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道路橋梁作為一種重要的道路交通存在形式,已經成為我國經濟發展的重點支撐力量。同時由于其施工質量直接關系到我國人民的生命財產安全,因此,在施工中要不斷提高技術水平以保障施工質量。但是由于橋梁施工的復雜性,其質量也是受到多種因素影響的,尤其是地質因素直接影響到道路橋梁的施工及安全。在道路橋梁施工過程中,軟土地基的施工是其施工過程中較大的難點。由于軟土地基的土層黏度較低且穩定程度也較差,因此,在施工過程中,需要利用創新技術對其進行科學處理。
軟土地基一般是指壓縮性低及土層強度低的地基。軟土地基的主要特征包括:土層的含水量較多、孔隙大、孔隙比一般在1 到1.9 之間、含水量在百分之34 到百分之72 之間、塑限指數在13 到30 之間、飽和度一般大于百分之95。軟土地基包含我們熟知的濕陷性黃土、淤泥、軟粘性土及淤泥質地質。
在對軟土地基進行處理時,若未科學處理,就會造成建筑物地基不穩或者是對樁基礎、橋臺產生縱向推擠向河中方向和負摩擦力的作用,這會導致橋臺下沉,甚至是損壞橋臺,進而導致公路被破壞,危及到人們的通行安全。
衡量公路橋梁質量及使用情況的一個指標是壓實度。壓實度可以判斷軟土地基其內部結構是否穩定。但是,在我國,很多承包單位沒有充分了解過壓實度,對軟土地基的實用性也缺乏專業化的分析,進而導致在施工過程中產生了很多問題。同時,大部分承包單位會簡單處理甚至忽視這些問題,進而導致很多新修建完成并投入使用的公路橋梁還未通行多久就需要加固橋梁路面或者是地基。目前,很多承包單位的軟土地基處理技術是單一且缺乏創新性的,其不能結合實際的施工環境分析處理軟土地基的施工情況。舉個例子來說,如果施工區域的降水較多,其橋梁地基會因為雨水侵蝕而導致填料流失,而很多施工單位并未考慮到天氣因素,就會導致公路橋梁發生沉降。
通過上文分析可知,含水量較高是軟土地基的重要特征。因此,可以通過表層排水的方式降低軟土地基結構中的含水量,以提高軟土地基的抗破壞的能力,同時還可以提高軟土地基的滲透力,保障軟土地基的穩定程度。如果軟土地基結構的含水量高且地質條件較好,可以通過表層排水法挖掘排水溝,并用砂石或者是石塊填埋水溝,以保持軟土地基結構的穩定程度。同時需要注意的是在軟土地基中埋設孔管時,需要使用質量較好的過濾材料以保護孔管。另外,公路橋梁施工可以利用可墊材料以提高軟土地基的表層土層的強度。
水泥攪拌樁法主要是將水泥和石灰作為固化劑,利用攪拌機械,將漿液狀或者是粉體與軟土的固化劑于地基基底進行攪拌,在固化劑經過化學或者物理反應后,形成的地基就具有穩定性好、強度較高的地基了。一般情況下,加固松散砂土、粉狀的砂土的地基采用的都是水泥攪拌樁法。因為其對路堤的影響較小,所以其被廣泛應用于擴建工程當中。在用水泥攪拌樁法進行施工前,必須要先平整場地,其中包括填平低洼的區域和清理場地垃圾等。
目前,粉噴樁路基固結法廣泛應用于我國的公路橋梁工程的施工中。粉噴樁路基固結法的施工流程為:由于施工的機械設備不能于地面不平的區域進行施工,所以在施工之前,要平整、清理好施工區域,保障地基的穩定及平整,如果地基不平的話,可以采用加墊砂石的方式進行填平。在地面不平的地方加墊一些砂石一方面可以平整地基表面,便于施工,另一方面可以提高軟土地基的穩定程度。在軟土地基的施工過程中,需要嚴格控制并管理粉噴樁的原材料,尤其是水泥的質量,從而保障粉噴樁的施工質量。另外,在施工過程當中,還需要提前對施工區域進行試樁,并根據實際的情況確定施工參數,使其符合國家規定標準。為了確保粉噴樁的施工質量,還需要在施工過程中嚴格按照相關規定進行操作。
加載法主要是避免由于填土路面發生沉降而對地基產生破壞性,同時這種方式可以有效的增強地基的抗壓性及強度。目前,我國通常使用的加載法包括降低地下水及填土加載法。降低地下水位法適用范圍較小,一般只適用于中間和上層部位含有砂層的地基。降低水位法會在施工范圍內釘入鋼板以防止破壞周圍環境。填土加載法主要是通過填土的方式增加地基內部結構壓力,以控制地基路面的沉降量。填土加載法需要注意的是在進行施工過程中要全面而綜合的監控沉降量,使其維持在可沉降的范圍內。
擠密樁法主要適用于我國有大量濕陷性黃土分布的中部及西部地區的公路橋梁軟土地基的施工當中。擠密法的工作流程為:一是于軟土地基上打樁孔。二是在樁孔中填入石灰、砂石或者是素土。三是分層進行密實夯填。這種方式可直接在原地進行所有施工,不需要使用大型設備機械進行施工,同時,擠密法可直接利用廢棄材料作為樁孔填充物,有效地節省了材料成本。其中,擠密法主要是通過石灰土樁法達到基土密實的效果。石灰土樁法主要是按照科學的比例調和爐渣、粉煤灰、石灰塊等材料,在利用調和物進行基土回填、夯實。由于生石灰具有氣、水硬性的特點,因此當生石灰與其他材料進行攪拌時,其體積會發生膨脹,進而達到擠密地基的目的。另外,擠密法中還有一種方法,即砂石樁法,其工作原理是合理處理砂石、碎石、卵石等材料,再將其填入到樁孔中,以提高軟土地基的固結性及結構的承載力。
所謂排水固結法就是預加載荷碾壓軟土地基,以排出軟土地基中所含的水分。由于水分的排除,軟土地基的粘土會發生固結,進而提高了公路橋梁軟土地基的荷載力及強度。排水固結法一般都是于軟土地基上設立垂直排水柱以提高排水固結效率和地基的抗剪程度。
敷墊材料法主要適用于地基局部不均勻沉降或者是其土層不均勻的軟土地基,由于敷墊材料具有抗拉力和抗剪力,所以利用其進行軟土地基施工可以提高地基荷載力,減少局部地基發生沉降或者是側向變位的現象,同時也提高了機械設備的通行能力。目前,廣泛應用的敷墊材料包括土工布、化纖無紡布等材料。
添加劑法的工作原理是利用石灰或者是水泥等增加粘度的混合劑混合到軟土當中,以增加軟土結構的密度,增強軟土結構的強度及抗壓能力,進而提高軟土地基的穩定程度。
隨著我國科學技術的發展,越來越多的先進技術被應用到公路橋梁中軟土地基的施工中,以提高公路橋梁的使用年限及安全度。本文主要論述了軟土地基的特征及其在我國的發展現狀,并由此分析了軟土地基施工的相關技術,以供參考。
[1]陳副華.分析公路軟土路基施工技術[J].科技資訊,2014,27∶30.
[2]王少林.論公路橋梁建筑項目現場施工管理[J].科技展望,2014,08∶97.
[3]趙旭召.預應力技術在公路橋梁施工中的應用[J].民營科技,2014,10∶156.
[4]陳凱,許可.論公路路基施工技術要點[J].科技創新導報,2014,33∶26-27.