道路桥梁软土地基施工技术的运用解析
2016-06-06
1 软土地基对路面的破坏
软土地基是道路桥梁施工的一个难点。软土地基主要是由粘土和粉土等一些细微颗粒含量较多的松软土、松散砂、大孔隙泥炭、有机质土等土层构成。软体地基具有固结慢、变形大、强度低的特点。由于软土地基的含水量比较大，影响道路桥梁施工的压实要求和技术标准。
2 施工过程中的质量控制
地基施工过程中，可以控制几个关键的参考指标提高施工质量，有效地解决软土地基的质量问题：
1）自然土。软土地基的基本构成是自然土，它的土质情况决定了地基上层的密实度。施工前，应该对自然土进行试验，分析自然土的颗粒状况。颗粒越细的自然土，回弹模量越低，越符合路基的使用要求。
2）含水量。路基填土材料的含水量要处在规范要求范围内，避免由于水分的蒸发导致路基的收缩，出现裂缝。施工现场的负责人要协同技术人员严格控制路基填料的含水量，如果含水量超标，要晾晒后使用。同时，施工阶段要尽量避免暴晒和雨淋，严禁水泥、石、砂的含水量增多；
3）密实度。软土地基上铺设路基是保证路基质量的关键，密实度可以反映路基各个层面的压实状态，判断出该路基层是否符合规范要求。路基施工阶段，施工人员要严格检测路基的稳定性、强度、耐久性，确保路基密实度得到保证。
3 软土地基的施工技术重点
施工单位及时采取有效的技术方案处理施工过程中的问题才能保证路基的稳定。软土地基作为路基的地基层，不仅影响施工的顺利进行，也决定了道路的使用性能。针对其存在的硬化、侵蚀、离析等问题，施工单位应该注意以下几点：
1）合理确定配合比。试验工程师要通过一系列的实验分析软土地基的强度、稳定性等，确定合理的掺料配合比，避免地基鼓胀、裂缝、坑陷等问题。
2）高效的排水系统和加压系统。施工单位应该保证排水系统的通畅，及时将地基的水引出，促进地基排水固结的加快。同时，利用加压系统对土体施加荷载，提前完成沉降固结。比如，在地基土中设置竖向排水体和水平排水垫层，以缩短排水距离、改变地基排水边界条件、加快排水速度，然后进行加载，提高固结速度；
3）沉降处理技术。软土地基施工过程中，地基沉降现象频繁发生，破坏了路面结构稳定。施工单位应该采取新的技术方案从不同的方面处理沉降现象。目前，处理沉降的常用技术有石灰技术、管桩技术、铺垫技术、填补技术等，施工人员要根据施工的具体环境和施工条件合理选择：（1）石灰技术。作业人员运用该技术时要按照标准流程操作，采用人工或机械将软土清除，填放生石灰（达坑深度的 1/3），进行回填碾压。生石灰具有吸湿性，可以加强软土地基层面的密实度，增强抗裂、抗震性能；（2）管桩技术。对于软土厚度较大的区域，为了避免填土高度太大可以选用这种技术。这种技术需要结合预应力管桩方法，操作时，要按照路桥工程的相关施工规范进行。此外，要选择与软土地基相适应的管桩结构；（3）铺垫技术。该技术主要是利用一个砂层处理过渡段的软基，还可以提高路基的排水性能。填土施工时，软土路面的负荷会逐渐变大，路基内材料由于荷载的压力，材料紧密性加强，显著提高了软土地基的强度；（4）养护技术。科学的养护方案有助于软土地基的强度发展，促进施工作业的顺利进行。施工项目组应该安排专业人员参与养护工作，确保养护环节中的操作符合相关规范，保证工程质量。
4 软土地基施工技术的应用分析
1） 表层排水法
在表层粘性土里面加入添加剂等物质，提高了填土固结和稳定效果，同时改善了地基的压缩性能和强度特性。软土地基敷垫砂垫层在地基上部软土层含水量大和土层较薄的时候，因为砂垫层有上部排水层的功效，同时砂垫层也是填土内地下排水层，可以很好地降低填土内水位，给施工机械提供了很好的通行条件。当地基的土层分布不均匀的时候就会导致土层局部不均匀侧向和沉降变位，当出现这些现象时，就要利用敷垫材料的抗剪力和抗拉力减小地基局部的侧向和沉降变位，增加施工机械通行的同时可以提高地基支撑能力。施工企业工程的设计会依据填土载荷的宽度大小、地基表层强度来选择比较适合的敷垫材料。
2）粉喷桩加固处理法
清除障碍，保持场地的平整，当施工的场地不能满足机械行走要求的时候就要铺设碎石和砂土垫层；对于低洼的施工场地就要采用回填粘性土的方法。在进行粉喷桩施工之前要准备施工场地工程地质报告、土工试验报告、原地面高程测量资料和数据表、粉喷桩设计桩位图等。粉喷桩施工工艺都是根据设计的要求实测和配比进行的，同时各项的参数也都是由试桩确定的，通过试桩可以确定搅拌速度、单位时间的喷粉量、钻进速度、提升速度等。
3） 排水固结法
排水固结法是利用地基排水的固结特性，在道路桥梁工程建造之前，对地基进行加荷预压，使地基强度加固的有效措施。为了促进地基排水固结，要在粘性土地基中设立垂直排水柱，从而增加了抗剪强度，通过深层复合地基加固和采用深层排水固结可以提高软土地基的承载能力。排水固结法多数都和缓速填土法或加载法共同使用，一般很少单独使用。排水固结法对于泥炭质地地基的效果稍差、均质粘土地质的效果最好。
4） 加载法
加载法预先促进软土地基的沉降，增加了地基的强度，防止填土路面沉降被破坏。地基固结沉降的方法主要是减少间隙水压提高效应力法和地基增加总压法。减少间隙水压提高效应力法是依靠大气的压力加载促进固结大气压加载法，地基增加总压法是利用填土荷载式填土加载法。降低地下水法适用在上部和中间有砂层的地基，要在施工区间打入钢板来围护，这样能降低地下水位，同时也不会影响周围的环境。填土加载法和自沉时间、载荷重量都是有必然联系的，其目的是路面铺装完残余的沉降量得到控制，当难以保证地基稳定和加载重量过大的时候应该考虑与缓速加载法结合使用。在施工的过程中要进行全面动态观测，因为沉降和实践关系难以预测，必须要确定预载后残余的沉降量，防止地基被破坏。
5） 挤密法
土和灰土挤密桩法是利用在形成桩孔过程中侧向挤压作用挤密桩间土，然后将桩孔用灰土或素土分层密实夯填。用灰土夯填被称为灰土桩挤密法，用素土夯填被称为土桩挤密法。灰土和土桩法多数用于处理厚度比较大的填土地基和湿陷性黄土，因为灰土和土桩法都具有就地取材、深层挤密和原位处理的特点。石灰桩法采用人工地基和机械地基成孔灌入一定比例的火山灰、炉渣、粉煤灰或石灰块等进行夯实和振密形成桩体，石灰体含有的掺合料和生石灰拌合之后水分发生反应，导致生石灰体积膨胀，这个时候就容易发生堵管的现象。砂石桩法是利用冲击和振动的方式在软土地基中成孔填入砂、碎石、卵石、砾石等材料，砂石桩法是形成大直径密实砂石桩体的软土地基处理方法。
结束语
软土地基对道路路基的稳定影响很大，道路桥梁的寿命和质量是由软土地基施工质量的优劣决定的。在道路桥梁施工的过程中，应该根据实际情况，确定合理的施工方法，虽然每种方法都有其自身的局限性，但是只要是符合设计要求，本着节约成本而收到良好效果的原则，就可以采取此施工方案。另外，我国应该加大力度研究道路桥梁软土地基的施工工艺和措施，提高道路的稳定性和安全性，减少工程事故的发生。
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