道路桥梁建筑施工中软弱地基的处理方法
赵洪胜 刘亚楠
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摘要:本文围绕道路桥梁建筑施工中的软弱地基展开研究。首先阐述了软弱地基的定义、具有高含水量、低承载力等特征,分析其对道路桥梁施工在沉降、塌陷等方面的不利影响,明确提高强度、改善特性等处理的基本要求。接着详细介绍常见处理方法,包括管桩加固法、密实加固方法、加筋技术以及换填土法。随后探讨了软弱地基处理的质量控制与管理,涵盖施工前准备、施工过程、施工后检测验收,以及安全管理与环境保护等方面。
关键词:道路桥梁;软弱地基;处理方法;质量控制
引言
在道路桥梁建筑领域,随着基础设施建设规模的不断扩大,工程面临的地质条件愈发复杂多样。软弱地基作为一种常见且棘手的地质状况,广泛分布于众多施工场地。其独特的工程特性,如高含水量、低强度及显著的压缩性,给道路桥梁的施工建设带来了诸多挑战。若不能对软弱地基进行科学、有效的处理,极有可能引发地基沉降、结构失稳等严重问题,不仅会延误施工工期,大幅增加工程成本,还将对道路桥梁建成后的使用性能和安全耐久性构成潜在威胁。因此,深入探究软弱地基的处理方法,强化施工过程中的质量控制与管理,对于保障道路桥梁工程的顺利实施和长期稳定运行具有至关重要的现实意义,这也正是本研究开展的核心出发点。
一、软弱地基概述
1.1软弱地基的定义与特征
软弱地基包括淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土以及其余高压缩性土层组成等。这类地基具有以下特点:软弱土类含水量一般较大,其液性指数大于0.80,通常处于饱和软塑状态,甚至是流塑状态,地基土抗剪强度极低;压缩性较高、孔隙比较大,颗粒间土粒间孔隙比较多,造成压缩性更大,而且地基在竖向压力作用下地基变形会更大;软弱地基渗透性较低,土体中水分无法快速排出。
1.2软弱地基对道路桥梁施工的影响
道路桥梁建设中,地基软弱问题普遍存在,地基的沉陷问题是地基软弱比较常见的情况。由于地基具有较大的高压缩性,在道路桥梁结构自重荷载以及车辆荷载之下,容易发生大而均匀的沉陷。路面会产生高低不平、裂缝病害,大大降低路面行车安全性、舒适性;对于桥梁来说,可能会造成不均匀的沉陷,容易让桥墩发生倾斜,桥梁结构会因不同地点地基承载力不同而发生内力的重分布现象,会对桥梁结构的稳定造成不良影响。此外,地基承载力过小,无法支撑道路桥梁结构上部荷载,造成地基发生失稳现象,发生土体滑动、坍塌等,使施工被迫中断甚至发生事故,工期延长、工程造价增大。
1.3软弱地基处理的基本要求
处理软弱地基必须满足以下一些基本要求。必须强化地基的承载能力和稳定性,利用不同的处理工艺提升土体的抗剪强度,保证地基能够承受上部结构在道路桥梁中所传递的荷载,防止发生地基的失稳问题。有效提高地基的压缩性能,减少地基的沉降量以及地基的不均匀沉降,使道路桥梁结构的正常使用不受影响。加强地基的透水性能,加快土体中水分的排出,使土体实现固结,从而提升地基的强度。处理工艺过程中应采取安全可靠、技术先进、经济合理的原则,采取合理的选择地基处理的方法,确保在保障道路桥梁施工质量和施工安全的基础上,合理地进行资源和成本的优化控制。
二、常见软弱地基处理方法
2.1管桩加固法
利用各种管桩加固软弱地基的方式称为管桩加固法。夯实水泥土桩法是指按一定比例混合水泥及土并夯实成桩,桩体与周围土体共同受力提高地基承载力。其好处是材料来源丰富、造价低廉且可提高地基土的物理力学性质。钢筋混凝土管桩法是指利用预制的钢筋混凝土管桩打入或压入地基,依靠管桩较高的强度及稳定性承接上部结构荷载,适用于各种软弱地基,尤其适用于对沉降量要求较高的地基。
2.2密实加固方法
密实加固法是使用物理方法来提高土体的密实程度。动力固结法,也称强夯法,它是利用一个重锤自由高处落下,产生强大的冲击能对土体进行冲击,在土体表面及密实的同时,土体颗粒间发生重新排列而形成,从而使地基的密实程度提高,承载能力提高。强夯法操作比较简单、效果显著,一般应用于大面积软弱地基。排水挤密加固法是通过各种排水通道,比如砂井、塑料排水板等以加快土体中水分的排出,在土体自重以及外力荷载作用下,使土体渐渐地密实,增加了地基强度,一般用在饱和软黏土等软弱地基。
2.3加筋技术
加筋法是将土工合成材料、钢筋等加筋材料铺在软弱地基土中,利用加筋材料与土体的摩擦力以及黏聚力来提高土的承载性及稳定性。其中常用的加筋材料为土工格栅,土工格栅具有较高的拉力值和较高的柔性,能更好地分散荷载,提高地基承载力并减小地基的沉降。加筋法的施工方便,其也可与其他地基处理方法相结合,进一步提高处理效果,适用于道路路堤、桥台等位置。
2.4换填土法
换填土法是对地基一定范围内的软弱土层挖出,并用强度较大地基、压缩性较低的砂、碎石、灰土等材料进行换填。通过换填,将原软弱土层的不良影响排除,地基承载能力及稳定性得到提高。方法简单,施工设备要求较低,适用于处理浅层的软弱地基。在实际工程项目中可根据当地地质以及工程项目的情况选择处理的换填材料,以达到更好的处理效果。
三、软弱地基处理的质量控制与管理
3.1施工前的准备工作与质量控制
前期准备工作的充分与否是软弱地基处理质量的先决条件,因此在处理前要详细了解、准确勘察软弱地基位置的地质资料,即地基土层分布和土的物理力学性能以及地下水的位置情况,以便在后期设计及施工过程中正确判断。依据勘察所获得的数据,科学合理地拟定处理措施,并详细分析和考虑工程特点、所处的地质条件和最终的处理目的,使其成为科学设计的依据。
3.2施工过程中的质量控制措施
施工阶段的质量控制。管桩加固法施工应严格控制桩位的偏差以及桩身垂直度和桩长,确保管桩的按设计施工;密实加固施工如强夯法应控制好夯击能量、夯击数和夯点的间距等技术参数,确保地基的密实。加筋技术施工控制好加筋材料的铺设质量和连接的牢固性。
3.3施工后的检测与验收
施工完成后的检测验收要进行一次全面检验,在确定地基承载力已满足设计要求的前提下,通过沉降观测分析确定地基沉降是否稳定,并通过静载荷试验、动力触探试验等检测管桩的完整性,加筋材料的抗拉强度等是否达到了设计和规范规定的要求。在所有检测项目均满足要求时才予以验收,作为可开展下一阶段施工的标志。
3.4软弱地基处理的安全管理与环境保护
软弱地基的处治,不光要考虑质量问题的安全管理,还要注意环保。施工现场树立安全警示标志,及时进行施工人员的安全教育,严格进行施工操作,避免发生机械事故、触电事故。
结语
本文围绕道路桥梁施工中的软弱地基处理展开研究。明确了软弱地基特性及危害,阐述常见处理方法,如管桩加固、密实加固等,并强调各阶段质量控制与管理的重要性。研究成果为提升道路桥梁工程质量、保障结构安全提供有力支撑。未来,需持续探索创新技术,以应对复杂多变的地质条件,推动道路桥梁建设行业的可持续发展。
参考文献
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