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【摘 要】 随着社会经济的快速发展,我国的桥梁道路建设也越来越完善,桥梁道路的建设规模的扩大,对于技术的要求也就相对较高,特别是在桥梁道路软土基地建设这一方面对于技术的要求尤为严格,软土地基在桥梁道路工程当中是最为关键的根基。本文主要对道路桥梁工程软土地基施工技术进行了简要分析。
【关键词】 道路桥梁;软土地基;施工技术
软土地基是一种不良地基,其特点为强度差、压缩性高、透水性差。在道路桥梁工程中,软土地基路段往往容易出现地基强度不能满足使用要求的状况,因此,在软土地基上进行道路桥梁工程施工必须要对软土地基进行地基处理,且不同的软土地基采用的施工处理方法也不一样。
一、道路桥梁工程中软土地基的处理原则
在道路桥梁工程建设中,软土地基处理是保证道路桥梁工程质量的重要环节。在进行软土地基处理是,要遵循预防为主,治理为辅的处理控制原则,将道路病害扼杀在摇篮里。软土地基的处理原则如下:第一,预防性控制。软土地基预防性控制主要是要保护路基路面的完整性,将路面路基质量的下滑速度减小,预防路面产生病虫害。做好软土地基的预防控制工作,不但可以延缓道路桥梁在车辆负荷下损坏的时间,还能减小路面路基的损坏程度。第二,修复性控制。由于软土地基的特点,桥梁道路较容易出现软土地基损坏,对于出现损坏的路段,一定要及时进行修复处理,否则不但会增加修补费用,延长修补时间,缩短道路桥梁寿命,还会可能造成交通事故,后果不堪想象。
二、施工前准备工作
1、准备工作,首先要对相应的地域进行详细的地质勘探,并且要道路、桥梁工程地质、地基以及水文方面的资料进行收集整理,对其建筑设计提供一定的参考。
2、方案的选择:根据对施工地质的勘探以及调查报告研究之后,对几种参考方案进行初选,在对施工方案进选择的时候务必要从而工程的整体考虑,考虑到工程的施工以及后续工作。
3、选定方案:将集中初步方案进行对比,充分考虑到工程的各个方面,比如:施工环境、工期、机械设备等等,并且要清楚每个施工方案的优势和劣势,必要时可以将几种方案进行综合处理。
三、软土地基处理技术
1、表层处理法。在道路桥梁软土地基施工的过程中,最常见的方式就是强化一些地面表层极软弱的部分,然后再进行施工,通过地质排水强化处理软土的表层,加强材料的设置,提高地表的强度,大大提升组织结构能力,达到加固处理、预防塌陷的目的,对于软土表层质量比较好的,并且含水量较高的软土地基,在道路桥梁施工填土之前,进行排水沟挖掘土地表层,让水分引导留出地基。这种方式可以有效的降低土地表层的含水量,提高土壤的干燥程度,有利于道路桥梁工程施工的顺利进行。开挖沟槽进行排水之后,可以将沙砾石块填埋进去,使地基底座更加强筋,提升透水透气性,软土地的构成材料得到改善,地基架构更坚固,为道路桥梁软土地基施工奠定了坚实的基础,为了调整和改善软土地质的特性,在软土地基施工中,可以在土层中加入一些韧性材料或者沙砾石块垫层,垫层所起到的作用有:(1)进一步提升了地基的承载力,由于各种垫层的抗剪强度比软弱土层高,因此需要提高土承载力,以免破坏软土地基。(2)在某种程度上减少了沉降量,如条形基础在基础宽度及深度范围中的沉降量,大约占总沉降量的一半,运用分布严密的垫层取代上部软弱土层,可以大大减少这一部分的沉降量。垫层针对应力具有一定的扩散作用,进而致使下卧层软土的压力变小,这样一来回减少下卧土层的沉降量。(3)提高软土层排水固结速度,由于垫层材料的透水性很好,当软弱土层受到压制后,垫层能够充当良好的排水面,可以让基础下面的孔隙水压力消散,增强垫层下面弱土层固结的强度,以免出现地基下软土塑性破坏的不良情况,从而使整个道路桥梁工程具有良好的稳定性。上部的地基的软土层较薄,并且含水量较高时,可在软土地基之上铺设一层一米厚度的砂垫层,不仅使软土良好固结,砂垫层还可以用作排水层,合理的调整土层水分。如果软土的表层土壤是粘性非常强的,就可以在软土的表层土壤里加入一些混合添加剂,土层粘接力得到提高,并且有效改善了土层的压缩性,整体的地基性能提高上去,使软土结构更加密实。如果软土地基不均匀,容易造成侧向变位,并且会出现不均匀的局部沉降现象,就必须对材料进行一定的增添和敷垫,利用抗拉力和抗剪力使地基能够均匀支持填土的负荷,尽可能的控制侧向变位和局部沉降现象,施工工程中的机械设备可以安全持续进行施工。
2、爆破和抛石排淤法。爆破和抛石排淤属于新型的加固处理方式,爆破加固技术方式是炸药爆炸之后,利用其张力的作用令泥沼软土地基改善结构,排除松散的土壤和淤泥土质,用强度比较高的材料进行填充,这种软土地基的处理加固方式的操作有很严格的要求,操作者需要有一定的技术水平,并且耗用的成本费用较高,还有一定危险性,如果操作不当就会引起施工环境的严重污染。抛石加固技术方式是将大片石料抛出,利用产生的挤压力进行排淤,比爆破加固技术方式的操作更加方便,成本相对来说低廉,所以這种方式在道路桥梁施工的软土积水洼地地基中被广泛适用。
3、竖向排水法。在本工程中软土层地基厚度大、均匀粘土地质使用竖向排水处理技术,在强粘性的底基层中设置垂直竖向排水柱,短距离排水强化地基固结排水,全面增强综合抗剪性能。通过纸板材料或矿井排水,振动沉桩、袋装打入、水射、螺旋钻入方式等开展良好设置,这种施工方式,是将处理目标放在填土坡面下,全面强化地基从而更加的稳定。比如,在砂井施工的过程中,根据基底沉降程度和稳定性实施计算并合理实施施工方案,挖掘砂井排水的直径和具体的施工面积要确定,施工前要对软土层表面铺设砂层,挖掘排水沟,全面降低地下水位,通过振动、打入、水射、螺旋钻入的施工方式处理桩柱,埋桩的深度不能高于二十米的限度。
4、换填法。在工程中暗沟区域、杂填土区域和低洼水源地区域等软土地基很浅的地区,采用换填法加固地基,利用挖掘方式,把地面下面的软土土层挖掘掉,然后在挖掘空出来的区域填埋土质性能稳定、压缩性很低、高强度和承载能力很好的碎石材料等。在换填土层的时候把每个层面都进行压实操作,目的是保证换填之后的土层可以保持很好的含水量和压实度,使其满足工程建设规定的各项指标数据。 5、密实加固法
(1)排水挤密加固法。排水挤密法主要适用于含水最较高的沼泽、江河湖海等周边的软土地基,通过特殊方式进行排水吸水,比如用机械将塑料排水板插入软土层中,经过预压负荷,使水分沿塑料板上渗到砂垫层中,以此来加固软土地基的承载能力。排水挤密加固法加固处理效果好,施工简单,在当前工程建设中的应用越来越广。
(2)深层密实加固法。深层密实加固法采用特殊方式对软土地基进行加密和固结,如爆破、挤压等,深层加固与浅层加固方式相同,所不同的是使用的机械设备不同,而且这种方式可以在更广的范围内进行使用。深层密实加固方法适用于粘土、杂填土、索填土等多种软土地基。
(3)动力固结法或强夯法。动力软土地基加固法又称强夯法。一般采用8t—30t的重锤。在8m—20m的高空对地基进行强夯打压加密,实现加固地基、提高地基强度、减少压缩性能、改善砂土抗液化条件,进而达到提高地基承载力的最终目的。动力同结法适用于饱和性粘土地基,延伸了传统的动力同结置换方式,利用外部夯打力,将强度较高的材料打入地基,在施工地基中形成碎石墩,与原有地基形成新的承载力强调的复合地基,在很大程度上提高了地基的承载能力。
(4)高压喷射注浆法。高压喷射注浆法是利用高压喷射机械,将水泥、粉煤灰等强度和固结性较好的材料向软弱地慕深层,进行注浆,以此来提高整个地基的强度。目前,高压旋喷桩处理深度较大,当前处理的最大深度为30m。高压喷射注浆法适用于淤泥、粘土、粉土等含水量较多的软弱地基中。
6、强夯法。强夯法是处理软土基地最为常见的一种方法,强夯法具有成本低、易施工、技术要求不高等等一系列优点,又被叫做动力固结法。这种方法适用土地也较为广泛,这当中主要包括:黄土、沙土、素填土、粘土等等地基。如果这其中的软土具有较高的饱和度,那么就不适合用此种方法,如果软土当中有沙土层,那么也能够使用强夯法,所以强夯法的使用必须要充分考虑到地质结构。
随着我们桥梁道路事业的发展,我们更加需要加强对软土地基处理方法的重视,一旦软土地基处理不当,往往就会导致道路不均匀沉降,甚至会破坏路基。随着社会的进步,科技的發展,很多新材料、新技术都被应用到了桥梁路建上面,如果想要有效的处理好软土地基,就必须根据实际情况找到最优方法,这样才能够达到预期的效果。
参考文献:
[1]唐佳.道路施工中软土地基的处理研究[J].科技信息,2011.
[2]姚万里.如何处理道路桥梁施工中的软弱地基[J].科技传播,2011.
[3]王翠翠,董壮.探析道路桥梁中的软土地基处理技术[J].门窗,2013.
【关键词】 道路桥梁;软土地基;施工技术
软土地基是一种不良地基,其特点为强度差、压缩性高、透水性差。在道路桥梁工程中,软土地基路段往往容易出现地基强度不能满足使用要求的状况,因此,在软土地基上进行道路桥梁工程施工必须要对软土地基进行地基处理,且不同的软土地基采用的施工处理方法也不一样。
一、道路桥梁工程中软土地基的处理原则
在道路桥梁工程建设中,软土地基处理是保证道路桥梁工程质量的重要环节。在进行软土地基处理是,要遵循预防为主,治理为辅的处理控制原则,将道路病害扼杀在摇篮里。软土地基的处理原则如下:第一,预防性控制。软土地基预防性控制主要是要保护路基路面的完整性,将路面路基质量的下滑速度减小,预防路面产生病虫害。做好软土地基的预防控制工作,不但可以延缓道路桥梁在车辆负荷下损坏的时间,还能减小路面路基的损坏程度。第二,修复性控制。由于软土地基的特点,桥梁道路较容易出现软土地基损坏,对于出现损坏的路段,一定要及时进行修复处理,否则不但会增加修补费用,延长修补时间,缩短道路桥梁寿命,还会可能造成交通事故,后果不堪想象。
二、施工前准备工作
1、准备工作,首先要对相应的地域进行详细的地质勘探,并且要道路、桥梁工程地质、地基以及水文方面的资料进行收集整理,对其建筑设计提供一定的参考。
2、方案的选择:根据对施工地质的勘探以及调查报告研究之后,对几种参考方案进行初选,在对施工方案进选择的时候务必要从而工程的整体考虑,考虑到工程的施工以及后续工作。
3、选定方案:将集中初步方案进行对比,充分考虑到工程的各个方面,比如:施工环境、工期、机械设备等等,并且要清楚每个施工方案的优势和劣势,必要时可以将几种方案进行综合处理。
三、软土地基处理技术
1、表层处理法。在道路桥梁软土地基施工的过程中,最常见的方式就是强化一些地面表层极软弱的部分,然后再进行施工,通过地质排水强化处理软土的表层,加强材料的设置,提高地表的强度,大大提升组织结构能力,达到加固处理、预防塌陷的目的,对于软土表层质量比较好的,并且含水量较高的软土地基,在道路桥梁施工填土之前,进行排水沟挖掘土地表层,让水分引导留出地基。这种方式可以有效的降低土地表层的含水量,提高土壤的干燥程度,有利于道路桥梁工程施工的顺利进行。开挖沟槽进行排水之后,可以将沙砾石块填埋进去,使地基底座更加强筋,提升透水透气性,软土地的构成材料得到改善,地基架构更坚固,为道路桥梁软土地基施工奠定了坚实的基础,为了调整和改善软土地质的特性,在软土地基施工中,可以在土层中加入一些韧性材料或者沙砾石块垫层,垫层所起到的作用有:(1)进一步提升了地基的承载力,由于各种垫层的抗剪强度比软弱土层高,因此需要提高土承载力,以免破坏软土地基。(2)在某种程度上减少了沉降量,如条形基础在基础宽度及深度范围中的沉降量,大约占总沉降量的一半,运用分布严密的垫层取代上部软弱土层,可以大大减少这一部分的沉降量。垫层针对应力具有一定的扩散作用,进而致使下卧层软土的压力变小,这样一来回减少下卧土层的沉降量。(3)提高软土层排水固结速度,由于垫层材料的透水性很好,当软弱土层受到压制后,垫层能够充当良好的排水面,可以让基础下面的孔隙水压力消散,增强垫层下面弱土层固结的强度,以免出现地基下软土塑性破坏的不良情况,从而使整个道路桥梁工程具有良好的稳定性。上部的地基的软土层较薄,并且含水量较高时,可在软土地基之上铺设一层一米厚度的砂垫层,不仅使软土良好固结,砂垫层还可以用作排水层,合理的调整土层水分。如果软土的表层土壤是粘性非常强的,就可以在软土的表层土壤里加入一些混合添加剂,土层粘接力得到提高,并且有效改善了土层的压缩性,整体的地基性能提高上去,使软土结构更加密实。如果软土地基不均匀,容易造成侧向变位,并且会出现不均匀的局部沉降现象,就必须对材料进行一定的增添和敷垫,利用抗拉力和抗剪力使地基能够均匀支持填土的负荷,尽可能的控制侧向变位和局部沉降现象,施工工程中的机械设备可以安全持续进行施工。
2、爆破和抛石排淤法。爆破和抛石排淤属于新型的加固处理方式,爆破加固技术方式是炸药爆炸之后,利用其张力的作用令泥沼软土地基改善结构,排除松散的土壤和淤泥土质,用强度比较高的材料进行填充,这种软土地基的处理加固方式的操作有很严格的要求,操作者需要有一定的技术水平,并且耗用的成本费用较高,还有一定危险性,如果操作不当就会引起施工环境的严重污染。抛石加固技术方式是将大片石料抛出,利用产生的挤压力进行排淤,比爆破加固技术方式的操作更加方便,成本相对来说低廉,所以這种方式在道路桥梁施工的软土积水洼地地基中被广泛适用。
3、竖向排水法。在本工程中软土层地基厚度大、均匀粘土地质使用竖向排水处理技术,在强粘性的底基层中设置垂直竖向排水柱,短距离排水强化地基固结排水,全面增强综合抗剪性能。通过纸板材料或矿井排水,振动沉桩、袋装打入、水射、螺旋钻入方式等开展良好设置,这种施工方式,是将处理目标放在填土坡面下,全面强化地基从而更加的稳定。比如,在砂井施工的过程中,根据基底沉降程度和稳定性实施计算并合理实施施工方案,挖掘砂井排水的直径和具体的施工面积要确定,施工前要对软土层表面铺设砂层,挖掘排水沟,全面降低地下水位,通过振动、打入、水射、螺旋钻入的施工方式处理桩柱,埋桩的深度不能高于二十米的限度。
4、换填法。在工程中暗沟区域、杂填土区域和低洼水源地区域等软土地基很浅的地区,采用换填法加固地基,利用挖掘方式,把地面下面的软土土层挖掘掉,然后在挖掘空出来的区域填埋土质性能稳定、压缩性很低、高强度和承载能力很好的碎石材料等。在换填土层的时候把每个层面都进行压实操作,目的是保证换填之后的土层可以保持很好的含水量和压实度,使其满足工程建设规定的各项指标数据。 5、密实加固法
(1)排水挤密加固法。排水挤密法主要适用于含水最较高的沼泽、江河湖海等周边的软土地基,通过特殊方式进行排水吸水,比如用机械将塑料排水板插入软土层中,经过预压负荷,使水分沿塑料板上渗到砂垫层中,以此来加固软土地基的承载能力。排水挤密加固法加固处理效果好,施工简单,在当前工程建设中的应用越来越广。
(2)深层密实加固法。深层密实加固法采用特殊方式对软土地基进行加密和固结,如爆破、挤压等,深层加固与浅层加固方式相同,所不同的是使用的机械设备不同,而且这种方式可以在更广的范围内进行使用。深层密实加固方法适用于粘土、杂填土、索填土等多种软土地基。
(3)动力固结法或强夯法。动力软土地基加固法又称强夯法。一般采用8t—30t的重锤。在8m—20m的高空对地基进行强夯打压加密,实现加固地基、提高地基强度、减少压缩性能、改善砂土抗液化条件,进而达到提高地基承载力的最终目的。动力同结法适用于饱和性粘土地基,延伸了传统的动力同结置换方式,利用外部夯打力,将强度较高的材料打入地基,在施工地基中形成碎石墩,与原有地基形成新的承载力强调的复合地基,在很大程度上提高了地基的承载能力。
(4)高压喷射注浆法。高压喷射注浆法是利用高压喷射机械,将水泥、粉煤灰等强度和固结性较好的材料向软弱地慕深层,进行注浆,以此来提高整个地基的强度。目前,高压旋喷桩处理深度较大,当前处理的最大深度为30m。高压喷射注浆法适用于淤泥、粘土、粉土等含水量较多的软弱地基中。
6、强夯法。强夯法是处理软土基地最为常见的一种方法,强夯法具有成本低、易施工、技术要求不高等等一系列优点,又被叫做动力固结法。这种方法适用土地也较为广泛,这当中主要包括:黄土、沙土、素填土、粘土等等地基。如果这其中的软土具有较高的饱和度,那么就不适合用此种方法,如果软土当中有沙土层,那么也能够使用强夯法,所以强夯法的使用必须要充分考虑到地质结构。
随着我们桥梁道路事业的发展,我们更加需要加强对软土地基处理方法的重视,一旦软土地基处理不当,往往就会导致道路不均匀沉降,甚至会破坏路基。随着社会的进步,科技的發展,很多新材料、新技术都被应用到了桥梁路建上面,如果想要有效的处理好软土地基,就必须根据实际情况找到最优方法,这样才能够达到预期的效果。
参考文献:
[1]唐佳.道路施工中软土地基的处理研究[J].科技信息,2011.
[2]姚万里.如何处理道路桥梁施工中的软弱地基[J].科技传播,2011.
[3]王翠翠,董壮.探析道路桥梁中的软土地基处理技术[J].门窗,2013.