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摘要:公路运输效率的高低对国家经济快速的发展有着很大的影响。如何改善在公路过渡段软基路基的施工质量是人们一直关注的问题。本文将主要针对公路桥梁软基的概念及特点、公路桥梁软基的施工中存在的问题以及公路桥梁软基的施工技术及处理方法进行简要分析。
关键词:公路桥梁;软基;施工技术;处理方法
中图分类号:TU74文献标识码: A
一、公路桥梁软基的概念及特点
公路桥梁软基主要是指由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、空隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成,地下水位高,其上面的填方及构造物稳定性差且发生沉降的路基。一般来讲,公路软基应该只淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成。冲填土是人工填土之一,它是在疏浚江河航道或从河底取土时用泥浆泵将已经装在泥驳船上的泥砂,直接或者再用定量的水加以混合成一定浓度的泥浆,通过输泥管送到四周筑有围堤并设有排水挡板的填土区内,经沉淀排水后而成。
二、公路桥梁软基的施工中存在的问题
1、桥头引道过渡段结构的布局不周密
桥头引道路基工程作业中,粗粒料填筑法、加筋土法,以及钢筋混凝土过渡板等方法,都是几种常用的过渡段工程的处置措施。通过整体强度的提高,路桥间的刚度变化降低,沉降不均匀的现象有所减轻,从而使路桥间的连接更加结实平稳,要减少并要杜绝桥头跳车现象。根据公路工程施工建设,搭板结构是桥头引道过渡段最常采用的方案。但是这种方案的弊端是断板现象较为普遍,桥头跳车现象依然存在,而搭板结构要进一步地改善才是。
2、桥台台背路基压实度不合格
在公路建设中,基本上所有桥梁、明涵和通道等都需要进行台背填土处治。然而,由于施工过程中的用料、机械、顺序、经验和施工作业面等工程管理因素的影响,而导致桥台台背填土压实度普遍不能达到最初的技术设计要求,这也成为导致公路桥梁过渡段软基路面发生不均匀沉降的基本因素之一。
3、施工队伍的生产意识问题
施工队伍作为工程的施工和建筑的主体,对于各种施工因素起着主观能动的作用,这也确定了其在桥梁工程的施工中的重要作用。首先要不断提高施工队伍对施工质量的正确认识.明确桥梁工程的安全可靠运行的重要性,其次要全面提高施工队伍的专业素质,因为严格的执行各项工程前施工标准是工程质量合格保证。再次要切实加强领导者对施工质量的认识。然而在实践中我们发现,当前的一些施工单位中由于领导本身缺乏质量意识.只抓进度、抓生产.一味地缩短工期时间,往往忽视了对质量的要求,就会缺乏在施工质量上的责任感,更有甚者会违犯操作的相关规定,致使不可挽回的巨大损失。
三、公路桥梁软基的施工技术及处理方法
1、填料法
这种方法主要是针对如何改变软土土质松软的问题
1.1换填法
换填法就是用新的材料取代原有的软基材料,使其承载能力和稳定性更好。一般的,在施工时,采用人工或机械挖除地基中软土的成分,然后用其他强度较高、承载能力较强的材料填充。
1.2抛石填筑
不改变它的原有材料,只是在其上方填充其他的材料以加强地基的强度和承载能力。施工时,一般采用碎石材料,并用推土机在地基上方反复推压石块,使得石块坚实不至于再次出现软土现象。在这个反复推压的过程中,土壤中的空气和水分已经被绝大多数的排挤出来了。最后,只需要在石块上填筑土方。值得注意的是,在施工过程中填石的高度应比原地基高5-10cm为宜。这两种方法主要区别是是否挖除原有软土。第一种方法就是彻底清除了地基中的软土,防止其上方建筑物因重量等问题而是软土压缩,造成建筑物的潜在威胁;第二种方法则是采用推压的方法,把原有软土中的水分和空气排除,使软土的强度和承载能力相较于以前有了很大的提高。相比较而言,第二种方法更经济,对资源的利用更合理;但第一种方法则使得地基的承载能力更强些,使用寿命更长。
2、管桩挤密加固深层搅拌法
深层搅拌法是使用特制的搅拌机械.以水泥、石灰等材料为固化剂,在土层中强行与软土搅拌使软土硬结咸水泥(或石灰)土桩体或连成地下桩排,使之成为具有整体性和一定强度的复地基。深层搅拌法目前分“干法 的粉喷桩法和“湿法”的旋喷注浆法。深层搅拌法主要适用于原料堆场、码头岸壁、高等级公路地基加固 以及地下基坑的挡土结构。
3、表层处理方法
3.1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。
3.2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、工程進度松缓的情况下。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, 表层湿润时则可采取施工处理。
4、水泥搅拌桩法
水泥搅拌桩法是高速公路软土地基处理中一种常用的方法,具有处理效率高、质量可靠、施工简便等优点。水泥搅拌桩加固软土地基主要是通过水泥的水解和水化反应及水泥水化物与黏土的化学反应及碳酸化作用, 而形成强度相对较高的桩体与桩周软土一起形成复合地基, 以起到提高地基承载力、增强路基稳定性及减少路基沉降的作用。
5、粉喷桩复合地基法
该种处理方法很大程度上改善了土体的承载能力,其受力模式是桩间土与桩体共同受力, 能有效地减少地基沉降, 加快填土速度, 相对排水固结法一般可缩短一半的时间。但由于桩体本身及桩间土的压缩, 台背填筑时仍存在沉降, 特别是对淤泥较深, 力学指标较差地段, 沉降仍然较大。例如, 工程实例中粉喷桩处理后填筑 4-5m 填土, 沉降仍 0.6-0.7m。土体压缩致使淤泥孔隙水压力上升, 而且该种方法孔隙水压力不易消散。若是桥梁比台背填筑先施工, 孔隙水压会给桥梁桩基础一个长期水平推力作用, 随着台背的逐渐加载, 孔隙水压力不断上升, 桥梁所受的水平推力不断增加, 致使位移开裂。 这是工程实例中提到的桥梁位移开裂的真正原因。当然上面所讲的是对于粉喷桩复合地基处理后的超软地段, 其沉降仍较大,要求桥梁桥台桩基是在台背填筑至设计高程稳定后, 才反开挖施工, 这样既可加快填土速度, 同时也能尽快消散孔隙水压力, 但费用相对提高。
6缓和过渡段的合理设计
由于桥梁本身的结构形式不同,从刚性比较大的混凝土结构的桥台,逐步过渡到填土路基和沥青混凝土的较为柔性的路面结构,它们之间的强度存在差异。因而,在处治软土路基时,要根据各段不同强度段的特点,设置相应的强度过渡段。原则上在柔性路堤跟刚性桥台面之间的强度渐变段应该有50m 的长度。当然如果在设置50m 的渐变段存在困难,不易实现,也可以将其渐变段的距离缩减,但最短不得少于30m。另一方面,在桥头引道没有软土地基的情况下,若5cm 的路桥过渡段的不均匀沉降差异是沉降控制标准,以0.4%来控制沉降坡差,则强度渐变段的长度至少不得低于13 m。
结束语
公路桥梁建设日益繁荣的时期,各方面施工技术得到了很大的改善与创新,公路桥梁建设快速发展的情形让我国经济、文化等也得到了快速发展,但随着使用时间的推移,公路桥梁在后期的使用过程中逐渐显露出一些弊病,软基处理不得当或者未进行软基处理,这也成为一部分公路桥梁出现问题的主要原因,合理恰当地进行软基处理,是可以规避这样那样的安全质量隐患的出现。
参考文献
[1]杜成龙.公路桥梁施工中软土地基施工技术分析[J].科技资讯,2012,(21):42.
[2]莫永辉 公路桥梁过渡段软基路基的施工技术研究 华东科技:学术版-2012年12期
[3] 蒋海平,胡伟峰。公路桥梁软基路基的施工技术研究[J]。科技创新与应用。2012(14) [4] 朱云飞。浅谈路桥软基路基路面的施工[J]。黑龙江科技信息。2012(3)
关键词:公路桥梁;软基;施工技术;处理方法
中图分类号:TU74文献标识码: A
一、公路桥梁软基的概念及特点
公路桥梁软基主要是指由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、空隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成,地下水位高,其上面的填方及构造物稳定性差且发生沉降的路基。一般来讲,公路软基应该只淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成。冲填土是人工填土之一,它是在疏浚江河航道或从河底取土时用泥浆泵将已经装在泥驳船上的泥砂,直接或者再用定量的水加以混合成一定浓度的泥浆,通过输泥管送到四周筑有围堤并设有排水挡板的填土区内,经沉淀排水后而成。
二、公路桥梁软基的施工中存在的问题
1、桥头引道过渡段结构的布局不周密
桥头引道路基工程作业中,粗粒料填筑法、加筋土法,以及钢筋混凝土过渡板等方法,都是几种常用的过渡段工程的处置措施。通过整体强度的提高,路桥间的刚度变化降低,沉降不均匀的现象有所减轻,从而使路桥间的连接更加结实平稳,要减少并要杜绝桥头跳车现象。根据公路工程施工建设,搭板结构是桥头引道过渡段最常采用的方案。但是这种方案的弊端是断板现象较为普遍,桥头跳车现象依然存在,而搭板结构要进一步地改善才是。
2、桥台台背路基压实度不合格
在公路建设中,基本上所有桥梁、明涵和通道等都需要进行台背填土处治。然而,由于施工过程中的用料、机械、顺序、经验和施工作业面等工程管理因素的影响,而导致桥台台背填土压实度普遍不能达到最初的技术设计要求,这也成为导致公路桥梁过渡段软基路面发生不均匀沉降的基本因素之一。
3、施工队伍的生产意识问题
施工队伍作为工程的施工和建筑的主体,对于各种施工因素起着主观能动的作用,这也确定了其在桥梁工程的施工中的重要作用。首先要不断提高施工队伍对施工质量的正确认识.明确桥梁工程的安全可靠运行的重要性,其次要全面提高施工队伍的专业素质,因为严格的执行各项工程前施工标准是工程质量合格保证。再次要切实加强领导者对施工质量的认识。然而在实践中我们发现,当前的一些施工单位中由于领导本身缺乏质量意识.只抓进度、抓生产.一味地缩短工期时间,往往忽视了对质量的要求,就会缺乏在施工质量上的责任感,更有甚者会违犯操作的相关规定,致使不可挽回的巨大损失。
三、公路桥梁软基的施工技术及处理方法
1、填料法
这种方法主要是针对如何改变软土土质松软的问题
1.1换填法
换填法就是用新的材料取代原有的软基材料,使其承载能力和稳定性更好。一般的,在施工时,采用人工或机械挖除地基中软土的成分,然后用其他强度较高、承载能力较强的材料填充。
1.2抛石填筑
不改变它的原有材料,只是在其上方填充其他的材料以加强地基的强度和承载能力。施工时,一般采用碎石材料,并用推土机在地基上方反复推压石块,使得石块坚实不至于再次出现软土现象。在这个反复推压的过程中,土壤中的空气和水分已经被绝大多数的排挤出来了。最后,只需要在石块上填筑土方。值得注意的是,在施工过程中填石的高度应比原地基高5-10cm为宜。这两种方法主要区别是是否挖除原有软土。第一种方法就是彻底清除了地基中的软土,防止其上方建筑物因重量等问题而是软土压缩,造成建筑物的潜在威胁;第二种方法则是采用推压的方法,把原有软土中的水分和空气排除,使软土的强度和承载能力相较于以前有了很大的提高。相比较而言,第二种方法更经济,对资源的利用更合理;但第一种方法则使得地基的承载能力更强些,使用寿命更长。
2、管桩挤密加固深层搅拌法
深层搅拌法是使用特制的搅拌机械.以水泥、石灰等材料为固化剂,在土层中强行与软土搅拌使软土硬结咸水泥(或石灰)土桩体或连成地下桩排,使之成为具有整体性和一定强度的复地基。深层搅拌法目前分“干法 的粉喷桩法和“湿法”的旋喷注浆法。深层搅拌法主要适用于原料堆场、码头岸壁、高等级公路地基加固 以及地下基坑的挡土结构。
3、表层处理方法
3.1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。
3.2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、工程進度松缓的情况下。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, 表层湿润时则可采取施工处理。
4、水泥搅拌桩法
水泥搅拌桩法是高速公路软土地基处理中一种常用的方法,具有处理效率高、质量可靠、施工简便等优点。水泥搅拌桩加固软土地基主要是通过水泥的水解和水化反应及水泥水化物与黏土的化学反应及碳酸化作用, 而形成强度相对较高的桩体与桩周软土一起形成复合地基, 以起到提高地基承载力、增强路基稳定性及减少路基沉降的作用。
5、粉喷桩复合地基法
该种处理方法很大程度上改善了土体的承载能力,其受力模式是桩间土与桩体共同受力, 能有效地减少地基沉降, 加快填土速度, 相对排水固结法一般可缩短一半的时间。但由于桩体本身及桩间土的压缩, 台背填筑时仍存在沉降, 特别是对淤泥较深, 力学指标较差地段, 沉降仍然较大。例如, 工程实例中粉喷桩处理后填筑 4-5m 填土, 沉降仍 0.6-0.7m。土体压缩致使淤泥孔隙水压力上升, 而且该种方法孔隙水压力不易消散。若是桥梁比台背填筑先施工, 孔隙水压会给桥梁桩基础一个长期水平推力作用, 随着台背的逐渐加载, 孔隙水压力不断上升, 桥梁所受的水平推力不断增加, 致使位移开裂。 这是工程实例中提到的桥梁位移开裂的真正原因。当然上面所讲的是对于粉喷桩复合地基处理后的超软地段, 其沉降仍较大,要求桥梁桥台桩基是在台背填筑至设计高程稳定后, 才反开挖施工, 这样既可加快填土速度, 同时也能尽快消散孔隙水压力, 但费用相对提高。
6缓和过渡段的合理设计
由于桥梁本身的结构形式不同,从刚性比较大的混凝土结构的桥台,逐步过渡到填土路基和沥青混凝土的较为柔性的路面结构,它们之间的强度存在差异。因而,在处治软土路基时,要根据各段不同强度段的特点,设置相应的强度过渡段。原则上在柔性路堤跟刚性桥台面之间的强度渐变段应该有50m 的长度。当然如果在设置50m 的渐变段存在困难,不易实现,也可以将其渐变段的距离缩减,但最短不得少于30m。另一方面,在桥头引道没有软土地基的情况下,若5cm 的路桥过渡段的不均匀沉降差异是沉降控制标准,以0.4%来控制沉降坡差,则强度渐变段的长度至少不得低于13 m。
结束语
公路桥梁建设日益繁荣的时期,各方面施工技术得到了很大的改善与创新,公路桥梁建设快速发展的情形让我国经济、文化等也得到了快速发展,但随着使用时间的推移,公路桥梁在后期的使用过程中逐渐显露出一些弊病,软基处理不得当或者未进行软基处理,这也成为一部分公路桥梁出现问题的主要原因,合理恰当地进行软基处理,是可以规避这样那样的安全质量隐患的出现。
参考文献
[1]杜成龙.公路桥梁施工中软土地基施工技术分析[J].科技资讯,2012,(21):42.
[2]莫永辉 公路桥梁过渡段软基路基的施工技术研究 华东科技:学术版-2012年12期
[3] 蒋海平,胡伟峰。公路桥梁软基路基的施工技术研究[J]。科技创新与应用。2012(14) [4] 朱云飞。浅谈路桥软基路基路面的施工[J]。黑龙江科技信息。2012(3)