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摘要:公路桥梁软土地基具有较高压缩性、较高含水量、较低抗剪强度、较小渗透性、较大天然空隙等基本特征,软土地基在很大程度上影响公路桥梁工程的施工质量。因此,公路桥梁实际施工过程中应该将软土地基全面处理,确保施工道路的性能得到增强,倘若没有正确的处理软土地基则会导致路基沉降较大、路面开裂、路基路面出现较小横坡、不稳定路堤等质量缺陷,因此完善公路桥梁软土地基施工技术对提高公路桥梁路面施工质量有着非常重要的作用。
关键词:公路桥梁;施工;软土地基;施工技术
中图分类号:TU74文献标识码: A
一、软土地基的特征及危害
所谓软土地基,就是强度低、压缩性高的软弱土层地基。软土地基特性主要表现为土层含水率高、孔隙比大,含水量在34%-72%之间,孔隙比在1.0-1.9之间,饱和度一般大于95%,液限一般在35%-60%,塑限指数为13-30。
习惯上常把淤泥、淤泥质土、软粘性土、湿陷性黄土地基总称为软土地基。在软土地基上修筑路基,如果处理不当,往往会产生危害,即:路基失稳或危及线外建筑物;对桥台及桩基础产生纵向推挤和负摩擦力作用,轻则使桥台发生位移或下沉,重则损坏桥台危及桥墩,导致公路破坏或不能正常使用。
二、软土地基处理在桥梁公路工程建筑中的重要性
由于软土地基的土质会在一定程度上给施工过程中的稳定性造成一定的影响,所以一般软土地基是不适合做持力层,而是需要对这部分软土地基做一定的处理,从而给地基的形成打下基础。随着我国市场经济的不断进步,旅游业的不断发展,我国公路和桥梁建筑的项目也逐渐增多,为了能够更好的保证人们的生活质量,方便人们的生产生活,所以就要在软土地基的施工上和技术的处理上做得更好。软土是指天然含水量比较高、孔隙比较大、并且压缩性比较高,同时其抗剪强度比较低的细粒土,这种土质一般情况下使分布在海边以及有湖泊和河滩等等一些相对水利施工比较集中的地方,这种土质容易受到压力变形和沉降等的影响。软土地基在桥梁以及公路工程中的危害最主要的就是体现在公路施工上面,在一些桥涵构造物以及一些高路堤路段的公路上。如一些桥头的高路堤所发生的沉降现象,单边膨胀以及滑移等现象,这些现象的产生会给桥梁的使用寿命造成一定的影响,甚至会影响到人和车辆的安全问题,更为严重的就是,如果桥梁发生倒塌的话就会给附近人们生活的正常行进造成非常大的影响。所以,解决软土地基的软弱性问题,保证软土地基变的更加强硬,是桥梁公路建筑项目中首先需要解决的问题。如果没有处理好,就会影响到整个工程项目的继续进行,严重影响到工程作用的发挥。但是软土地基处理问题的解决现在还是一个很大的难题,加上我国土层资源的丰富,各个地方的情况都不相同,所以软土地基的处理技术就相对比较难统一。在软土地基的处理过程中,应当对待具体问题具体分析,结合具体的软土地基的土层情况和当地的施工造价以及工期等等具体条件,对几种不同的地基处理方法在经济和技术上做一个比较,得出比较适合此工程软土地基的处理技术。除此之外,还要多注意和环境的协调发展结合在一起,尽量避免由于一些软土地基的处理造成资源上的浪费和环境污染现象的发生。
三、公路桥梁施工中软土地基施工技术
1、表层处理方法
通常用于地表面极软弱的情况。主要是通过排水、敷设或增添材料等办法,提高地表强度,防止地基局部剪切变形,保证施工机械作业;同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基上。属于这类处理方法的有:敷设材料法、添加剂法、表层排水法、砂垫层法等。
(1)表层排水法
对土质较好因含水量过大而导致的软土地基,在填土之前,地表面开挖沟槽,排除地表水,同时降低地基表层部分的含水率,以保障施工机械通行。为了能使开挖出的沟槽在施工中起到盲沟的作用,应回填透水性好的砂砾或碎石。
(2)砂垫层法
砂垫层主要常用作软土层厚度小,排水功能良好,砂砾资源优良、工程进度松缓的情况下。通常砂垫层的厚度在12~24cm,而主要理论根据是提升排水面,主要针对软土地基在构造物荷载作用下加快排水固结凝结过程,以增强软土层的强度,达到稳定性标准。在砂砾垫层施工的材料选择方面,主要是结合洁净中、粗砂,含泥量低于5%,并在实际施工过程中得出5cm以下的天然级配砂砾排水固结效果显著,需在施工过程做好洒水压实工作,在施工之前需要做好砂砾表层的检查,表层湿润时则采取施工处理。
(3)敷垫材料法
对于地基土层不均匀,可能发生局部不均匀沉降和侧向变位,可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力来增强施工机械的通行能力。均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位,提高了地基的支承能力。工程上广泛使用的敷垫材料主要有玻璃纤维格栅、化纤无纺布及土工布等。
(4)添加剂法
当表层为粘性土时,在其内渗入添加剂,以改善地基的压缩性能和强度特性,确保施工机械的正常行驶。同时也提高了固结的效果及填土稳定性。工程上常用生石灰、水泥及熟石灰做为添加材料。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌,起到了产生团粒效果和降低土壤含水量的作用,与此同时,被固结的土随时间的推移亦会发生化学性固结,使粘土成分发生质的变化,进而保持土体稳定。
2、强夯法
通常砂土地基可以采用该方法,用重锤夯实地基,以提高其承载力。该方法是对软土地基进行反复锤打和压实,再利用压路机和夯实机械对软基进行压实处理。经过处理后,软基内部的材料缝隙大幅减少,路面材料的整体坚实度也有了显著的提高。强夯法具有工艺简单、成本低等特点,被广泛应用,但并不适用于饱和的淤泥质黏土和淤泥——对这类地质采用强夯法可能会导致“橡皮土”现象。此外,强夯法还可以作为其他地基加固方法的辅助措施,以取得更好的加固效果。
3、土工格栅法
一些路基沉降量较小,高路堤填土采用土工布垫隔,可对软基的侧向位移起到限制作用,增加其侧向约束力,提高路基的刚度和稳定性。该方法具有施工工艺简单、无需特殊设备的优势,不过土工织物的材料不同、编制方式不同,其性能差异也较大。此外,施工速度也会对加筋效果产生直接影响,即施工速度越快,加筋效果就越好。
4、换填法
该方法是把路基范围内稳定性差的軟土挖除,再回填稳定性较好的土、石,进行分层夯实。施工过程中,根据软土层的实际分布形态确定开挖部位,选择开挖方法。一般情况下,开挖换填的深度不宜超过2 m;根据开挖的深度、土的抗剪强度等确定开挖边坡,常用的换填料包括灰土、砂卵石、碎石和工业废渣等。
5、挤密法
软土地基中挤密桩法施工技术,在湿陷性黄土地区使用较广,其主要通过在地基中打桩孔后,通过挤压的方式,将素土、石灰土、砂石等填入桩孔中,然后采用分层密实夯填。素土挤密法主要是湿陷性黄土,填土地基有着较大的厚度时采取的处理方法,这种方法在施工时着原位处理、深层挤密以及就地取材等优势。而石灰土桩法通过将石灰块、粉煤灰、炉渣、火山灰等按一定比例进行混合后,进行回填、振密或者夯实处理。通常情况下,石灰体内部生石灰与掺合料相互拌合之后会出来,因为其水硬性和气硬性作用,体积膨胀达到挤密地基效果。而砂石桩法主要是通过振动、冲击等方式将砂石、卵石、碎石、砂等材料在软土地基成孔中填入,从而提高提高地基的承载力和防止砂土振动液化,增大软弱粘性土的整体稳定性。
结束语
综上所述,在实际公路桥梁施工工程中,软土地基是一个非常重要的部分,软土地基的处理方法跟桥梁的质量有非常紧密的联系。在桥梁工程中每一种软土地基的施工方法都具有针对性、局限性及适用范围,由此要根据条件选择符合设计要求的软土地基处理方法。
参考文献
[1]王森毅.试论公路路基压实度的施工技术[J].价值工程,2011,7(21):192-193.
[2]种增华.公路桥梁施工中软土地基施工技术[J].交通世界(建养机械),2013,(2):239-240.
关键词:公路桥梁;施工;软土地基;施工技术
中图分类号:TU74文献标识码: A
一、软土地基的特征及危害
所谓软土地基,就是强度低、压缩性高的软弱土层地基。软土地基特性主要表现为土层含水率高、孔隙比大,含水量在34%-72%之间,孔隙比在1.0-1.9之间,饱和度一般大于95%,液限一般在35%-60%,塑限指数为13-30。
习惯上常把淤泥、淤泥质土、软粘性土、湿陷性黄土地基总称为软土地基。在软土地基上修筑路基,如果处理不当,往往会产生危害,即:路基失稳或危及线外建筑物;对桥台及桩基础产生纵向推挤和负摩擦力作用,轻则使桥台发生位移或下沉,重则损坏桥台危及桥墩,导致公路破坏或不能正常使用。
二、软土地基处理在桥梁公路工程建筑中的重要性
由于软土地基的土质会在一定程度上给施工过程中的稳定性造成一定的影响,所以一般软土地基是不适合做持力层,而是需要对这部分软土地基做一定的处理,从而给地基的形成打下基础。随着我国市场经济的不断进步,旅游业的不断发展,我国公路和桥梁建筑的项目也逐渐增多,为了能够更好的保证人们的生活质量,方便人们的生产生活,所以就要在软土地基的施工上和技术的处理上做得更好。软土是指天然含水量比较高、孔隙比较大、并且压缩性比较高,同时其抗剪强度比较低的细粒土,这种土质一般情况下使分布在海边以及有湖泊和河滩等等一些相对水利施工比较集中的地方,这种土质容易受到压力变形和沉降等的影响。软土地基在桥梁以及公路工程中的危害最主要的就是体现在公路施工上面,在一些桥涵构造物以及一些高路堤路段的公路上。如一些桥头的高路堤所发生的沉降现象,单边膨胀以及滑移等现象,这些现象的产生会给桥梁的使用寿命造成一定的影响,甚至会影响到人和车辆的安全问题,更为严重的就是,如果桥梁发生倒塌的话就会给附近人们生活的正常行进造成非常大的影响。所以,解决软土地基的软弱性问题,保证软土地基变的更加强硬,是桥梁公路建筑项目中首先需要解决的问题。如果没有处理好,就会影响到整个工程项目的继续进行,严重影响到工程作用的发挥。但是软土地基处理问题的解决现在还是一个很大的难题,加上我国土层资源的丰富,各个地方的情况都不相同,所以软土地基的处理技术就相对比较难统一。在软土地基的处理过程中,应当对待具体问题具体分析,结合具体的软土地基的土层情况和当地的施工造价以及工期等等具体条件,对几种不同的地基处理方法在经济和技术上做一个比较,得出比较适合此工程软土地基的处理技术。除此之外,还要多注意和环境的协调发展结合在一起,尽量避免由于一些软土地基的处理造成资源上的浪费和环境污染现象的发生。
三、公路桥梁施工中软土地基施工技术
1、表层处理方法
通常用于地表面极软弱的情况。主要是通过排水、敷设或增添材料等办法,提高地表强度,防止地基局部剪切变形,保证施工机械作业;同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基上。属于这类处理方法的有:敷设材料法、添加剂法、表层排水法、砂垫层法等。
(1)表层排水法
对土质较好因含水量过大而导致的软土地基,在填土之前,地表面开挖沟槽,排除地表水,同时降低地基表层部分的含水率,以保障施工机械通行。为了能使开挖出的沟槽在施工中起到盲沟的作用,应回填透水性好的砂砾或碎石。
(2)砂垫层法
砂垫层主要常用作软土层厚度小,排水功能良好,砂砾资源优良、工程进度松缓的情况下。通常砂垫层的厚度在12~24cm,而主要理论根据是提升排水面,主要针对软土地基在构造物荷载作用下加快排水固结凝结过程,以增强软土层的强度,达到稳定性标准。在砂砾垫层施工的材料选择方面,主要是结合洁净中、粗砂,含泥量低于5%,并在实际施工过程中得出5cm以下的天然级配砂砾排水固结效果显著,需在施工过程做好洒水压实工作,在施工之前需要做好砂砾表层的检查,表层湿润时则采取施工处理。
(3)敷垫材料法
对于地基土层不均匀,可能发生局部不均匀沉降和侧向变位,可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力来增强施工机械的通行能力。均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位,提高了地基的支承能力。工程上广泛使用的敷垫材料主要有玻璃纤维格栅、化纤无纺布及土工布等。
(4)添加剂法
当表层为粘性土时,在其内渗入添加剂,以改善地基的压缩性能和强度特性,确保施工机械的正常行驶。同时也提高了固结的效果及填土稳定性。工程上常用生石灰、水泥及熟石灰做为添加材料。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌,起到了产生团粒效果和降低土壤含水量的作用,与此同时,被固结的土随时间的推移亦会发生化学性固结,使粘土成分发生质的变化,进而保持土体稳定。
2、强夯法
通常砂土地基可以采用该方法,用重锤夯实地基,以提高其承载力。该方法是对软土地基进行反复锤打和压实,再利用压路机和夯实机械对软基进行压实处理。经过处理后,软基内部的材料缝隙大幅减少,路面材料的整体坚实度也有了显著的提高。强夯法具有工艺简单、成本低等特点,被广泛应用,但并不适用于饱和的淤泥质黏土和淤泥——对这类地质采用强夯法可能会导致“橡皮土”现象。此外,强夯法还可以作为其他地基加固方法的辅助措施,以取得更好的加固效果。
3、土工格栅法
一些路基沉降量较小,高路堤填土采用土工布垫隔,可对软基的侧向位移起到限制作用,增加其侧向约束力,提高路基的刚度和稳定性。该方法具有施工工艺简单、无需特殊设备的优势,不过土工织物的材料不同、编制方式不同,其性能差异也较大。此外,施工速度也会对加筋效果产生直接影响,即施工速度越快,加筋效果就越好。
4、换填法
该方法是把路基范围内稳定性差的軟土挖除,再回填稳定性较好的土、石,进行分层夯实。施工过程中,根据软土层的实际分布形态确定开挖部位,选择开挖方法。一般情况下,开挖换填的深度不宜超过2 m;根据开挖的深度、土的抗剪强度等确定开挖边坡,常用的换填料包括灰土、砂卵石、碎石和工业废渣等。
5、挤密法
软土地基中挤密桩法施工技术,在湿陷性黄土地区使用较广,其主要通过在地基中打桩孔后,通过挤压的方式,将素土、石灰土、砂石等填入桩孔中,然后采用分层密实夯填。素土挤密法主要是湿陷性黄土,填土地基有着较大的厚度时采取的处理方法,这种方法在施工时着原位处理、深层挤密以及就地取材等优势。而石灰土桩法通过将石灰块、粉煤灰、炉渣、火山灰等按一定比例进行混合后,进行回填、振密或者夯实处理。通常情况下,石灰体内部生石灰与掺合料相互拌合之后会出来,因为其水硬性和气硬性作用,体积膨胀达到挤密地基效果。而砂石桩法主要是通过振动、冲击等方式将砂石、卵石、碎石、砂等材料在软土地基成孔中填入,从而提高提高地基的承载力和防止砂土振动液化,增大软弱粘性土的整体稳定性。
结束语
综上所述,在实际公路桥梁施工工程中,软土地基是一个非常重要的部分,软土地基的处理方法跟桥梁的质量有非常紧密的联系。在桥梁工程中每一种软土地基的施工方法都具有针对性、局限性及适用范围,由此要根据条件选择符合设计要求的软土地基处理方法。
参考文献
[1]王森毅.试论公路路基压实度的施工技术[J].价值工程,2011,7(21):192-193.
[2]种增华.公路桥梁施工中软土地基施工技术[J].交通世界(建养机械),2013,(2):239-240.