摘要:分析了軟土地基對(duì)橋梁施工的影響因素,包括路面硬化度不夠、壓實(shí)工作不到位、路面受到侵蝕、路面沉降現(xiàn)象,進(jìn)而提出了相應(yīng)的施工技術(shù),包括提高土質(zhì)的剪切性能、土樁擠密法、砂墊層法、加載法、水泥樁攪拌法,以確保橋梁施工工程的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:軟土地基;橋梁施工;地質(zhì)
我國公路交通的快速發(fā)展,對(duì)公路橋梁的安全可靠性提出了更高的要求。橋梁作為跨越山澗、河流或其它交通需要而架設(shè)的結(jié)構(gòu),其安全性能的重要性不言而喻。在橋梁的施工過程中,地質(zhì)因素由于其特殊性受到工程施工人員的重點(diǎn)關(guān)注。地質(zhì)因素不同于其它環(huán)境因素,有著極強(qiáng)的不可控性,在施工過程中通常會(huì)遇到諸多不利情況發(fā)生,尤其是軟土地基。軟土地基問題正在成為橋梁施工過程中的重點(diǎn)課題。要保障橋梁工程施工安全和橋梁建設(shè)的穩(wěn)定性,必須根據(jù)當(dāng)前所在地域的特征,結(jié)合其它環(huán)境因素,綜合考慮施工可能遇到的安全隱患,并采取相應(yīng)的解決方案,以確保橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和使用壽命。
1橋梁施工中軟土地基的特點(diǎn)
軟土地基具有壓縮性高、含水量高、抗剪強(qiáng)度低、滲透性小、孔隙大等特點(diǎn),這些特點(diǎn)都對(duì)地質(zhì)的穩(wěn)定性和安全性提出了不小的挑戰(zhàn)。通常有這些特點(diǎn)的軟土地基穩(wěn)定性都較低,在施工過程中容易發(fā)生地基沉降。同時(shí),這種地基由于地質(zhì)環(huán)境不好,其本身的承載能力也受到很多限制,導(dǎo)致后期交付使用后極易出現(xiàn)斷裂、塌陷等缺陷,影響橋梁的使用壽命。軟土地基較于其它地質(zhì)的地基軟弱性明顯,無法充當(dāng)持力層結(jié)構(gòu)。因此,為了保障橋梁地基的安全,在遇到軟土土質(zhì)作為地基的情況下,應(yīng)當(dāng)對(duì)軟土地基做一定的施工和技術(shù)上的處理。軟土土質(zhì)含量水量高、壓縮性強(qiáng),受到壓力會(huì)引起變形或沉降等情況。尤其是遇到軟土地基空隙變大的情況,在雨水季節(jié)或者積水路面會(huì)引發(fā)橋梁路面的突起,進(jìn)而影響路面的施工導(dǎo)致更多安全問題的出現(xiàn)。橋梁施工過程中必須充分重視橋梁軟土地基問題,并采取相應(yīng)的技術(shù)策略,以提高橋梁工程的安全性和可靠性。
2軟土地基對(duì)橋梁施工的影響
2.1路面硬度不夠。混凝土、碎石、瀝青等都是橋梁工程中常用的基礎(chǔ)材料,這些工程材料雖然自身性能相對(duì)穩(wěn)定,但并不足以應(yīng)對(duì)各種各樣的施工環(huán)境,在遇到條件惡劣的情況時(shí),其穩(wěn)定性會(huì)大大降低。材料自身因素導(dǎo)致的路面開裂或者硬化程度不夠,會(huì)給后面的施工帶來一定的影響。2.2壓實(shí)困難。橋梁地基的壓實(shí)工作是橋梁保障地基穩(wěn)固的重要步驟,直接影響著橋梁工程的施工質(zhì)量。軟土地基地質(zhì)環(huán)境不利于工程施工,除了土質(zhì)比較松軟以外,土縫的間隙也比一般的土質(zhì)要大很多。這種地基自身的滲透性能不良,在雨量較大的季節(jié)會(huì)造成積水甚至引起地基的崩塌。為了最大程度緩解軟土地基帶來的危害,橋梁地基的壓實(shí)工作必不可少,且需要不斷地增加強(qiáng)度[1]。橋梁施工過程中如果不重視軟土地基的壓實(shí)工作必將會(huì)引發(fā)施工后期嚴(yán)重的質(zhì)量事故。特別是對(duì)于土質(zhì)松散、陰雨不斷的施工環(huán)境,地基的壓實(shí)工作必須引起足夠的重視。2.3路面受到侵蝕。路面是橋梁工程的最直接體現(xiàn),同時(shí)也是對(duì)地基的重要防護(hù)。橋梁路面的堅(jiān)固程度直接影響著橋梁工程的使用壽命。通常情況下,路面的施工多采用碎石與混凝土,這些工程材料雖對(duì)雨雪冰雹有一定的防護(hù)能力,但若是長期面對(duì)惡劣的天氣情況,路面就會(huì)不斷受到侵蝕,進(jìn)而引發(fā)路面裂紋、材料脫落等危害出現(xiàn),進(jìn)而將軟土地基直接暴露于復(fù)雜的施工環(huán)境中,進(jìn)一步影響橋梁的穩(wěn)固程度。2.4路面沉降。軟土地基如果長時(shí)間受到地下水與雨水的沖擊,土質(zhì)會(huì)變得越來越松散,造成一定程度的路面沉降。路面沉降的不斷加劇會(huì)直接影響橋梁的施工質(zhì)量和施工安全,并且嚴(yán)重縮短橋梁的使用壽命,增加運(yùn)營成本。
3橋梁施工中的軟土地基施工技術(shù)
軟土地基在橋梁施工過程中不可避免,其影響也無法完全消除,必須應(yīng)用相應(yīng)的施工技術(shù)來切實(shí)改善和提升軟土土質(zhì)的硬度與剪切性能,使軟土地基的穩(wěn)定性達(dá)到橋梁工程的需要。3.1提高土質(zhì)的剪切性能。土質(zhì)的剪切性能在很大程度上決定著土質(zhì)地基的承載能力,保障土質(zhì)剪切性能對(duì)于提高橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性具有重要意義。橋梁施工過程中,如果橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性出現(xiàn)變化導(dǎo)致部分地基凸起,或者邊坡表現(xiàn)出承載能力不足的問題,都是土質(zhì)剪切性能不穩(wěn)造成的。在橋梁施工過程中必須對(duì)土質(zhì)的剪切性能提高重視,采取相應(yīng)的技術(shù)措施提升土質(zhì)的承載能力。3.2土樁擠密法。在樁孔形成的過程中,采用灰土和土擠密樁法,利用側(cè)向擠壓的作用對(duì)樁間土進(jìn)行擠密,并且在對(duì)樁孔進(jìn)行分層密實(shí)夯填時(shí),可以利用素土或灰土。采用素土進(jìn)行夯填時(shí),一般稱為土樁擠密法;采用灰土進(jìn)行夯填時(shí),稱為灰土樁擠密法[2]。在對(duì)濕陷性黃土以及具有較大厚度的填土地基進(jìn)行處理時(shí),多選用灰土和土樁法。石灰樁法主要是在對(duì)成孔進(jìn)行夯實(shí)和振密時(shí),利用機(jī)械方法和人工方法,灌入一定比例的石灰塊、粉煤灰、爐渣以及火山灰等,使其能夠形成樁體。但是,有一種情況需要特別注意,石灰體本身含有摻和料,在施工過程中可能會(huì)與生石灰發(fā)生化學(xué)反應(yīng)造成施工水體的不穩(wěn)定,同時(shí)生石灰體積變大,進(jìn)而引起管道的堵塞或者土層的突起。因此,在施工過程中應(yīng)盡量避免石灰體與生石灰的過度接觸,在施工前將二者進(jìn)行分別放置。3.3砂墊層法。軟土地基的表層處理一般采用表層排水法和砂墊層法,其中砂墊層法對(duì)于增加軟土地基土層強(qiáng)度作用明顯,在橋梁施工中應(yīng)用廣泛。砂墊層法對(duì)于軟土土質(zhì)相對(duì)優(yōu)良,地基土層不厚且具有一定排水能力的土質(zhì)作用最佳,通常是利用具有良好抗拉力和抗剪力的鋪墊材料,減小軟土地基土層的沉降和側(cè)向變位,有效提升軟土地基的承載力和支撐能力[3]。橋梁施工的過程中,將砂墊層的厚度控制在24cm左右,且需要按照實(shí)際施工過程中土層和土質(zhì)的具體情況分析來最終確定砂墊層的厚度。砂墊層法的優(yōu)勢(shì)在于該方法能夠?qū)浲恋鼗纬珊奢d作用,從而加快排水凝固以提高軟土土質(zhì)的承載強(qiáng)度。在采用該方法的過程中,尤其應(yīng)當(dāng)注重砂礫質(zhì)量的控制工作,確保用于施工的砂礫具備應(yīng)有的性能。3.4加載法。軟土地基地質(zhì)松軟、承載能力差,為防止橋梁施工過程中路面塌陷沉降,加載法能夠有效增強(qiáng)軟土地基的抗壓能力和路面強(qiáng)度。通常應(yīng)用較多的加載法主要有兩種,一為降低地下水法,一為填土加載法。降低地下水法就是在地基基坑施工前先在基坑四周準(zhǔn)備一定數(shù)量的濾水管,在基坑開挖后通過大氣壓力的作用將地下水引出,并逐漸降低至基坑坑底以下。如此一來,地下水對(duì)于基坑的影響可以基本消除,確保地基的穩(wěn)定性,同時(shí)降低地下水位且不會(huì)對(duì)基坑周圍環(huán)境造成過多影響。另外一種填土加載法,在施工中需要對(duì)已進(jìn)行鋪裝的路面中存在的沉降量實(shí)時(shí)控制,并將其控制在規(guī)范允許的條件內(nèi),以防止軟土地基受到嚴(yán)重的損傷。此種方法往往需要全程的動(dòng)態(tài)監(jiān)控,以便及時(shí)采取施工方法進(jìn)行填土,預(yù)防地基的過多沉降。3.5水泥樁攪拌法。水泥攪拌樁法相對(duì)來說更適合粉土或者松散砂土類的軟土地基加固,其對(duì)橋梁的路堤幾乎沒有影響,多用于橋梁的改擴(kuò)建工程[4]。該方法主要是利用了施工材料的化學(xué)固化效果,將水泥和石灰粉混在軟土地基深處并進(jìn)行充分?jǐn)嚢,之后形成相?duì)穩(wěn)定且具備一定強(qiáng)度的復(fù)合式地基。應(yīng)用水泥攪拌樁法施工,應(yīng)在施工前確保施工現(xiàn)場(chǎng)的清潔,不能有過多的雜質(zhì),且現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)盡量保持平整,應(yīng)在施工前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的雜物進(jìn)行處理,以避免影響該施工方法的順利實(shí)施。軟土地基對(duì)于橋梁施工的影響巨大,其施工環(huán)節(jié)的技術(shù)處理就顯得尤為關(guān)鍵。水泥攪拌樁法的優(yōu)點(diǎn)明顯,對(duì)路堤的影響小到可以忽略,且施工方法簡便,在橋梁的改擴(kuò)建工程中應(yīng)用廣泛。
4結(jié)語
橋梁工程施工過程中,軟土地基的技術(shù)處理和施工妥當(dāng)與否直接影響著橋梁工程的穩(wěn)固程度及其可靠性。因此,橋梁工程的施工必須按照當(dāng)前區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境特點(diǎn),采用相應(yīng)的軟土施工技術(shù)處理,以保障橋梁施工的地基穩(wěn)固,從而延長橋梁工程的使用壽命。
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