公路桥梁施工中软土路基施工技术

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  摘要:交通事业作为我国的基础事业,其发展水平对于我国的经济社会发展的重要性是毋庸置疑的,当前我国很多地区的道路交通系统都在不断完善,公路桥梁的数量越来越多,这给地区的经济发展和人们的生活都带来了很多的便利。公路桥梁作为我国道路交通网络中的基础部分,其施工质量极为重要,尤其是路基的施工质量,很大程度上决定了工程的施工质量和安全,但是在实际施工中可以发现,很多地区的土质都存在问题,软土地基也时常出现,这时就必须要对其进行处理,否则会影响工程的施工质量。因此本文就对公路桥梁施工中的软土地基问题进行分析,并探究软土地的有效施工和处理技术。
  关键词:公路桥梁施工;软土路基;施工技术
  一、前言
  公路桥梁是我国道路交通系统的基础构成部分,公路桥梁与人们的正常出行息息相关,如果其出现质量问题,那么就会给人们的生命财产安全带来极大的威胁,还会引发社会问题,所以,我国一直以来都十分重视公路桥梁的施工。公路桥梁工程作为公项目的一种,其施工质量很大程度上是由路基影响的,如果路基的质量不合格,那么在路基上进行的一切施工都没有意义。软土路基就是公路桥梁施工中面临的一个重要难题,软土路基由于其本身的特性,在其上建设的公路桥梁必然会出现质量问题,也会面临各种安全隐患。所以在现代公路桥梁的施工中,施工方需要加强对软土路基的重视,加强软土路基处理。
  二、公路桥梁软土路基的特点
  (一)变形与沉降
  软土路基与正常的路基相比,其最大的特点就在于容易在外力的作用下发生变形和沉降,在公路桥梁的使用过程中,如果路基受到了一定的荷载,那么其发生沉降和变形和概率就会大大增加,而在其沉降处,公路和桥梁的表面大多会发生断裂,这会引发比较严重的安全事故。所以在现代公路桥梁的施工中,需要加强对软土路基施工和处理的重视。
  (二)土壤的强度和抗剪切强度差
  软土路基的土壤大多为软土,软土指的是土壤中含水量较高、流动性较强、强度较低的土壤,这是软土的基本性质。软土结构暴露在空气中时,原土的絮状结构会受到破坏,使得原土的土质也受到破坏,强度降低,使其呈现出流动性,可见软土对于其他土壤的危害,但是随着暴露在外界的时间的延长,其强度又会慢慢恢复。软土的流动性在很大程度上是因为土壤中的含水量比较高,所以,也具有压缩性强和渗透性差的特点,对软土施加压力之后,明显会有水分析出,而渗透性差又使得其难以与其他的土质相融合。这些软体的性质就明确了,在对软土路基进行处时,可以采用强夯的方式排水,不能直接通过添加土壤的方式改善土质。软土的抗剪切能力也比较低,这不利于水分的析出,所以需要想办法增加其抗剪强度[1]。
  三、公路桥梁软土路基的施工特点
  (一)渗透性不足
  上文已经提到,软土具有渗透性低的特点,很难与其他的土质融合,同时也不利于水的渗透,所以在公路桥梁的软土路基施工中,这一特性会给施工工作和工程的质量造成影响。因为软土中的成分比较复杂,大多是淤泥和淤泥质土,且有机物的含量也比较高,所以很容易发生形变,其表面的物质也难以有效渗透,这样在下雨天,公路和桥梁表面积蓄的雨水等就会难以及时排出,这对于公路桥梁质量会产生不利影响[2]。
  (二)抗压性和稳定性低
  软土路基由于软土的特殊性,其本身的抗压力和抗剪切力都比较低,很容易在外界压力的作用下发生形变,所以软土路基的施工稳定性也比较低,很容易在施工和使用的过程中出现路面下沉。在对软土路基进行施工时就必然会面临该问题,而且在实际施工中,由于施工方难以对软土路基的性质进行精准的把握,其沉降程度也不同,这时整个公路和桥梁都会受到影响,使用寿命缩短。路基施工中存在着碾压环节,这一环节就是对公路和桥梁进行碾压,增加其密度,但是软土路基的强度低,抗压性低,所以在该环节难以有效开展,即使完成了也难以保证碾压的质量[3]。
  (三)容易受外界环境因素影响
  软土路基的形成是多方因素共同作用的结果,比如当地的土质、水文和气候条件等,而这些也很容易影响软土路基的施工。在路基施工中,施工方需要根据当地的自然条件进行施工,首当其冲的就是土质和水文条件,很多的施工方会在施工时受到当地自然因素的影响,比如降雨天气、地下水分布等,使得施工质量也受到影响,而且这些因素还可能会给混凝土等施工材料的质量造成影响。
  (四)会受到机械设备水平的限制
  公路桥梁软土路基的施工是一项比较复杂的工作,需要针对路基的实际情况,结合施工要求,采取最为适当的施工技术,对施工设备的也有很高的要求,一旦某一设备出现了问题,就会给最终的施工质量造成影响。
  四、公路桥梁软土路基施工的原则
  (一)因地制宜
  软土路基问题本质上是施工场地的施工条件问题,是与施工场地的地质和水文要素息息相关的,所以想要对其进行处理,首要的就是遵循因地制宜的原则,要根据当地的自然条件,选择最合适的施工方法和技术,施工技术必须要具有针对性。这要求施工单位在施工之前,加强对施工场地的勘查,了解施工场地的软土分布情况,对软土路基的性质有大致的了解,通过实验选择施工技术,保证施工技术的有效性,对软土路基进行真正有效的处理。
  (二)环境保护
  自从进入21世紀以后,伴随着我国经济社会的飞速发展,污染问题和能源问题开始逐渐显现出来,所以我国提出了可持续发展战略,这给很多行业的发展都产生了影响,公路桥梁施工也不例外,这要求施工方必须要对施工工作进行改进,贯彻落实可持续发展的战略要求,减少工程施工对生态和环境造成的影响。因此在开展公路桥梁软土路基施工时,施工方需要遵循环境保护的原则,也就是在施工中尽量减少对周围环境造成的污染和破坏,加强能源资源节约,实现环保节能施工[4]。
  (三)安全施工   公路桥梁工程是我国的重要基础工程项目,而只要是工程项目,在施工时都要遵循安全施工的原则,防止出现安全事故。由于软土路基本身的强度就比较低,承载力不足,容易发生形变,这增加了施工的难度,也增加了施工风险,施工过程中很容易发生各种安全事故,危及到施工人员的生命财产安全,比如滑坡和坍塌等。因此在软土路基施工中,施工方需要加强对施工过程的安全管理,施工现场必须要准备充足的防护用具,每个施工环节也要有相应的防护措施对施工人员进行保护。施工方还需要在施工前做好施工安全培训,提高施工人员和管理人员的安全意识[5]。图1为某公路施工中出现的基坑坍塌事故,该事故的出现就是因为其基坑防护措施不到位。
  五、公路桥梁施工中软土路基施工存在的问题
  (一)施工技术选择不合理
  软土路基是我国公路桥梁施工中比较常见的问题,所以我国一直以来都在研究软土路基的处理方法,当前比较常用的方法已经比较多,但是不同的方法在使用时的效果不同,使用要求也不同,所以需要谨慎选择。但是我国的大部分施工单位却并没有合理选择施工方法,往往都是随便使用,没有考虑到施工场地的实际条件,这会增加施工的难度,在施工时还可能会面临更多的问题,导致施工成本增加。
  (二)施工技术和设备落后
  我国的对软土路基施工的重视程度还不高,虽然已经出现了很多的施工技术,但是其整体水平还比较低,而且实际施工中也会出现各种意外情况,这给我国的软土路基处理技术提出了更高的要求,要求必须进行技术创新,使其满足各种地质的施工需要。除此之外,我国软土路基施工的机械化程度也比较低,很多的机械设备并不先进,这不利于施工的开展[6]。
  (三)质量监督不到位
  由于公路桥梁软土路基的施工会直接影响到工程的施工质量,所以对软土路基施工质量进行监督是十分必要的,但是我国很多施工单位虽然重视了软土路基的处理,但是其质量监督控制还不完善,很多施工企业缺乏质量监督意识,施工人员和管理人员的责任感不足,难以及时发现施工中存在的问题。
  六、公路桥梁施工中软土路基的施工技术
  对公路桥梁的软土路基施工,本质上就是改良软土路基的土质,提高其强度和承载力,其方法主要是排水和换土,在当前的公路桥梁软土路基施工中,施工方常用的几种施工技术主要包括以下几种:
  (一)排水固结法
  排水固结法的本质就是通过排出软土路基中的水分,使其固结,以提高路基的强度和承载力,是当前软土路基施工中比较常用的方法。改方法是由排水系统和压力系统构成的,施工方可以在施工时,在软土路基上安装排水设施,比如排水管和排水泵等,使水分能够通过设施流出,而压力设备的主要作用是向路基施加压力,因为软土路基中的含水量比较高,孔隙比比较大,使用压力设备加压,能够使软土中的水分缓慢析出,以降低孔隙比,压力设备和排水设备的配合,可以有效降低软土路基的含水量,降低孔隙比,这样最终的路基就会固结,最终的质量会提高[7]。该方法在使用时,施工方需要了解地基土的强度,然后设置压力设备的参数,在加压时,尽量避免作用于较厚的泥浆池层,在粘土层较薄的位置单独安装,排水系统可以简单的利用砂井和塑料排放板构成,与打桩机配合,在路基中钻孔,然后向其中灌粗砂,形成砂柱,最终这个砂柱就可以作为软土路基的排水通道。如图2为排水固结法的原理图,从图中可以看出,在软土地基内设置好排水通道,同时用压力设备从上部施加压力,就可以使水分快速析出。
  (二)换填处理法
  换填处理,顾名思义,就是将原本的软土换掉,填入其他的土,这也是一种十分有效的软土路基施工方法。公路桥梁的软土路基处理,最终的目的是要提高路基的强度和承载力,其本质上是受到软土性质的影响,所以在对软土路基施工时,可以直接将软土换成其他土质合格的土壤。施工方可以先对施工场地进行勘查,了解软土的范围和深度,然后结合工程的需要,对软土地基进行挖掘,挖掘到一定的深度之后,将用于填充的其他土壤和材料放入其中,比如大的砂石、煤灰和碎石等,将其作为坚固材料,这样打下的路基,其强度能够得到有效的保障[8]。这种施工方法虽然看起来简单,但是只能应用于某一路段的路基处理上,不能大范围应用。
  (三)碎石桩处理法
  碎石桩处理法是我国的软土路基处理的另一有效方法,该方法主要是利用碎石代替软土路基中的部分软土,然后通过成桩操作,达到提高路基强度的目的。施工方需要先在需要处理的路基位置进行钻孔,在孔洞内放置碎石等材料进行填充,使其成桩,这样的碎石桩能够对原本的路基起到良好的支撑效果,提高路基的整体承载力。这种方法的优势是成本比较低,应用效果显著[9]。
  (四)强夯法
  该方法就是通过对软土路基的直接夯击,使软土的结构发生变化,降低孔隙比,提高软土的密度和强度。施工方只需要对软土路基进行反复的夯实,利用重力势能带来的冲击给软土路基加压,也能起到一定的效果[10]。图3所示为强夯法的现场演示图。
  七、结论
  综合上文的内容可以得知,在我国的公路桥梁施工中,路基处理是其中最为基础的环节,路基的质量在很大程度上决定了工程的施工质量和安全,对于人们的生命财产安全也也产生威胁,其中的软吐路基就是公路桥梁施工中面临的重要問题。软土路基与正常的路基相比,其强度和抗剪切力都比较低,含水量讲较高,将其应用于公路桥梁施工中会引发路基沉降等问题,所以施工方需要在施工之前,对软土路基进行处理,开展软土路基施工,遵循因地制宜、保护环境和安全施工的原则,采用排水固结法、换填处理法、碎石桩处理法和强夯法等,对软土路基进行加固,提高路基的承载力。
  参考文献:
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  [2]杨萍,余麟.公路桥梁施工中软土路基施工技术[J/OL].交通世界, 2019(32):78-79.
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  [6]王红辉.关于公路路基施工中软土路基处理技术分析[J].价值工程, 2019,38(25):188-189.
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  [8]刘勤,何会宾.论公路桥梁施工中软土地基施工技术应用[J].住宅与房地产, 2019(24):211+226.
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  [10]王劭琨.高速公路施工中的软土路基施工技术[J].四川水泥, 2019(07):208.
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