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【摘 要】我國地理環(huán)境復(fù)雜多樣,道路橋梁建設(shè)會面臨各種各樣的問題,受到地質(zhì)環(huán)境、土壤質(zhì)量的制約,施工單位需要加強對施工區(qū)域自然環(huán)境的勘探,提高施工技術(shù)水平,保證工程質(zhì)量。軟土路基的組成物質(zhì)比較松散,包含一些淤泥質(zhì)土壤,缺乏承載能力,嚴重影響橋梁施工,不利于橋梁工程的穩(wěn)定性。施工單位必須加強對路基的勘測,通過多種方法改變路基的狀態(tài),提高路基的承載能力和穩(wěn)定性,選擇合適的施工方案,嚴格驗收工程,全面提高施工質(zhì)量。文章分析了軟土路基的特征和處理軟土路基的必要性,探索了軟土路基的處理方法。
【關(guān)鍵詞】橋梁施工;軟土路基;處理措施
【中圖分類號】U445 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688(2022)03-0107-03
無論是普通的道路工程還是橋梁工程,路基的穩(wěn)定性都十分重要,只有路基穩(wěn)定,橋梁工程的承載力才能提高,結(jié)構(gòu)才能更加穩(wěn)定。軟土路基在海邊、江灘、谷底等區(qū)域非常常見,降水量較大的地區(qū)也容易形成軟土地基。軟土結(jié)構(gòu)特殊,含水量大,所以這種結(jié)構(gòu)不能當(dāng)作天然基礎(chǔ)使用,必須通過排水、壓實、換土等方法,改變軟土的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),增強地基的穩(wěn)定性,延長橋梁的使用壽命。軟土地基的處理是橋梁工程施工的首要步驟,施工人員需要合理調(diào)配人力、物力、財力等資源,節(jié)省施工成本,提高軟土路基的施工技術(shù)水平,因地制宜地開展橋梁工程施工。
1 軟土路基的特征及處理原則
1.1 軟土路基的特征
軟土路基的孔隙較大,土質(zhì)松散,土粒之間的空隙比其他土體大,這是造成軟土路基承載能力低的主要原因。軟土路基在河流、湖泊周圍分布廣泛,自身的含水量較大,會受到地下水的影響,淤泥和淤泥質(zhì)的土壤較多,這種軟土固結(jié)需要較長時間,土體比較靈活,擾動性較大,這些都會對橋梁工程帶來一定影響。當(dāng)軟土路基承受外部壓力時,軟土內(nèi)部的空隙會很快縮小,水分直接被擠壓出去,導(dǎo)致軟土路基的體積急劇縮小,造成工程沉降??偠灾浲谅坊谕翆臃植紶顩r上比較復(fù)雜,與其他類型土體的物理力學(xué)性質(zhì)相差較大,會對橋梁工程施工帶來負面影響,需要技術(shù)人員加強對土質(zhì)的勘探,準(zhǔn)確分析軟土路基的特征,實施土體測量、實驗等,保障橋梁的整體質(zhì)量[1]。
1.2 軟土路基的處理原則
1.2.1 經(jīng)濟性原則
在我國道路橋梁的建設(shè)過程中,施工單位會遇到復(fù)雜多樣的地形環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境,只有秉持經(jīng)濟性原則,科學(xué)選擇橋梁施工方案和施工技術(shù),客觀分析軟土路基的性質(zhì)、面積、深度、地下水位等,才能有效降低施工成本,全面保證施工質(zhì)量。通過運用經(jīng)濟性原則,施工人員可以節(jié)省施工成本,充分考慮不同路基處理方法需要投入的時間、物力、財力,選擇經(jīng)濟有效的處理方法,全面提高路基的穩(wěn)定性,保證后期橋梁工程的施工得以順利開展。針對橋梁工程而言,施工單位需要科學(xué)使用機械設(shè)備,注重施工過程的環(huán)保性,確保材料供應(yīng)充足,加強對施工進度的協(xié)調(diào),盡可能地縮短工期,降低材料的運輸距離,減少成本投入,保證工程的社會效益和經(jīng)濟效益[2]。
1.2.2 因地制宜原則
在橋梁工程的施工過程中,施工單位需要秉持因地制宜的原則,做到具體問題具體分析,對路基形態(tài)進行科學(xué)考察,就地取材,全面解決路基問題,增強路基的承載力,提高工程的穩(wěn)定性。從以往的橋梁工程施工來看,軟土路基、凍土路基是比較常見的路基類型,路基的施工質(zhì)量直接決定橋梁工程的質(zhì)量,關(guān)系到橋梁的使用壽命和運行穩(wěn)定性。在實際的橋梁工程施工過程中,軟土路基的范圍、深度、土壤黏性、土壤含水量、施工方案等都會影響路基的穩(wěn)定程度,施工人員必須明確橋梁工程對路基強度的要求,科學(xué)分析軟土路基的情況,做好軟土路基的處理工作。基于因地制宜的原則,施工團隊可以根據(jù)不同類型的軟土路基,開展路基處理工作,融合多種施工技術(shù),增強路基處理工作的實際效用。
2 橋梁工程處理軟土路基的必要性
橋梁道路工程需要高度重視地基的質(zhì)量,保持地基的穩(wěn)定性,把好施工建設(shè)的“第一關(guān)”,方便后續(xù)施工。軟土路基土質(zhì)松軟,土壤剪力較低,自身缺乏承載能力,在垂直力作用下會顯現(xiàn)出較強的流塑性、黏著性,對橋梁施工造成危害。軟土路基在兩種情況下會產(chǎn)生危害:一是路基排水不暢,出現(xiàn)浸水沉陷。當(dāng)路基被水侵入之后,土壤的重量也會隨之增加,橋梁和公路的銜接處容易產(chǎn)生沉降,路面形成嚴重的開裂縫隙,雨水會加快滲入速度和滲入量,形成大面積的路面凹陷,嚴重影響橋梁工程的使用[3]。二是橋梁路面壓力較大,路基受到剪力而產(chǎn)生拉裂,加大流動性,造成嚴重側(cè)滑,使路面形成嚴重破壞。
3 軟土路基橋梁施工的常見問題
3.1 抗剪強度低
在橋梁工程的施工過程中,軟土路基土質(zhì)較為松散,流動性較強,這對后期的橋梁工程施工產(chǎn)生較大的影響,如果施工人員直接在軟土路基上開展橋梁施工,路基就有可能出現(xiàn)急劇沉降,難以完成施工任務(wù)。在橋梁工程建成通車之后,如果軟土路基沒有得到徹底改善,道路就會發(fā)生開裂、形變等問題,造成道路橋梁病害。針對這種情況,施工單位必須在準(zhǔn)備工作中處理軟土地基,改變橋梁路基的性質(zhì),全面提升軟土的抗剪能力,延長橋梁的使用壽命[4]。
3.2 塑性體積應(yīng)變
軟土地基孔隙率過高,可塑性較強,在道路橋梁的施工過程中,施工單位可以使用技術(shù)手段改善軟土地基的性質(zhì),對軟土路基進行施壓,促使軟土顆粒移動,改變軟土的內(nèi)部結(jié)構(gòu),形成新的土層結(jié)構(gòu),降低軟土路基的孔隙率,縮小土粒之間的孔隙,提高路基的抗壓能力。軟土路基位于地表以下,施工環(huán)境復(fù)雜,施工難度較大,一旦路基施工存在不到位、不合理的問題,就會直接造成橋梁沉降、橋墩不穩(wěn)定等問題,需要耗費很多人力、財力補救。
3.3 滲水性能較差
在橋梁工程建成使用后,軟土路基會直接影響滲水性能,造成路基滲水性能較差。軟土含水量高,軟土路基中通常會存儲較多的水分,一旦路基水分處于飽和狀態(tài),橋梁路面表層的水分就無法被軟土吸收,影響路基的滲水性能。在橋梁工程的施工過程中,混凝土澆筑是核心環(huán)節(jié),由于混凝土在凝固時具有水化熱的特性,所以會產(chǎn)生大量水分,而軟土環(huán)境滲水性能較差,水分不能被軟土快速吸收、揮發(fā),混凝土的固結(jié)就會受到嚴重影響,造成凝固時間過長、凝固效果不佳等問題,嚴重影響后期的橋梁工程施工,延長施工工期。除此之外,軟土地基還會造成內(nèi)部水分無法及時排除,使水分大量囤積,這些水分會長期存在于軟土當(dāng)中,腐蝕路基,使路面形成沉降、裂縫等病害[5]。
4 橋梁工程中處理軟土路基的施工技術(shù)
4.1 強夯處理技術(shù)
針對軟土路基的處理,強夯處理技術(shù)是常用的方法,這種方法具有效果顯著、經(jīng)濟性強、施工速度快、設(shè)備簡單等優(yōu)勢,能夠在實踐中廣泛應(yīng)用。強夯擠密處理法是一種物理擠壓法,根據(jù)重力原理,技術(shù)人員需要運用夯錘,讓夯錘從一定高度落下,使軟土路基受到高強度捶打,從而改變軟土的內(nèi)部結(jié)構(gòu),降低土粒之間的孔隙,使土壤更加緊實、堅固,成為理想的路基形態(tài),該方法可以應(yīng)用于濕陷黃土、黏性土、碎石土當(dāng)中。在應(yīng)用該方法的過程中,施工人員首先需要調(diào)整路基的組成結(jié)構(gòu),在軟土中摻入堅固性高、穩(wěn)定性好的材料,然后運用強夯技術(shù)對軟土路基進行夯實,增強路基強度。針對比較薄的軟土層(厚度小于6 m),施工人員可以采用強夯置換法,這種方法能夠節(jié)省施工成本,達到最佳的經(jīng)濟效益,提高軟土路基的加固效果。施工人員需要把原有的土層置換掉,選用堅實度較高的材料,然后用夯錘夯實,改變路基的結(jié)構(gòu)、狀態(tài),讓路基的承載力、穩(wěn)定性得到提升。在一些砂土、松軟黃土中,強夯置換法能夠發(fā)揮重要作用,可以改變土壤性質(zhì),提升地基強度。強夯置換法施工工序煩瑣,總體的建設(shè)速度較慢,如果橋梁工程工期較短,就需要謹慎采取這種方法。
4.2 碎石樁處理技術(shù)
碎石樁處理技術(shù)是一種處理軟土路基的有效方法,在道路橋梁施工中被廣泛應(yīng)用,備受道路施工人員的青睞。在施工過程中,技術(shù)人員需要運用管狀設(shè)備振動軟土路段的路基,采用水平振動的方式,借助機器的振動與沖刷,讓軟土路基的表面形成大量孔徑,進而用碎石材料填充孔徑,再加入黏結(jié)劑,形成碎石樁,這些碎石樁可以增強路基的承載能力,讓路基變得更加穩(wěn)定。在施工過程中,碎石樁處理技術(shù)的應(yīng)用必須具體問題具體分析,施工人員需要對軟土路基的性質(zhì)進行判斷,結(jié)合軟土路段的面積、深度等,明確碎石樁鋪設(shè)的密度,劃定鋪設(shè)位置,充分發(fā)揮碎石樁的作用,提高路基的承載能力。碎石樁具有抗腐蝕的特性,能夠在軟土路基中延長使用壽命,提高軟土路基的承載力。施工人員需要科學(xué)布置碎石樁的鋪設(shè)范圍,考察碎石樁處理技術(shù)的應(yīng)用可行性,提前做好施工環(huán)境評估,發(fā)揮碎石樁處理技術(shù)的應(yīng)用價值[6]。
4.3 換填處理技術(shù)
換填處理技術(shù)的原理在于替換路基材料,避免軟土對路基造成不利影響,提高路基的穩(wěn)定性。該技術(shù)具有成本低廉、操作簡單等特點,擁有良好的使用效果。施工人員需要明確施工路段路基要達到的承重能力,結(jié)合施工目標(biāo),對軟土路基進行置換施工。首先,施工人員需要運用大型的挖掘設(shè)備挖除軟土路段的路基;其次,開展路基回填,采用分層次的回填方法,選擇硬度高、強度高的回填材料,保證材料的抗腐蝕性。一般情況下,施工人員通常會選擇碎石、煤渣等材料。在填充過程中,路基最底層的材料非常重要,必須選擇穩(wěn)定性最強的材料,保證材料的堅固性,確保地基符合橋梁工程的施工標(biāo)準(zhǔn)。在分層鋪設(shè)的過程中,施工人員需要運用機械設(shè)備反復(fù)壓實填充物,保證每一層材料都能得到夯實,為后期的橋梁工程施工奠定堅實的基礎(chǔ)。換填處理技術(shù)可以應(yīng)用在軟土深度較大的路段,能夠?qū)⒃舅绍浀耐临|(zhì)更換為堅固土質(zhì),從根本上解決軟土路基的問題。
4.4 排水固結(jié)處理技術(shù)
軟土路基含水量較高、滲水性較差,容易存儲較多水分,不利于道路橋梁工程的后期使用。針對這些問題,施工人員需要做好排水處理工作,應(yīng)用排水固結(jié)法,對原本比較飽和的軟土路基、黏性軟土路基進行排水,讓路基實現(xiàn)整體壓實沉降,促使土壤固結(jié),提高路基的荷載力和強度。在使用排水固結(jié)法的過程中,施工人員需要鋪設(shè)排水體,原本飽和的軟土路基會受到排水體擠壓,將水分排出,最終降低路基的含水量,提高路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在橋梁工程施工過程中,如果施工團隊遇到飽和的黏性軟土,就可以用這種方法降低軟土的含水量,借助黏土的特性,提高路基的穩(wěn)定性。相反,如果軟土路基的土質(zhì)缺乏黏性,這種方法就不能起到良好的效果。
4.5 高壓噴射注漿技術(shù)
高壓旋噴注漿技術(shù)能夠改變軟土地基的結(jié)構(gòu),工作人員需要借助機械設(shè)備,運用高壓射流破壞原有的土體結(jié)構(gòu),細小土料會快速排出,其他的土體可以與漿液混合,快速攪拌、排列、組合,最終形成復(fù)合型地基結(jié)構(gòu),改變軟土地基的樣態(tài),使地基得到有效加固。在實踐過程中,施工人員需要運用鉆機在軟土路基的表面進行鉆孔,在鉆好的孔內(nèi)插入注漿管,通過砂漿提高路基的承載能力,增強路基的穩(wěn)定性,全面優(yōu)化軟土地基。
4.6 表層處理技術(shù)
表層處理技術(shù)具有施工速度快、效果良好等特點,但是這種技術(shù)成本高,可以在小范圍內(nèi)進行使用。針對道路施工或者搶修路段,施工人員需要在短時間內(nèi)提高軟土地基的穩(wěn)定性,這時就可以應(yīng)用表層處理技術(shù)。在這種技術(shù)的應(yīng)用過程中,施工人員可以通過添加材料、排水等措施,全面提高地表的強度,通過鋪墊玻璃纖維格柵、使用添加劑、填充石料等方法,幫助軟土地基固化,提高地基的強度。在橋梁工程的施工過程中,表層處理法需要耗費較高的施工成本,不適宜大規(guī)模開展。
5 結(jié)束語
軟土路基具有孔隙大、土質(zhì)松散等特點,在橋梁工程的施工過程中,這種路基穩(wěn)定性差,不利于施工任務(wù)的完成。作為橋梁工程的施工單位,必須認識到路基的重要性,提前勘測路基,基于經(jīng)濟性原則、因地制宜原則,采取科學(xué)的地基處理方案,不斷增強路基的穩(wěn)定性。在實踐操作中,施工單位可以選用強夯擠密法、強夯置換法、排水固結(jié)法、高壓噴射注漿法、軟土路基換填法等,采用排水、更換土壤、壓實等策略,對不同性質(zhì)的軟土地基進行處理,為后期的橋梁工程施工做好充足準(zhǔn)備,提高路基的穩(wěn)定性。在未來的橋梁工程施工中,地基處理技術(shù)必將得到進一步發(fā)展,施工人員需要不斷總結(jié)地基處理經(jīng)驗,分析軟土地基的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式,對土壤類型進行劃分,提高軟土地基的處理效率。
參 考 文 獻
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