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工程管理前沿【2019年第24期】

  • ID:271572
  • 浏览:10368
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-05-29 03:01:37
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

公路桥梁隧道软土地基处理对策分析

2019/8/9 15:17:00 工程地质学 张浩
资料简介

摘要: 近年来,随着社会的发展,我国的公路桥梁隧道的发展也日新月异。 我国国土面积非常广阔,在进行工程施工的过程中往往需要在一些软土地基上进行公路桥梁隧道等的施工建设,而软土地基主要是由一些松软的稀土构成,在施工的过程中一方面自身密实度较低,难以承受较大的负荷;另一方面公路工程在软土地基上施工建设一旦出现严重的水患现象,将会对地基产生巨大的影响。因此,在软土地基上进行公路桥梁隧道的施工和建设意义非凡。

公路桥梁隧道软土地基处理对策分析

张浩

湖南金顺公路工程监理咨询有限公司 湖南省长沙市 410000

摘要:近年来,随着社会的发展,我国的公路桥梁隧道的发展也日新月异。我国国土面积非常广阔,在进行工程施工的过程中往往需要在一些软土地基上进行公路桥梁隧道等的施工建设,而软土地基主要是由一些松软的稀土构成,在施工的过程中一方面自身密实度较低,难以承受较大的负荷;另一方面公路工程在软土地基上施工建设一旦出现严重的水患现象,将会对地基产生巨大的影响。因此,在软土地基上进行公路桥梁隧道的施工和建设意义非凡。

关键词:公路桥梁隧道;软土地基;处理对策分析

引言

公路在施工过程中受环境因素的影响是最大的,主要因素有天气、地质、水文等,而其中的地质因素对桥梁的施工影响最大,它直接关系到桥梁使用的安全问题。由于我国地质结构复杂,不可预知的突发状况也比较多,而当中软土地基的问题成为了我国公路桥梁隧道施工的首要难题。因为软土地基是由松软的土质形成的,再加上地下水的冲击,使土质本身的黏性降低,而稳定性又差。我国经济的不断发展,对公路的建设要求越来越高,使得土地资源越来越少,因此软土地基成为公路建设中急需解决的重要问题。

1软土地基的含义及特征

1.1软土地基含义

其主要指的是处于大量软土当中的路基,其具有土质粘度较高,稳定性较差等特点。在开展地基施工的时候,无法承受地基的重量。同时其内部多为软土,有着非常松软的土质,虽然有无法压缩的特点,但是有可塑性差的不足。软土地基集中的地方,会呈现出典型的软土地貌,此种地质当中含水量比较高,主要是由于受到河水的冲刷而形成的,因此土质比较松散,不利于桥梁隧道工程的建设。

1.2软土地基特点

其质地较为松软,而且土质的颗粒比较大,可以较少有黏连的情况,其通常出现在河边等水量较多的区域。如果存在于水量充足的区域,可以让土质含有较高的水量。颗粒之间可以保持间隙,在高压缩性上比较突出。软土地基是否可以进行有效处理,对维护桥梁隧道的安全性具有重要的作用。同时因为土质结构周期可以保持在很长的阶段内,在其承担较大的压力之后,容易出现变形的情况较长,甚至会导致地基出现凹陷,影响到后期桥梁隧道的施工。如果工作人员没有对其进行加固,容易导致地基不稳,危及桥梁隧道的安全。

2在公路桥梁隧道施工中处理软土地基的重要性

公路桥梁隧道工程作为我国交通运输的重要因素之一,必须要保证工程的质量。因此,在公路桥梁隧道施工中,一旦遇到软土地基时,务必要对其进行良好的处理,不然就会严重影响公路桥梁隧道的密实度,同时也会使路面出现沉降以及硬化等现象,降低公路桥梁隧道的使用寿命。

公路桥梁隧道压实度:在公路桥梁隧道工程中,软土地基的结构主要是松散砂、大孔隙泥炭、松软土等,正是因为软土地基的结构情况使公路桥梁隧道工程在压实度上不能符合工程的要求,并严重影响公路桥梁隧道工程的质量。就软土地基的特点来说,在含水量以及渗透性方面都较为薄弱,这样就使排水的过程中会遇到严重的阻碍,在公路桥梁隧道施工过程中如果一旦碰到雨季,这样就会加剧公路桥梁隧道施工的难度,也会对公路桥梁隧道产生严重的侵蚀,从而导致公路桥梁隧道的质量发生问题。

沉降:在软土地基中会存在这样一种情况,也就是抽汲地下水和降水的情况,这样就很有可能导致软土地基中发生水土流失的情况,也正是因为这样的情况会极大程度上使软土地基的强度下降,给公路桥梁隧道造成大面积的沉降情况,导致公路桥梁隧道质量出现问题,也严重影响了公路桥梁隧道的使用寿命。

路面硬化:就目前我国公路桥梁隧道工程来说,一般都是使用混凝土和沥青进行施工,但是这两种施工材料在稳定性方面会较为薄弱,所以经常会导致公路桥梁隧道的路面出现开裂和硬化的情况,尤其在软土地基的情况下,会加剧混凝土和沥青这两种材质的不稳定性,从而出现更加严重的路面硬化情况。

3软土地基的危害影响

首先就是如果对软土地基的勘察设计不详细,或者是对地基分析得非常不准确,导致对应该做软基处理的地段未做处理设计,因此,导致地基的承载能力不同,承载能力非常的低就会造成各种的问题出现,造成行车的安全隐患,威胁到了人们的生命安全。还有就是在施工之前已经确定是软土地基了,但是未做好软土地基处理,造成路堤失稳或危及线外建筑物,这类的问题常常会引发一些公路出现凸起,造成公路桥梁隧道上的不平整,这些会严重地威胁到行车的安全。造成地基非常的不稳定,地基不稳定,还要加强桥梁的长度,不仅降低了桥梁的使用年限,还造成了一些不均匀的沉降现象,造成了非常大的风险。还有就是地基的处理措施采取的不准确,造成了公路桥梁隧道的施工质量严重的下降,堆料不当,未按规定分层填筑等,造成路堤失稳,甚至出现滑塌的现象,严重的威胁到了人们的生命安全,造成施工当中的威胁系数大大的提升,扰动“硬壳层”或填筑不当,使“硬壳层”遭受破坏,导致路堤失稳,因为大部分的人认为这种物质是存在于软土地基当中的,因此,就忽略了对软土地基进行处理,想要节省更多的资金,用硬壳层分担更多的承重能力,但是如果不能采取有效的措施进行硬壳层的勘察和施工,就会严重地降低施工的质量,因此,必须要采取正确的施工措施和施工的手段。软土地基的存在具有较大的安全隐患,因此为了能够更好地实现软土地基的施工技术,必须要重视软土地基的处理过程,大部分的施工队员不重视软土地基的处理,引发了较大的危害,为能实现公路桥梁隧道的施工质量,提高施工水平,必须要努力研究分析软土地基处理的技术,不断创新,使得软土地基的施工技术能够更好地适应当前的发展。

3.1软土地基容易造成路面侵蚀

地基建筑对于市政道路桥梁隧道施工来说,具有重要的影响。地基的坚固程度会直接影响工程质量,严重的影响道路工程使用寿命。软土地基稳定性不足很容易引发路面侵蚀问题。碎石以及水泥是市政道路桥梁隧道施工较为关键的原材料,二者抗雨水侵蚀性能不足,这样就会导致软土地基受到影响,材料紧密度下降严重影响工程质量。而在雨水季节或者架设在河流上的桥梁会受到大面积的雨水侵蚀,导致结构松散,这样就会严重的影响其整体的安全性。

3.2软土地基路面硬化

软土地基稳定性不足,在进行道路桥梁隧道施工中会出现路面硬化的问题。混凝土以及沥青是市政道路桥梁隧道施工的关键材料,其稳定性不足,在应用一段期间后,就会出现硬化、开裂等问题,因此施工人员进行桥梁隧道建设施工中,要合理地分析软土地基问题。

4道路桥梁隧道软土地基处理对策分析

4.1采用超前预加固处理,提高地基的稳定性

其通常包括地表注浆法、洞内钻孔注浆法这两种方法。第一种方法为在施工的时候,在地基浅层区域放入带孔的钢管,接着往钢管当中注入适量的混凝土浆液,让钢管可以成为增加地基稳定性的重要支柱,地基过于松软的问题得到解决此种措施一般被应用于土质颗粒比较大,而且承压能力比较差的软土地基当中,但是却不适用于粘性比较的土质当中。第二种方法是在施工过程中,在地基当中钻孔,然后注入有助于固定地基的物质,以达到提高软土地基稳固程度的目标。在此项操作当中需要应用到注浆机,在施工的时候采用注浆机把已经混合有凝胶的填充物质注入到地基当中,在物质进入地基当中之后,快速凝结,也就可以可以使软土地基的坚固程度明显增加。通过此种方法,提高地基的坚固程度,而且也使水分不会在冲刷地基之后,带走软土地基的土质,有助于避免地基的沉降,维护地基的稳定性。

如果软粘土含量太过,仅仅依靠单一辅料无法改变其硬度的话,也可以在一定程度上添加一些化学试剂,让软土能够成功改变土质增加硬度。一般情况下使用的化学物质都会用水玻璃、石灰、水泥的混合液体。在这当中,水泥搅拌法是将石灰或水泥与软土实施搅拌,通过石灰或者水泥对土中水分的吸收,进而达到固化土层的目的。使用这样的方法能够很好的形成稳定性、高强度的地块,从而提升了地层的抗沉降与承载性能,或者使用旋喷桩的方法来实施土质加固,使用高压喷射机和干粉喷射机喷射出灰土桩,让其与地基进行有效结合,桩体承受公路桥梁的大部分重量,这样能够很好的确保地基的承受能力,有效的维持公路桥梁水平面,最大程度的降低沉降现象的发生。这一方法对于那些含水量极大或者软土层比较深的地基都相当的适合应用。

4.2提升搅拌

完成搅拌工作之后,需要缓慢的提升钻杆,在提升的时候需要进行喷浆操作,防止喷浆口被堵塞,与此同时,需要控制搅拌桩机钻孔上叶片正反向旋转,接着对水泥浆进行搅拌,通常条件下,在提升的时候,喷浆的量需要控制在总量的5%~10%左右,完成钻杆提升之后,需要在原位进行两分钟左右的搅拌。

4.3超前预支护结构

超前支护结构主要是指在隧道建设施工之前,对其进行一定的支护加固作用,支护的方式分为多种不同的种类,主要有管棚加固法、超前小导管加固法和掌子面喷射混凝土封闭方法等。管棚加固法主要是根据图纸所设计好的孔洞标准,在隧道的轮廓外表面安排钢管棚,同时对钢管的内部进行注浆处理,保证其能够与钢架形成支护结构,提升软土地基的抗压能力。在实际的应用过程中,管棚法能够适应于不完整的地基以及松软性极高的地基,能够发挥强大的支护能力,不仅增强软土地基的横向作用,同时还加强了纵向梁作用。超前小导管法是在进行桥梁隧道的施工过程中,沿着桥梁隧道的纵向部分,按照隧道的外轮廓进行注浆管道的构建,注浆花管既可以外露也可以完全包裹于钢管当中。这种方式与管棚法作用类似。最后一种方式为掌子面喷射混凝土封闭方式,在实际施工过程中,遇到软土地基当中含有大量的水分可以采用喷射混凝土的方式,使得掌子面达到密封的作用效果,同时也能够有效地防止岩体出现坍塌现象。

4.4垫层法

在公路桥梁以及隧道的施工过程中,还可以采用较硬的地质结构形成垫层,利用垫层的强度来提升路面地基的强度以及承重能力,同时也有效降低软土地基所出现的沉降现象。软土地基的垫层材质选择需要依据实际路面的情况,垫层不仅需要符合一定的强度要求,同时还需要具备良好的排水能力。通常其铺设的厚度约为0.8m,在这一标准下,不仅能够有效实现加固软土地基强度的作用,同时还能够保证软土地基具备较好的排水能力,防止水分对软土地基产生的作用效果。

4.5敷垫材料施工技术应用要点

敷垫材料是各大建筑工程地基施工常用的一种施工材料,主要应用于不均匀沉降和变为的地基土层中,能够有效提高地基的抗压能力与抗剪能力,因为敷垫材料本身就具有很强的抗压性能力及抗剪性能,故被用于容易发生沉降的软土地基施工中是必要和重要的;第二,在软土地基施工应用敷垫材料还能够方便施工机械操作,提高填土载荷力,进而有效改善地基局部沉降与侧向变化问题,使整个软土地基的支撑力得到了提高,故而提高公路桥梁稳定性及承载力;第三,公路桥梁施工时通常都需要构建玻璃纤维格栅,以提高公路桥梁安全性,保证出现人员的人身安全,而构建玻璃纤维格栅的主要施工材料便是敷垫材料为,足以见得敷垫材料对公路桥梁的重要性;第四,对于高黏性软土地基,施工时可适当增加添加剂,以提高软土地基强度,同时还能够压缩软土,为顺利进行施工提供保障。

4.6抛石挤淤施工处理

公路桥梁工程中的桥涵软土路基施工过程中,因为软土路基通常都会处于地下水位以下,此时要进行土壤的更换与处理就会有着比较高的难度。在该施工阶段,可以采用抛石挤淤施工方法来进行,在施工位置上将石块抛入到地基施工位置,在石块的持续挤压之下,将淤泥从该位置排出,然后在地基表面铺设一层沙。施工过程中,要保证路基的压实度达到工程规定的要求之后再进行该环节的施工,然后进行回填土施工。这种施工技术对于土层厚度较厚的条件下,有着非常好的施工效率,并且施工流程规范,对于工程质量的提升也是非常有益的,还不会给其他的施工环节造成任何的影响。

4.7通过加载方式的应用来强化地基强度

对于软土地基沉降,施工人员应不断增加公路路基的强度,主要强度增加方式为加载方式,以尽可能减少填土过程中沉降破坏现象的发生。同时还需要不断增加路基压力,以提高间隙水压,促使地基总压提高,进而增强地基强度;第二,施工中要适当降低软土地基砂层上部分的地下水含量,并使用钢板来包围施工区域,以防止地下水渗入施工区域,保证地下水的含量在施工要求范围内,进而保护施工区域周围环境;第三,要实现对公路桥梁施工中软土地基的动态监控及实时监控,以及时发现软土地基沉降等问题,并及时分析问题发生的原因和制定具有针对性的问题解决方案,以尽可能避免和减少沉降等问题的发生。

4.8高压旋喷桩

对于淤泥较多的软土地质,可以使用该技术加固处理,先要将浆液注入设备中,然后利用高压旋转的模式将水泥浆液喷入软土层中,这个过程中浆液会流入土层,并且和土层紧密结合,自然凝固之后就可以加强软土层的抗压力和稳定性。该技术的施工要求较高,为了强化浆液品质,可以在其中加入部分外加剂,并且按照实际需求选择合适的喷射形式,比如摆喷或者定喷。喷射浆液的过程需要保持连续性,并且按照自下而上的顺序,该技术应用需要做到因地制宜,提前考察现场的自然环境状况,制定科学的注浆方案,同时做好相应的防护工作,防止过大的环境污染。

5结语

公路桥梁隧道的建设为我国经济发展起到关键性的作用。公路桥梁隧道施工的质量直接关系到公路的整体质量,质量控制是施工过程中非常重要的环节,首先要对软土地基进行详细的勘察,方便提前规划加固与处理技术的应用。加固处理技术的应用要结合实际情况,才能够最大限度的发挥处理技术的效果与经济。对于每个桥梁的建设要严格执行技术的质量控制,以此来保障人民的生命财产安全。

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