摘要:分析了软土地基对桥梁施工的影响因素,包括路面硬化度不够、压实工作不到位、路面受到侵蚀、路面沉降现象,进而提出了相应的施工技术,包括提高土质的剪切性能、土桩挤密法、砂垫层法、加载法、水泥桩搅拌法,以确保桥梁施工工程的质量。
关键词:软土地基;桥梁施工;地质
我国公路交通的快速发展,对公路桥梁的安全可靠性提出了更高的要求。桥梁作为跨越山涧、河流或其它交通需要而架设的结构,其安全性能的重要性不言而喻。在桥梁的施工过程中,地质因素由于其特殊性受到工程施工人员的重点关注。地质因素不同于其它环境因素,有着极强的不可控性,在施工过程中通常会遇到诸多不利情况发生,尤其是软土地基。软土地基问题正在成为桥梁施工过程中的重点课题。要保障桥梁工程施工安全和桥梁建设的稳定性,必须根据当前所在地域的特征,结合其它环境因素,综合考虑施工可能遇到的安全隐患,并采取相应的解决方案,以确保桥梁结构的稳定性和使用寿命。
1桥梁施工中软土地基的特点
软土地基具有压缩性高、含水量高、抗剪强度低、渗透性小、孔隙大等特点,这些特点都对地质的稳定性和安全性提出了不小的挑战。通常有这些特点的软土地基稳定性都较低,在施工过程中容易发生地基沉降。同时,这种地基由于地质环境不好,其本身的承载能力也受到很多限制,导致后期交付使用后极易出现断裂、塌陷等缺陷,影响桥梁的使用寿命。软土地基较于其它地质的地基软弱性明显,无法充当持力层结构。因此,为了保障桥梁地基的安全,在遇到软土土质作为地基的情况下,应当对软土地基做一定的施工和技术上的处理。软土土质含量水量高、压缩性强,受到压力会引起变形或沉降等情况。尤其是遇到软土地基空隙变大的情况,在雨水季节或者积水路面会引发桥梁路面的突起,进而影响路面的施工导致更多安全问题的出现。桥梁施工过程中必须充分重视桥梁软土地基问题,并采取相应的技术策略,以提高桥梁工程的安全性和可靠性。
2软土地基对桥梁施工的影响
2.1路面硬度不够。混凝土、碎石、沥青等都是桥梁工程中常用的基础材料,这些工程材料虽然自身性能相对稳定,但并不足以应对各种各样的施工环境,在遇到条件恶劣的情况时,其稳定性会大大降低。材料自身因素导致的路面开裂或者硬化程度不够,会给后面的施工带来一定的影响。
2.2压实困难。桥梁地基的压实工作是桥梁保障地基稳固的重要步骤,直接影响着桥梁工程的施工质量。软土地基地质环境不利于工程施工,除了土质比较松软以外,土缝的间隙也比一般的土质要大很多。这种地基自身的渗透性能不良,在雨量较大的季节会造成积水甚至引起地基的崩塌。为了最大程度缓解软土地基带来的危害,桥梁地基的压实工作必不可少,且需要不断地增加强度[1]。桥梁施工过程中如果不重视软土地基的压实工作必将会引发施工后期严重的质量事故。特别是对于土质松散、阴雨不断的施工环境,地基的压实工作必须引起足够的重视。
2.3路面受到侵蚀。路面是桥梁工程的最直接体现,同时也是对地基的重要防护。桥梁路面的坚固程度直接影响着桥梁工程的使用寿命。通常情况下,路面的施工多采用碎石与混凝土,这些工程材料虽对雨雪冰雹有一定的防护能力,但若是长期面对恶劣的天气情况,路面就会不断受到侵蚀,进而引发路面裂纹、材料脱落等危害出现,进而将软土地基直接暴露于复杂的施工环境中,进一步影响桥梁的稳固程度。
2.4路面沉降。软土地基如果长时间受到地下水与雨水的冲击,土质会变得越来越松散,造成一定程度的路面沉降。路面沉降的不断加剧会直接影响桥梁的施工质量和施工安全,并且严重缩短桥梁的使用寿命,增加运营成本。
3桥梁施工中的软土地基施工技术
软土地基在桥梁施工过程中不可避免,其影响也无法完全消除,必须应用相应的施工技术来切实改善和提升软土土质的硬度与剪切性能,使软土地基的稳定性达到桥梁工程的需要。
3.1提高土质的剪切性能。土质的剪切性能在很大程度上决定着土质地基的承载能力,保障土质剪切性能对于提高桥梁结构的稳定性具有重要意义。桥梁施工过程中,如果桥梁结构稳定性出现变化导致部分地基凸起,或者边坡表现出承载能力不足的问题,都是土质剪切性能不稳造成的。在桥梁施工过程中必须对土质的剪切性能提高重视,采取相应的技术措施提升土质的承载能力。
3.2土桩挤密法。在桩孔形成的过程中,采用灰土和土挤密桩法,利用侧向挤压的作用对桩间土进行挤密,并且在对桩孔进行分层密实夯填时,可以利用素土或灰土。采用素土进行夯填时,一般称为土桩挤密法;采用灰土进行夯填时,称为灰土桩挤密法[2]。在对湿陷性黄土以及具有较大厚度的填土地基进行处理时,多选用灰土和土桩法。石灰桩法主要是在对成孔进行夯实和振密时,利用机械方法和人工方法,灌入一定比例的石灰块、粉煤灰、炉渣以及火山灰等,使其能够形成桩体。但是,有一种情况需要特别注意,石灰体本身含有掺和料,在施工过程中可能会与生石灰发生化学反应造成施工水体的不稳定,同时生石灰体积变大,进而引起管道的堵塞或者土层的突起。因此,在施工过程中应尽量避免石灰体与生石灰的过度接触,在施工前将二者进行分别放置。
3.3砂垫层法。软土地基的表层处理一般采用表层排水法和砂垫层法,其中砂垫层法对于增加软土地基土层强度作用明显,在桥梁施工中应用广泛。砂垫层法对于软土土质相对优良,地基土层不厚且具有一定排水能力的土质作用最佳,通常是利用具有良好抗拉力和抗剪力的铺垫材料,减小软土地基土层的沉降和侧向变位,有效提升软土地基的承载力和支撑能力[3]。桥梁施工的过程中,将砂垫层的厚度控制在24cm左右,且需要按照实际施工过程中土层和土质的具体情况分析来最终确定砂垫层的厚度。砂垫层法的优势在于该方法能够对软土地基形成荷载作用,从而加快排水凝固以提高软土土质的承载强度。在采用该方法的过程中,尤其应当注重砂砾质量的控制工作,确保用于施工的砂砾具备应有的性能。
3.4加载法。软土地基地质松软、承载能力差,为防止桥梁施工过程中路面塌陷沉降,加载法能够有效增强软土地基的抗压能力和路面强度。通常应用较多的加载法主要有两种,一为降低地下水法,一为填土加载法。降低地下水法就是在地基基坑施工前先在基坑四周准备一定数量的滤水管,在基坑开挖后通过大气压力的作用将地下水引出,并逐渐降低至基坑坑底以下。如此一来,地下水对于基坑的影响可以基本消除,确保地基的稳定性,同时降低地下水位且不会对基坑周围环境造成过多影响。另外一种填土加载法,在施工中需要对已进行铺装的路面中存在的沉降量实时控制,并将其控制在规范允许的条件内,以防止软土地基受到严重的损伤。此种方法往往需要全程的动态监控,以便及时采取施工方法进行填土,预防地基的过多沉降。
3.5水泥桩搅拌法。水泥搅拌桩法相对来说更适合粉土或者松散砂土类的软土地基加固,其对桥梁的路堤几乎没有影响,多用于桥梁的改扩建工程[4]。该方法主要是利用了施工材料的化学固化效果,将水泥和石灰粉混在软土地基深处并进行充分搅拌,之后形成相对稳定且具备一定强度的复合式地基。应用水泥搅拌桩法施工,应在施工前确保施工现场的清洁,不能有过多的杂质,且现场应尽量保持平整,应在施工前对现场的杂物进行处理,以避免影响该施工方法的顺利实施。软土地基对于桥梁施工的影响巨大,其施工环节的技术处理就显得尤为关键。水泥搅拌桩法的优点明显,对路堤的影响小到可以忽略,且施工方法简便,在桥梁的改扩建工程中应用广泛。
4结语
桥梁工程施工过程中,软土地基的技术处理和施工妥当与否直接影响着桥梁工程的稳固程度及其可靠性。因此,桥梁工程的施工必须按照当前区域的地质环境特点,采用相应的软土施工技术处理,以保障桥梁施工的地基稳固,从而延长桥梁工程的使用寿命。
参考文献:
[1]董彦召.软土地基施工技术在公路桥梁施工中的应用[J].交通世界,2018(11):101-102.
[2]张国元,柏林.软土地基施工技术在公路桥梁施工中的应用[J].四川建材,2018(4):109-110.
[3]郑杰.公路桥梁施工中的软土地基施工技术研究[J].科技资讯,2017(29):82.
[4]谢海鹏.公路桥梁施工中软土地基施工技术应用[J].黑龙江交通科技,2016(10):117-118.