道路桥梁施工中的软土地基的处理技术分析
梁凯
浙江交工宏途交通建设有限公司 浙江杭州 310000
软土地基是制约道路桥梁工程质量和性能的重要因素。有必要综合分析软土地基的特点和施工中常见的问题,并根据不同的工程情况选择合理的处理措施,从而有效地解决基础问题,保证道路桥梁工程的安全性和耐久性。
1 软土地基的特点及危害
1.1 孔隙率高
软土颗粒间孔隙较大,可压缩性较高。在外部荷载的作用下,土体内部的孔隙会不断被压缩,土体的体积也会收缩,从而导致更大的沉降。在道路、桥梁、高层建筑等大型工程建设中,地基沉降的控制尤为重要。
1.2 渗透性差
由于软土渗透性差,水在土壤中的渗透速度慢,会影响土壤排水固结和地基加固的效果。在雨季或高水位地区,松软的地基容易吸水软化,导致其承载力和稳定性下降,进而增加地基沉降的风险。
1.3 抗剪性能差
软土抗剪性能差,在水平荷载(如路堤压力)的作用下,软土容易产生剪切破坏,从而导致高速公路整体失稳,不仅会带来巨大的经济损失,还会造成重大安全事故,危及人身安全。
2 道路桥梁施工中的软土地基的处理技术分析
2.1 换填土法
土壤置换法是软土地基处理中常用的一种技术。其原理是将部分或全部软土层开挖,并用强度高、透水性好的材料进行回填,以提高地基承载力,减少沉降。该替换技术适用于软土厚度较浅、地下水位较低的地基,可显著改善地基的物理力学性能。在置换施工过程中,需要对基础进行挖掘、选择回填材料、分层填充、密实处理。施工中应特别注意材料的选择,颗粒分布应满足排水和承载要求,避免二次沉降。为保证回填体的密实性,通常采用分层压实或压实技术,分层厚度一般控制在 20~30cm 。而置换填土法适用于局部软基处理,广泛应用于桥台或路基后方。对于较深的软土层或大面积地基,替代填筑法成本较高,施工难度较大,需要与其他处理技术相结合。
2.2 预压缩法
覆盖层预压是将土或砂石等重物在一定高度上叠加在地基上,对地基产生额外压力,促进软土孔隙水排出,加速土体固结的过程。真空预压缩是在基础表面铺设密封膜,利用真空泵抽走土壤中的空气和水分,形成负压环境,也达到固结效果。
在预压缩技术的应用中,预压缩时间和加载强度是关键参数,需要根据软土层的厚度、含水量、可压缩性等具体情况进行设计,以保证充分固结。排水系统的设置也是预压缩法成功的关键,常用的排水装置有砂井、塑料排水板等,有助于加快孔隙水的排出。
2.3 排水固结法
排水固结法是一种加速软土地基固结的技术。主要设置竖向排水通道,加快土体孔隙水的排出,从而缩短固结时间,提高地基承载力。排水固结法在软土地基上布置砂井或塑料排水板,形成快速排水通道。在基础上施加荷载时,软土层中的孔隙水通过这些排水通道迅速排出,土壤体积减小,促进加速固结。在路桥软土地基处理中,采用排水固结法进行排水通道的布置间距、深度和材料选择是十分重要的。
2.4 强夯施工技术
强夯法的主要原理是利用沉锤快速冲击软土,使软土颗粒相互作用,增加土壤密实度和承载力。在实际施工时,需要先用挖掘机或推土机对软土路基进行剖开,剥去表面的软土,露出更坚固的土层。切割后,需要使用一个振动压实机或压路机印前确保最初的稳定的路基软土路基,然后根据设计要求,确定的位置和间距上通过定位测量、路基强夯点和使用钻床挖掘洞深度约 10~20 米的预先确定的位置,和孔径一般在 0.3~0.6 米之间。根据设计要求,孔距一般在 1~1.5m 之间。然后需要在孔内添加预制的加筋筒或钢筋(也可以用水泥浆或混凝土填充孔),通过加固来提高软土路基的承载力。然后将动压实机放置在孔上,利用高频的冲击力,下沉锤通过导杆形成快速的冲击效果,使软土颗粒之间相互作用,提高土壤的密实度和承载能力,使软土颗粒重新排列,形成更坚实的基础。
2.5 深层搅拌桩支护保护方法
深搅拌桩支护方法是一种将水泥、石灰等固化材料混合到软土中,通过搅拌施工机械形成一定直径和深度的搅拌桩。深层搅拌桩支护法施工前,需要对软土层进行详细的调查分析,对软土类型、含水率、承载力、地层分层等参数进行确定和评价。通过地质调查分析,了解软土地基的物理特性和工程性质,确定软土地基的处理方案和施工参数,确保施工方案符合软土地基的实际情况,提高施工的准确性和有效性。然后,根据软土地基的地质条件和工程要求,确定合理的桩位布置方案,包括确定桩孔的位置、深度、直径、间距和布置形式等。在布置桩时,要保证群桩在软土地基中均匀分布,从而有效地提供良好的支撑,达到理想的改善效果。
然后,需要使用深层搅拌桩设备进行钻孔施工,将搅拌头送入软土中,同时注入水泥、石灰等固化材料。在注射过程中,搅拌头旋转搅拌,软土与固化物料充分混合搅拌,形成搅拌桩。搅拌桩设备将逐渐向下推,同时将固化后的物料不断注入。直到达到设计所需的深度。在搅拌桩的形成过程中,要密切注意施工参数的控制,包括注浆速度、搅拌深度、注浆压力等。同时要保证固化后的材料均匀注入软土,保证搅拌桩的密实度和强度符合设计要求。搅拌桩形成后,施工人员需要对桩顶进行拉直,以便进行上部结构的施工。
综上所述,在道路桥梁施工过程中,软土路基的处理方式多种多样,选择采用哪种技术应考虑软土特性和工程特性等因素。施工队伍应掌握软土路基施工的核心要领,确保技术的有效应用。为了优化软土地基的施工质量和效率,有必要进行详细的前期准备工作,并对施工过程进行严格的质量监督,从而显著提高路基的承载力,降低沉降风险,从而创建一个安全高效的运输系统。
参考文献:
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