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摘要:道路桥梁作为我国重要的交通运输组成部分,加强对其质量的控制是很重要的。本文通过对我国道路桥梁施工中的软弱地基进行分析,提出一些措施,期望能更好的促进我国交通运输业的发展。
关键词:道路桥梁;施工技术;软弱地基
中图分类号:TU997文献标识码: A
引言
道路施工中受环境的影响较大,主要影响因素包括:天气、水文、地质等,其中地质因素对道路桥梁隧道施工的影响最大,直接关系到道路桥梁隧道的施工和使用安全。我国地质构造十分复杂,不可预计的突发情况较多,其中的软土地基问题一直是困扰和影响我国道路桥梁隧道施工建设的首要难题。软土地基由松软土质构成,由于地下水流的冲击作用,该种土质的自身黏性低、稳定性较差。随着我国经济的不断发展,对道路建设的质量要求也越来越高,加之土地资源日益紧张且我国的土质主要以低黏性土质为主,使得软土地基成为道路桥梁隧道施工建设中亟待解决的重要问题之一。
一、软土地基简述
淤泥质土和淤泥统称为软土,其特点主要是天然含水性相对较大、压缩性较高、承载能力相对较差等。软土在我国主要分布于内陆河川湖泊以及沿海平原区域。软土地基具有较大的天然孔隙比,容易受外界因素影响而变大,因而与当前市政道路建设相关要求不相适应。对于软土地基来说,加固是主要处理方式,然而也需要根据具体的工程条件进行具体分析。一旦处理失当,会导致道路发生断裂、沉降等问题,且软土地基滑动也会造成路面扭曲、路基失稳等现象;而填土荷载也同样会对软土地基产生不良影响,致其不均匀沉降、结构破坏、路面不平等问题,桥梁连接处也会由此产生差异沉降,对行车安全造成影响。
二、道路桥梁施工中软地基处理的目的
道路桥梁施工中软地基处理的目的就是改善地基的渗透性质或者变性性质,从而提高地基的承载力,减少不均匀沉降和基础的沉降,降低软弱地基的压缩性,保证地基的稳定。对于软弱地基的处理通常采取人工的方法进行处理,主要从以下几个方面对软弱地基的性质进行改善:(1)减少或者消除膨胀土的涨缩性和黄土的湿陷性。(2)地基的振动特性得到改善,使抗震性能得到提高。(3)要对地基的透水特性得到改善。(4)要使地基的抗变形特性得到提高。(5)通过提高土体强度来改善剪切特性。
三、孔内深层强夯法
孔内深层强夯法是指通过施工机具在地基上打孔,在孔内放入重锤。通过分层填料,分层强夯,或者是边填料边强夯,确保其密实性。孔内深层强夯法同其他地基处理技术的区别之处在于:孔内深层强夯法对地基深处的处理是通过孔道进入,自下而上,由深到浅,利用重锤对孔道内的填料进行挤压、夯实。其中,在地基处理过程中,要根据地基土质的实际情况选用不同的施工工艺,以便使桩体获得托盘状、扩大头以及串珠状等理想形状,利于增大桩体之间的摩阻力。进而使桩体间的土紧密度及咬合程度增加,地基承载力提高。孔内深层强夯法处理软弱地基,通常地基的刚度较高,且分布均匀,避免因刚度不均导致地基发生不均匀沉降。孔内深层强夯法一般在地基处理过程中其处理深度可达到30m以上,且受地下水影响较小,沉降变形较小,变形模量高。
四、软土地基挤密压实法
石灰填塞压实法国外公路桥梁隧道施工中使用较广的是石灰填塞压实法,相关技术于20世纪90年代在我国广泛使用并取得了较好的实际施工效果,其主要原理是利用石灰等材料的强吸水性能,石灰吸水后发生膨胀反应,加上路面的挤压处理能有效地增加软土层地基的实际强度,以提升公路地基的承重能力。上述方法主要适用于软土层含水量较高的公路桥梁隧道施工环境,其软土层一般由黄土、素填土以及杂填土构成,使用石灰填塞方法可有效地减少软土层水分和缩短实际工期。
强夯土软土地基处理法主要施工步骤为将软土地基进行反复压实和捶打,使用压路机和夯实机械对软土地基进行压实处理,此方法能有效地减少软地基内部材料缝隙以及提升路面材料的整体坚实度。该技术于20世纪90年代被引入我国.在天津、山西、湖北等地区的实际公路桥梁隧道施工中取得了较好的效果,此方法的优势在于实际施工成本较低,但不适用于黏性和含水量较大的软土层施工中,实际的夯实效果与实际施工的软土层内部土质性质有较大关系。另外,在夯实过程中要考虑到软土层的水分渗透能力,需要预先设计相应的排水装置。
五、水泥粉煤灰碎石桩法
这种方法是指将由水泥、粉煤灰和碎石加水进行混合搅拌,并采用打桩机制成的柱状体。这种柱状体具有很高的粘度和强度,能够通过褥垫层的联结使桩与桩之间密切的联系在一起,形成复合式的地基。当前很多施工单位在进行道路桥梁施工中,普遍都采用这种方法来处理软弱地基,在大量的实践应用中也证明了这种方法的实效性。但是在制作水泥粉煤灰碎石桩的过程中,应该注意将水泥粉煤灰碎石的强度等级设置在C10~C20强度等级。不论是高出还是低于这一等级,都无法达到最佳的效果。也就是说,这种方法的技术要求是相当高的,这也是水泥粉煤灰碎石桩法能够在处理软弱地基方面能够得到广泛的应用的主要原因。
1、钻机成孔
电动机带动钻杆转动,使钻头螺旋叶旋转削土。施工中,根据图纸情况,通过钻具钻速、转压和给进量参数的调节来控制钻进成孔的速度,防止孔斜等现象的发生。钻孔开始时,关闭钻头阀门,向下移动钻杆至钻头接触地面时,启动马达钻进,一般应先慢后快,这样既能减少钻杆摇晃,又容易检查钻孔偏差,以便及时纠正。在成孔过程中,如发现钻杆摇晃或难钻时,应放慢进尺速度,否则较易导致桩孔偏斜、位移,甚至使钻杆、钻具损坏,钻至设计深度后,清理孔底虚土,钻进的深度取决于设计桩长。当钻头到达设计桩长预定标高时,在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处做醒目的标志,作为施工时控制桩长的依据。正式施工时,当动力头底面到达标志即满足设计要求,施工时还需考虑施工工作面的标高差异,作相应增减。
2、灌注混凝土桩
钻至设计标高后,采用高压混凝土输送泵将混凝土通过中空钻杆、泵管送入桩孔。开始泵送混合料,当钻杆芯管充满混合料后开始拔管,严禁先提管后泵料,成桩的提拔速度宜控制成桩过程宜连续灌注,需根据勘察报告和已掌握的施工场地的土质情况,避开饱和沙土、粉土层,不得在这些土层内停机。
六、排水固结法和堆载预压法
排水固结法是指对软弱地基饱和的土体通过外荷载力的作用使其排水固结,缩小土体结构中泥土颗粒间的距离,增强土体的抗剪强度,避免因地基因土地结构孔隙较大而发生沉降,提高了地基的承载力。堆载预压法和排水固结法有着异曲同工之效,其目的也是减少地基土体的含水量,减少土壤颗粒之间的孔隙,增大地基土体的密实度。处理过程中一般是采取路基材料堆填在软弱地基表面,地基土在重力作用下,土体中的水分被挤压排除。图1为排水砂垫层示意图。
结束语
综上所述,在道路桥梁施工过程中,软弱地基的处理直接影响施工质量、整体效果以及进度,这就需要我們加强对软土地基的重视,避免因此造成的项目损失。因此,本文通过对道路桥梁施工中的软土地基水泥粉喷桩、夯实、排水、加材料等方面来分析,改善软弱地基,更好的满足道路桥梁施工的要求。目前我国的道路桥梁施工过程中,软弱地基的处理方法是很多的,必须根据现场实际情况在施工过程中选择最适合的处理方式,以最简便、直接、经济的方法道路桥梁施工过程中遇到的软弱地基进行处理。
参考文献:
[1]唐鹏.道路桥梁施工中对于软弱地基的处理措施[J].城市建筑,2014,02.
[2]许晓斌.关于软弱地基处理在公路桥梁施工中的探讨[J].城市建筑,2014,06.
[3]王跃文.道路桥梁施工中的软弱地基处理探讨[J].河南科技,2013,09.
[4]王曦.道路桥梁施工中的软弱地基处理探讨[J].科技资讯,2013,25.
[5]丁泓力.分析道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施[J].才智,2013,28.
关键词:道路桥梁;施工技术;软弱地基
中图分类号:TU997文献标识码: A
引言
道路施工中受环境的影响较大,主要影响因素包括:天气、水文、地质等,其中地质因素对道路桥梁隧道施工的影响最大,直接关系到道路桥梁隧道的施工和使用安全。我国地质构造十分复杂,不可预计的突发情况较多,其中的软土地基问题一直是困扰和影响我国道路桥梁隧道施工建设的首要难题。软土地基由松软土质构成,由于地下水流的冲击作用,该种土质的自身黏性低、稳定性较差。随着我国经济的不断发展,对道路建设的质量要求也越来越高,加之土地资源日益紧张且我国的土质主要以低黏性土质为主,使得软土地基成为道路桥梁隧道施工建设中亟待解决的重要问题之一。
一、软土地基简述
淤泥质土和淤泥统称为软土,其特点主要是天然含水性相对较大、压缩性较高、承载能力相对较差等。软土在我国主要分布于内陆河川湖泊以及沿海平原区域。软土地基具有较大的天然孔隙比,容易受外界因素影响而变大,因而与当前市政道路建设相关要求不相适应。对于软土地基来说,加固是主要处理方式,然而也需要根据具体的工程条件进行具体分析。一旦处理失当,会导致道路发生断裂、沉降等问题,且软土地基滑动也会造成路面扭曲、路基失稳等现象;而填土荷载也同样会对软土地基产生不良影响,致其不均匀沉降、结构破坏、路面不平等问题,桥梁连接处也会由此产生差异沉降,对行车安全造成影响。
二、道路桥梁施工中软地基处理的目的
道路桥梁施工中软地基处理的目的就是改善地基的渗透性质或者变性性质,从而提高地基的承载力,减少不均匀沉降和基础的沉降,降低软弱地基的压缩性,保证地基的稳定。对于软弱地基的处理通常采取人工的方法进行处理,主要从以下几个方面对软弱地基的性质进行改善:(1)减少或者消除膨胀土的涨缩性和黄土的湿陷性。(2)地基的振动特性得到改善,使抗震性能得到提高。(3)要对地基的透水特性得到改善。(4)要使地基的抗变形特性得到提高。(5)通过提高土体强度来改善剪切特性。
三、孔内深层强夯法
孔内深层强夯法是指通过施工机具在地基上打孔,在孔内放入重锤。通过分层填料,分层强夯,或者是边填料边强夯,确保其密实性。孔内深层强夯法同其他地基处理技术的区别之处在于:孔内深层强夯法对地基深处的处理是通过孔道进入,自下而上,由深到浅,利用重锤对孔道内的填料进行挤压、夯实。其中,在地基处理过程中,要根据地基土质的实际情况选用不同的施工工艺,以便使桩体获得托盘状、扩大头以及串珠状等理想形状,利于增大桩体之间的摩阻力。进而使桩体间的土紧密度及咬合程度增加,地基承载力提高。孔内深层强夯法处理软弱地基,通常地基的刚度较高,且分布均匀,避免因刚度不均导致地基发生不均匀沉降。孔内深层强夯法一般在地基处理过程中其处理深度可达到30m以上,且受地下水影响较小,沉降变形较小,变形模量高。
四、软土地基挤密压实法
石灰填塞压实法国外公路桥梁隧道施工中使用较广的是石灰填塞压实法,相关技术于20世纪90年代在我国广泛使用并取得了较好的实际施工效果,其主要原理是利用石灰等材料的强吸水性能,石灰吸水后发生膨胀反应,加上路面的挤压处理能有效地增加软土层地基的实际强度,以提升公路地基的承重能力。上述方法主要适用于软土层含水量较高的公路桥梁隧道施工环境,其软土层一般由黄土、素填土以及杂填土构成,使用石灰填塞方法可有效地减少软土层水分和缩短实际工期。
强夯土软土地基处理法主要施工步骤为将软土地基进行反复压实和捶打,使用压路机和夯实机械对软土地基进行压实处理,此方法能有效地减少软地基内部材料缝隙以及提升路面材料的整体坚实度。该技术于20世纪90年代被引入我国.在天津、山西、湖北等地区的实际公路桥梁隧道施工中取得了较好的效果,此方法的优势在于实际施工成本较低,但不适用于黏性和含水量较大的软土层施工中,实际的夯实效果与实际施工的软土层内部土质性质有较大关系。另外,在夯实过程中要考虑到软土层的水分渗透能力,需要预先设计相应的排水装置。
五、水泥粉煤灰碎石桩法
这种方法是指将由水泥、粉煤灰和碎石加水进行混合搅拌,并采用打桩机制成的柱状体。这种柱状体具有很高的粘度和强度,能够通过褥垫层的联结使桩与桩之间密切的联系在一起,形成复合式的地基。当前很多施工单位在进行道路桥梁施工中,普遍都采用这种方法来处理软弱地基,在大量的实践应用中也证明了这种方法的实效性。但是在制作水泥粉煤灰碎石桩的过程中,应该注意将水泥粉煤灰碎石的强度等级设置在C10~C20强度等级。不论是高出还是低于这一等级,都无法达到最佳的效果。也就是说,这种方法的技术要求是相当高的,这也是水泥粉煤灰碎石桩法能够在处理软弱地基方面能够得到广泛的应用的主要原因。
1、钻机成孔
电动机带动钻杆转动,使钻头螺旋叶旋转削土。施工中,根据图纸情况,通过钻具钻速、转压和给进量参数的调节来控制钻进成孔的速度,防止孔斜等现象的发生。钻孔开始时,关闭钻头阀门,向下移动钻杆至钻头接触地面时,启动马达钻进,一般应先慢后快,这样既能减少钻杆摇晃,又容易检查钻孔偏差,以便及时纠正。在成孔过程中,如发现钻杆摇晃或难钻时,应放慢进尺速度,否则较易导致桩孔偏斜、位移,甚至使钻杆、钻具损坏,钻至设计深度后,清理孔底虚土,钻进的深度取决于设计桩长。当钻头到达设计桩长预定标高时,在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处做醒目的标志,作为施工时控制桩长的依据。正式施工时,当动力头底面到达标志即满足设计要求,施工时还需考虑施工工作面的标高差异,作相应增减。
2、灌注混凝土桩
钻至设计标高后,采用高压混凝土输送泵将混凝土通过中空钻杆、泵管送入桩孔。开始泵送混合料,当钻杆芯管充满混合料后开始拔管,严禁先提管后泵料,成桩的提拔速度宜控制成桩过程宜连续灌注,需根据勘察报告和已掌握的施工场地的土质情况,避开饱和沙土、粉土层,不得在这些土层内停机。
六、排水固结法和堆载预压法
排水固结法是指对软弱地基饱和的土体通过外荷载力的作用使其排水固结,缩小土体结构中泥土颗粒间的距离,增强土体的抗剪强度,避免因地基因土地结构孔隙较大而发生沉降,提高了地基的承载力。堆载预压法和排水固结法有着异曲同工之效,其目的也是减少地基土体的含水量,减少土壤颗粒之间的孔隙,增大地基土体的密实度。处理过程中一般是采取路基材料堆填在软弱地基表面,地基土在重力作用下,土体中的水分被挤压排除。图1为排水砂垫层示意图。
结束语
综上所述,在道路桥梁施工过程中,软弱地基的处理直接影响施工质量、整体效果以及进度,这就需要我們加强对软土地基的重视,避免因此造成的项目损失。因此,本文通过对道路桥梁施工中的软土地基水泥粉喷桩、夯实、排水、加材料等方面来分析,改善软弱地基,更好的满足道路桥梁施工的要求。目前我国的道路桥梁施工过程中,软弱地基的处理方法是很多的,必须根据现场实际情况在施工过程中选择最适合的处理方式,以最简便、直接、经济的方法道路桥梁施工过程中遇到的软弱地基进行处理。
参考文献:
[1]唐鹏.道路桥梁施工中对于软弱地基的处理措施[J].城市建筑,2014,02.
[2]许晓斌.关于软弱地基处理在公路桥梁施工中的探讨[J].城市建筑,2014,06.
[3]王跃文.道路桥梁施工中的软弱地基处理探讨[J].河南科技,2013,09.
[4]王曦.道路桥梁施工中的软弱地基处理探讨[J].科技资讯,2013,25.
[5]丁泓力.分析道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施[J].才智,2013,28.