公路桥梁施工中软基处理技术的应用王艳艳

公路桥梁施工中软基处理技术的应用王艳艳

广东晶通公路工程建设集团有限公司510000

摘要:随着我国经济迅速的发展,做为我国基础建设重要组成部分的公路桥梁建设也获得飞速发展,相应的对工程质量提出的要求也越来越高。而在公路桥梁施工过程中常常会遇到软基的问题,这对路基稳定性与承载力度都有着直观的影响,需要充分重视对软基问题的处理。本文就高速公路工程施工中软基特点进行分析,提出处理软基的关键技术。

关键词:公路桥梁;施工;软基;处理技术;

0前言

高速公路工程的建设,在近几年已大幅发展。高速公路作为一种公共设施,最重要的就是要保证其安全性。软土路基的图纸相对较为松软,在工程建设过程中,其承载力相对较低,且含水量相对较高,无法满足设计的发展需求,需要通过相关的技术来优化处理。但是在现阶段,由于技术体系选择不当或者施工问题,导致路基的强度下降,且容易出现路基沉降问题,尤其在高速公路建设中,其对公路的使用寿命以及安全性均产生了直接的影响。因此,探究高速公路工程施工中软基处理关键技术的应用具有重要的意义。

1软基特点、工法和搅拌桩施工注意事项

1.1软基特点分析

软土是指水下沉积的软弱粘性土或者淤泥,部分土质含有腐泥或者泥炭层。软土的成分相对较为复杂,其主要具有以下特点:①软土层存在空隙大以及含水量高的特点,由于受到软土成分的影响,导致其含有有机质,在沉淀作用下,会逐渐转化成絮状结构,且含水量超过35%,最高含水量达到80%,孔隙比达到1~2之间,因此,具有较高的流变性。②软土地基具有较低的抗剪强度。根据科学的研究显示,软土层的抗剪强度通常在20kPa以下,在载荷的作用下,通过排水固结的作用,会改变抗剪强度。③存在结构明显的特点。在软土层受到挤压或者振动的影响下,会影响自身的结构稳定性,甚至会出现流动状态。在我国高速公路建设中,大部分路基属于软土路基,难以承受较大的载荷,因此会对公路的应力产生影响,造成结构的不稳定。

1.2软基工法分析

对于软基的施工,其常见的工法相对较多,主要表现为以下几种:(1)强力夯实。对于软基的施工,强力夯实属于重要的施工手段,通过机械设备的高空坠落,在几百公斤的重力下达到夯实的效果,通过该方法,可以有效的清除软基中的水分,从而增加路面的强度,因此,其在黏土以及沙土的路面施工中,具有较为广泛的应用。(2)置换填充,在软土路基中,存在强度较低的软土,需要通过换填的方式来满足公路的设计要求,在软土部位进行挖掘,采用置换材料进行填充,通过砂砾以及碎石等方式来提升路面的承载能力。(3)对软土层表面进行固化处理。在路基的设计中,添加辅助渗透材料,且采用科学的排水设计,通过固化处理来排出水分,该方法可以保证软基的处理效率,且可以避免对软基的深度剪切,从而可以提升加固的效果。(4)高压喷浆保护。通过高压设备,可以将固化也以及软土层结合起来,软土层在受到混凝土作用的影响下,其硬度以及压力会受到明显的变化,在施工中,通过机械设备将混凝土喷到软层,扎起固化也凝固后,可以明显的提升软基的强度。(5)夯入增强结构体,在软基设计中,通过夯入钢筋机构来提升承载能力,缓解交通运输压力。通过该方法,可以提升置换填充效果,且符合高速公路的设计规范。

1.3搅拌桩施工注意事项

搅拌桩施工是高速公路施工的重要组成部分。在施工过程中,需要加强对质量的控制,防止出现喷浆以及断桩的发生率,如果出现断桩,需要重新施工。施工前,需要对地质进行深入调查,了解地下障碍物的具体情况,并且要加强对压实工作的重视,最大程度的保证回填质量。严格控制施工速度,进行严格的观察和记录,保证管线以及管道布置的科学性,最大程度的保证高速公路建设的使用性能。

2高速公路软基处理常见问题分析

2.1路面沉降

高速公路软基处理存在路面沉降问题,施工人员需要严格按照标准来施工。尤其是对于结构强度的控制,如果控制不当,必然会导致地基沉降的加速。

2.2路面开裂

对于路面软基的设计,存在沉降量过高的现象,其本身存在土层孔隙过大的现象,导致路基出现不均匀沉降。在高速公路投入使用后,会进一步导致路面开裂,影响使用寿命。

2.3含水量较高

软基的含水量相对较高,在高速公路建设中,由于地下水的浮力影响,导致其会出现进一步的沉降,从而影响公路的施工。因此,在施工中,需要对水分的含量进行精确的控制。

3高速公路施工中软基处理关键技术

3.1铺垫材料

在高速公路的工程施工过程中,对于软土的排水处理,需要通过铺砂垫层的方式来完成。通过该方式,可以获取理想的排水速度,同时利用该技术,可以降低土壤中的水位,提升抗剪强度。但是在高速公路施工中,其对垫层技术具有明确的要求,人员砂石的不均匀系数需要在5以下,且在选择砂石时,尽量保证选择粗砂或者中砂,另外,采用土工织物可以提升软土的强度以及抗拉能力,其主要是由于该材料具有较高的抗拉能力。在高速公路的工程施工中,将上述材料进行铺设,可以达到隔离和排水的功效。

3.2表层排水技术

软土黏土具有较高的强度,因此在软土路基的设计中,需要加入相应的添加剂,其主要包括水泥和石灰添加剂,通过附加机,可以降低土壤中的水分,且会产生附聚效应,从而可以在一定程度上缩短固结的时间,保证路基的整体稳定性。在土壤表层以及路基较好的地带,需要在沟槽处进行开挖,排出地表水,在排出水分后,为了保证施工效果,需要尽量选择砂砾,同时要采用预应力管桩技术,保证整体的牢固性,从而提升高速公路的整体使用性能以及寿命。在布设排水沟时,需要结合土质以及地形的具体情况,水沟的断面宽度设计为50cm左右,深度通常设计在50~100cm左右,对路基填筑时,通过砂砾回填,并且设计10~15cm的横向盲沟,可以有效的提升排水效率。

3.3振动挤密

振动挤密方式可以提升土壤的密实度,在施工过程中,利用打桩机的设计,可以相应的冲散人工填土,且在振动下,可以保证砂料的成型,在成桩设计中,砂性土出现了挤密情况,同时在振密作用的影响下,可以提升土体的整体密度。继而提升高速公路的稳定性和承载能力,并且可以防止地基的沉降。

3.4加固水泥搅拌桩

对于水泥搅拌桩的加固步骤设计,其主要表现在以下几个方面:①测量定位;②桩机就位;③首次下沉;④制备水泥浆;⑤升高桩顶标高;⑥二次下沉;⑦移动桩机。在施工过程中,需要对参数进行设计,对于水泥掺入量,通常设计比例为15%,水灰的控制比通常设计为0.5左右,提高速度通常为15cm/min左右。该固定方式主要是通过物理和化学的作用来进行固定,通过机械设备喷入水泥且行搅拌处理,在水化反应下,形成相对稳定的结构。在现阶段的施工技术中,通常是采用干法和湿法来进行施工。含水量要控制在30%以上,保证塑性指数。

3.5路基换填、冻结以及复合

地基技术高速公路施工时,需要采用路基换填技术,将原有的软土地基挖出,通过压缩材料来进行分层换填处理,将工业废渣以及碎石灰土作为地压缩材料进行换填,之后对路面进行平整和压实处理,提升地面的强度。冻结技术可以最大程度的提升工程质量,通过液化氮以及二氧化碳,将冷却液输入到软土层流动,之后进行冻结处理,该技术具有较高的含水量,因而工程效果最佳,但是该工程的成本较高,因而不适用于高速公路的建设。复合地基处理技术是改变土质的方式,通过碎石桩、粉喷桩以及旋喷桩的方式来构成。铺垫材料本身具有一定的延展性,因而可以保证地基的稳定性,并且可以降低地基沉降的发生率。

3.6土工格栅的设计

土工格栅是保证高速公路施工的重要环节,其设计主要包括以下步骤:(1)施工前,需要加强对材料的检测,保证材料质量,同时要根据图纸的设计要求来进行规划,选择50cn左右的路段来进行试验,保证各项指标的科学性,在确定施工质量后,完成后续的施工。(2)按照图纸来进行设计。在施工中,对于平整的断面设计,需要保证整体的连续性以及均匀性,不能进行间断的施工。同时在设计过程中,需要采用人工拉直的方式,保证结构的平顺性,防止出现破坏,同时要严格控制质量,在含水量合理的范围时,对路面进行碾压,保证压实度。(3)铺设过程中,将强度高的方向置于轴线方向,有利于预防卷曲,且可以提升施工效果。(4)格栅拼接过程中,要保证受力强度低于设计指标,同时要加强对搭接长度的控制,要求横向搭接和纵向搭接分别为0.3m和0.6m以上,并且严格控制搭接质量,保证施工质量。(5)铺设时,要保证土层的平整性,清除碎石,保证整体施工质量。(6)铺设格栅完成后,要在2d内进行回填处理,第一层填料采用轻型推土机进行覆盖。同时要严格控制填筑的速率,对沉降进行监测,全面控制施工质量。

4强化软基处理的建议

4.1提升技术水平

施工技术是提升高速公路软基建设质量的重要保障。然而现阶段,施工单位工作人员的素质存在明显的不足,对整体施工质量产生了直接的影响。针对该问题,施工单位需要定期对施工人员的素质进行培训,同时建立明确的奖惩机制。①要对施工技术进行针对性的技术培训,针对施工的过程、方法以及注意事项进行逐步培训,提升施工人员的专业素质,以此来满足整体的建设需求。②要建立严格的考核机制,对于施工人员,在培训完成后,要对施工人员的专业素质进行考核,对于合格的员工,颁发相应的职业资格证,而对于未完成考核的员工,则需要继续培训,如果连续两次未达到合格指标,则建议采用淘汰机制,更换工作人员,以此来保证施工人员的整体素质。③在施工前,需要和施工人员进行技术交底,明确施工要求以及注意事项,最大程度的保障施工质量以及进度。

4.2强化对设备的投入

高速公路软基的建设,离不开对设备的使用,因此,施工单位需要严格控制设备的引进以及维护流程。①要优化设备的引进过程,在购买设备时,要对供应商的资质以及产品的质量进行合理的评估,在满足施工需求的基础上,要最大程度的保证设备的质量以及使用寿命。②在设备使用时,技术人员要对施工人员进行详细的指导,告知施工人员设备的基本数据设置以及操作流程,严格按照说明书来进行操作,这样不仅可以提升设备的使用效率,而且满足高速公路软基的建设需求。③施工人员要加强对设备的维护,严格按照要求来定期的维护设备,提升机器的使用精度以及寿命。

4.3选择科学的软基处理方式

对于软基的处理,需要严格的遵循规章制度,且要遵循建设的原则,其主要体现在以下几个方面:①需要保证处理的科学性。软基具有独特的结构特点,在施工设备以及操作技术方面,使用软土路基需要满足结构特性,同时要保证成本投入的可行性原则。②在处理过程中,要保证经济的可行性,运输以及工期是保证施工质量以及进度的重要因素,施工单位需要加强和第三方物流的协作和沟通,建立明确的运输制度,保证运输的及时性和有效性。③对于软基的建设,需要严格按照工期的设计来执行,保证最佳的施工质量。

5结语

如果对公路工程建设中出现的软土地基不进行有效地处治,就会导致路基不均匀沉陷,路面开裂等病害的发生,对道路的稳定性、安全性影响较大,同时还会增加公路的养护成本。软基施工是高速公路建设的重要组成部分,本文主要探究软基施工的关键技术,在分析理论的基础上,对铺垫材料、表层排水技术、振动挤密、加固水泥搅拌桩、路基换填、冻结以及复合地基技术和土工格栅技术进行探讨,最后提出软基施工建议。希望通过本文的分析,可以为高速公路软基建设提供借鉴,使其不断提升建设施工质量和效率。

参考文献:

[1]林敬樟.软土地基处理技术在公路施工中的应用探究[J].科技与企业,2014(15):255~256.

[2]尹明玺,李帅.高速公路软基处理中强夯法施工的应用[J].企业技术开发,2014,33(12):157~159.

[3]林敬樟.软土地基处理技术在公路施工中的应用探究[J].科技与企业.2014(15)

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