术的应用范围有限,例如,此项技术仅可以应用在表层软土施工,同时,软土必须为粘性土质,粘土还要具备一定粘度。满足上述三个条件之后,施工人员可在道路桥梁软土地基内部加入适量的混合剂,有效提升软土地基的粘度,由此一来,能够明显提升软土地基的表层密度,同时,软土地基的抗压缩效果也会明显提高。一般来讲,采用石灰或者水泥作为混合剂,能够取得比较好的效果,最近几年以来,部分有机混合剂逐渐被应用,也取得较好成效。
3.5 换填加固处理技术
所谓换填加固处理技术,主要指的是施工人员根据道路桥梁工程施工场地勘察数据与资料,在一定深度范围与区域内,将软土地基有效置换,经常使用的换填材料主要包含石灰与砂石材料等,此种类型材料的施工强度比较高,稳定性较好,通过换填处理,形成双层地基,或者对原有软土地基进行改良,可以避免道路桥梁软土地基出现严重沉降,起到较好的加固效果。
在应用换填加固处理技术的过程当中,施工作业人员需要合理选择换填材料,根据道路桥梁工程施工场地内部的具体情况,在满足道桥工程建设施工标准要求的基础上,严格控制软土地基换填材料质量。同时,在置换的过程当中,作业人员需要逐层换填施工,并逐层加固与压实,保证地基实际压实度满足工程标准要求。软土地基的实际换填面积和深度,均需要经过详细计算来确定。
如果道路桥梁地基土较为软弱,无法满足上部荷载对地基强度与变形的要求,通过采取换填方法,能够取得比较好的效果。道路桥梁软土路基换填施工技术要点如下。
(1)开挖施工。将道路桥梁表面软土层直接挖除,然后将基础埋设在承载能力比较大的基岩或者坚硬土层上部。
(2)填充施工。如果道路桥梁的软土层比较厚,同时需大面积实施加固处理,施工人员可以在既有软土层上部直接回填砂石或者矿石,起到较好的处理效果。
(3)换填施工。将开挖和填充有效结合,在具体施工期间,需要将基础下部一定范围之内的软土有效挖出,利用人工填筑垫层作为持力层。
在铺设垫层之前,施工人员需要进行验槽,将基底表面的淤泥和杂物彻底清理干净,同时在其两侧设置一定坡度,避免振捣过程中出现塌方现象。如果采用砂石垫层,在选择压实机械设备的过程当中,尽可能选择振动碾与之振动压实机,并结合具体情况,严格控制分层填筑厚度与压实次数。砂石垫层的材料可根据施工方法的不同控制最优含水量。最优含水量由工地试验来确定。对于矿渣材料,需要充分洒水,湿透之后进行夯实处理。
3.6 注意事项
(1)合理控制施工材料质量
根据道路桥梁软土地基施工特点能够得知,受外界多种因素影响,若施工材料质量不符合规定要求,会影响最终的软土地基处理效果。所以,为显著提升道路桥梁软土地基的处理效果,施工人员需要严格控制各项施工材料质量,结合道路桥梁软土地基具体情况,严格选择施工材料,各项材料在进入到施工场地之前,检验人员还要对其进行全方面检测,确保进入到施工场地内部的材料质量符合规定要求,为后续的软土地基处理奠定良好基础。
(2)加强施工准备
在道路桥梁软土地基施工之前,做好相应的准备工作特别重要,施工单位可以从以下几个方面入手。
①做好勘察工作。加强地面测绘调查,针对道路桥梁软土地基所处区域的地形地貌,包括地层性质,以及软土成因和深度等进行详细分析。
②合理选择勘察方式,确定具体勘察点。在确定勘察点的过程当中,勘察人员需要全方面考虑道路桥梁软土层的形成原因,包括软土地基的实际性质等一系列因素。
③针对道路桥梁工程软土地基进行有效评价,根据具体的勘察数据,采取合理方法,准确计算出道路桥梁软土地基实际承载力
除此之外,施工单位技术人员还要结合勘察所获得的各项数据信息,科学选择施工方案,也可以结合具体情况,对现有的施工方案进行完善,需要注意的是,在选择施工方案的过程当中,施工人员需要全方面考虑材料和设备,包括施工技术带来的影响。与此同时,还要开展实验施工,选择具备良好代表性的施工区域,运用之前选择的施工方案进行试验,对最终的施工效果进行检查,如果实验数据与理想数据之间存在比较大的差异,需要立即找到问题产生的具体原因,采取科学解决方案,确保工程施工能够顺利开展。
4 结 语
综上所述,本文重点对道路桥梁施工中的软土地基处理技术要点进行研究,例如表层排水处理方法、排水固结处理技术、强夯处理技术、混合剂处理技术、换填加固处理技术等,提出注意事项,通过合理控制施工材料质量、加强施工准备等等,不但能够确保道路桥梁软土地基处理效果得到明显提高,而且可以提升材料利用效率,故能够为相关工作人员提供一定的借鉴和帮助。