2017年第34期(12月 上)
公路桥梁施工中软土地基施工的技术要点
孙皓
(邢台路桥建设总公司,河北 邢台 054001)
摘要:从软土地基的概念及面临的问题入手,介绍了公路桥梁软土地基的建设技术,包括公路桥梁在软土地基中的建设技术、表面处理、敷垫施工技术、化学加固施工技术、加筋技术,阐述了公路桥梁施工中软土地基的施工技术要点,旨在为广大桥梁建设者提供一些工作思路。
关键词:公路桥梁施工;软土地基;技术要点中图分类号:U445.4
文献标识码:B
0 引言
目前,中国在“铁公基”的建设浪潮下,交通线正不断趋于网络化和密集化。公路桥梁建设作为基础公共建设中的一部分,正处于飞速发展的阶段。由于中国的地质地貌较为复杂,因此在修建桥梁的过程中遇到很多复杂的地貌。软土地基因土质松软、土粒细小、土壤中含水量和孔隙度较大,因此在建设桥梁时易出现压缩性高、抗剪力弱的现象。由于软土地基土层之间各不相同,给公路桥梁施工带来了难度,故对于软土地基的公路桥梁建设不同于其他土质的施工。
作,使土地表面达到施工硬度。主要有垫层法、预压法和排水法。垫层法是将软土层部分或者全部挖起,使用高强度、耐腐蚀、高稳定性的砂砾材料进行填补,从而使地表达到硬度要求。一般在软土层不超过3m时,使用此法较为适宜。超过3m,垫层量增大,不符合工程效益。砂砾层铺垫不超过0.2m较为适宜[3]。对软土质层吸水性强,可有效提高软土地基的硬度。预压法使用高荷载的填土堆载软土表面,使地层提前沉降。对沉降的程度进行测量,当硬度满足施工条件时,即可撤去堆载物进行施工。但是堆载填土要逐渐施加,堆载过重会造成地基受到破坏。排水法针对含水量较高的软质土层进行,在地表开挖排水沟排出水分,待土层达到施工要求再对排水沟进行回填。2.2 敷垫施工技术
主要针对质地为较软黏土、地层存在不均一沉降特点的软质土层。敷料具有高抗压和抗剪性能,从而保证填土的荷载性和机械操作性,对于不均一的沉降和侧向变形具有良好的改善作用,从而有效增加地基的支撑能力。敷料一般采用玻璃纤维格栅作为加筋材料,与土地间增大摩擦力,通常表面进行沥青浸渍,故使用起来能够有效锁定土石料固定在栅格内不进行侧向变形。2.3 化学加固施工技术
若软黏土含量较高,单一敷料不足以改变土质硬度,可加入一些化学试剂进行搅拌从而改变软土地层的性质,增强软土质层的硬度。一般采用的化学物质有水泥或者石灰、水玻璃混合液。其中,水泥土搅拌法是将软质土与水泥或者石灰进行搅拌,通过水泥或者石灰对软土质层中的水分进行吸收,从而固化土层,使地层中的软土发生固结现象。该方法能形成高强度、高稳定性的整体地块,从根本上提高了地层的承载和抗沉降性能,或者通过旋喷桩法进行加固,采用干粉喷射机器和高压喷射注浆机器喷射成灰土桩,与地基形成复合地基,桩体能承载桥梁公路大部分的负荷,有效保证地基的承受性能,维持桥梁公路水平
1 软土地基的概念及面临的问题
1.1 软土地基概念
软土地基是由颗粒细小的松软土质组成,包括有机土、大孔隙泥炭、松散砂粒等,其形态从软塑态过渡到流塑态[1],固结性能非常缓慢,结构松散易变形,这些土质多存在于滨海、谷地、湖沼、河滩等地,土质含水量较大,各土层之间的结构也是因层而异,层层不同。如采用常规方法进行桥梁修建会产生坍塌或者沉陷,严重影响公路桥梁的实用性。
1.2 软土地基施工面临的问题
软土层由于其各层结构较为松散,会发生各层偏移,导致土层不均一的现象,影响了地基对于重量的均匀荷载,故地基会随着土层的偏移发生不同程度的沉降。公路桥梁表面随着地基的沉降不再保持水平状态,出现了歪斜。这就为公路桥梁的使用增加了风险性。目前对软土地基一般采用土质压实的方法进行加固,但是如果下雨,软土地基就会因为水分的渗入而使地层出现不同程度的塌陷,使公路或者桥梁出现沉降。
[2]
2 公路桥梁施工中软土地基的建设技术
2.1 表面处理
对于软土层不是很厚的软土地基,在表面进行相关操
收稿日期:2017-09-21
作者简介:孙皓(1989—),男,助理工程师,研究方向为公路桥梁施工方向。
142面,减少建成后的沉降。该方法对软土层较深或者含水量极大且不易排水的软土地基非常适用。
除了喷射法能够加固,硅化法加固更为迅速。即通过水玻璃混合液对软土层进行加固。但水玻璃混合液造价较高,由于其造价较高,因此特别针对于渗透系数大的软土质层。2.4 加筋技术
使用人工聚合物制成土工织物进行垫隔,从而限制了软土质层侧向变形,提高了路基的稳定性。有边坡或者裂缝的路基,使用土工布覆盖可以在横向增强应力、在侧向增加约束,有效提高了路基刚度促进软土质层的排水作用。
3 施工技术要点
3.1 施工前测量
施工前要先对地貌进行勘查,确定该地是否是软土地基。同时选择基坑的方位,进行基坑挖掘。基坑挖好后对土层进行相关勘查和测量,确定土层的沉降情况。一般基坑开挖5m可以看到地下水的情况,5m以下地下水位高的通常为软土地基。可根据土层勘查情况进行不同程度的划分,针对软土质层不同的深度选取不同的处理方法。
对于软土地基层较浅的,可在地基上层垫砂层充当排水层,有效降低土层水位。若软土层分布不均匀,局部沉降现象较为明显,则采用敷料加固的方式,有效改善沉降点的抗剪性能,保证地基的支撑力达到建筑要求。对于软质土层较深、范围较广、含水丰富排水能力低的软土地基,采用化学加固法进行,确保土质达到道路桥梁的建设的硬度要求。在此过程中注意软土路段的填土进行控制,避免出现路堤滑坡。3.2 地基加固
在公路桥梁地基建造之前,为了避免建造工程后出现沉降,故先进行地基固结。主要方法有排水固结、旋喷桩加固及强夯。其中排水法较为常用,即在施工点设置排水井或者沙井,使孔隙中的水排出。可以使用真空预压、堆载预压、降水预压及电渗排水等不同形式加速图层中水的排出。对于排水较慢的,可以使用真空及降水预压、电渗排水快速抽水。其中真空预压为在排水井中铺设砂垫层,再用薄膜密封,使用真空泵进行抽空,从而对地层造成压力加速地层水的排出。降水预压是专门针对细沙地基及饱和性粉质土层地基,使用水泵抽取地下水来增大地基的坚固性。电渗排水即在土中插入电极并进行通电,在直流电的作用下水从阳极过渡到阴极,并从阴极析出。该方法适用于黏性土质层的排水,对于边坡的稳定和地基的加固均具有显著作用。对于个别土层沉降的,可以使用堆载预
交通世界TRANSPOWORLD压,对正在进行沉降的土层进行表面堆载,从而使地基沉降提前完成,堆载量的按照建筑物荷载量的1.3倍进行计算[4]。该方法为了保证其良好效果,可以与沙井结合使用。
旋喷桩在使用之前注意地面要保持平整,在旋喷桩完成之后,要对施工场地的地层进行检测,如果地势下凹严重,可先进行黏土回填在进行旋喷桩操作。若操作后经土工试验检验合格,相关报告经测量符合施工条件,即可开展后续的施工操作。对于含水量极大且下陷严重的黄土黏性土质或者软土地层,一般使用强夯的方式对土层进行加固,对灰土桩进行紧密强夯,将桩孔中的灰土向周围进行挤压,从而对土层形成侧向压力,这样保证了桩孔周围土层的坚固程度,且使用材料具有选择性。灰土桩中的不一定全部使用生石灰,还可以使用掺入火山灰、粉煤灰、石灰块、煤渣等可根据当地条件进行就地取材,较为方便。这样形成与石灰的混合桩,在强力夯填的作用下形成坚固的桩体。3.3 桩基灌浆
地基加固后,使用预制桩进行灌浆操作。为了提高灌入浆体的质量,除了一般的混凝土浆,还可以在浆体中加入一定的化学添加剂,如硅酸盐、聚氨酯、特制木质素等等,从而保证桩基的坚实与稳定。但是注意化学添加剂的使用要适量,含量过多会降低浆体黏合度。
4 结语
公路桥梁的建造施工中,强化软土地基的支撑力达到施工要求至关重要。若地基通过各项强化措施和施工技术有效避免了工后沉降,则道路桥梁修建完成后能够延长其使用寿命。因此在针对软土地基进行施工时,要广泛运用多种强化土质方法与施工技术相结合,经过土工检验合格方可施工,这样才能从根本上保证道路桥梁的质量。
参考文献:
[1] 马飞. 公路桥梁施工中软土地基施工的技术要点分析[J].
交通世界(建养机械),2015(5):80-81.
[2] 徐孝龙,刘邦. 公路桥梁施工中软土地基施工的技术要
点分析探讨[J]. 建筑工程技术与设计,2016(24):297.
[3] 何林. 公路桥梁施工中软土地基施工的技术要点分析[J].
中国科技投资,2016(12):41.
[4] 赵明哲. 公路桥梁施工中软土地基施工的技术要点分析
[J]. 建筑工程技术与设计,2015(24):625.
(编辑:姬瓅瓅)
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