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市政公路桥梁工程勘察和桥基处理技术应用分析

作者

王霜

中榕规划设计有限公司 湖南长沙 410000

市政公路桥梁工程作为城市交通网络的关键节点,其工程质量与城市交通网络的畅通与否存在必然联系,而工程勘察作为工程实施的首要环节,为桥梁基础施工提供了有力的数据参考,并直接关系到桥梁基础的安全性、稳定性与耐久性。为此,在桥基施工开始之前,需要遵循严格的工程勘察流程,并优选桥基处理技术,以延长桥梁的使用寿命,提高桥梁工程整体质量。

一、市政公路桥梁工程勘察方法

市政公路桥梁工程项目实施之前需要通过现场勘察的方法掌握详实的地形地貌、地质构造、水文条件等信息,进而桥梁施工的顺利进行提供重要的参考依据,当前,常用的工程勘察方法包括工程地质测绘、钻探、原位测试以及物探技术。

(一)工程地质测绘

工程地质测绘通过对地面地质现象深入细致的观察,将施工区域内的地形、地貌、地质、水文信息统一绘制在地形图上,以划定重点施工区域。开展测绘工作时,多采用路线穿越法、追索法、布点法,以全面记录地层岩性、地质构造、不良地质现象、地下水分布等信息。市政公路桥梁的稳定性与地质构造、自然灾害发生频率息息相关,因此,工程地质测绘需要重点关键断裂构造,以及滑坡、泥石流、岩溶等地质灾害的发育发生特点,并对一些潜在的地质灾害进行精准识别,进而为工程选址、施工图设计提供确凿的参考数据[1]。

(二)钻探

技术人员利用钻探设备钻进取样,并获得岩芯或者土芯样品,然后通过对岩石岩性、厚度、构造等特征的观察掌握施工区域的水文地质信息。在市政公路桥梁施工中,钻探取样的位置多在桥墩、桥台处,以查明地基持力层的埋藏深度、岩土力学性质。整个钻探过程,技术人员需要详细记录钻孔深度、进尺速度、岩芯采取率、地下水位信息,并对样品进行妥善保管,然后通过实验室试验分析的方法获取样品密度、含水量、压缩性、抗剪强度等指标,这些指标为桥梁地基处理方案的编制提供了强大的数据支持,以便于桥梁基础施工的高效展开。

(三)原位测试

这种工程勘察方法主要是在岩土体保持天然状态时开展测试工作,以获取岩土层密度、含水量、压缩性等指标。市政公路桥梁工程在实施过程中,多利用标准贯入试验、圆锥动力触探试验、静力触探试验、十字板剪切试验测量土体密实度、地基承载力。比如标准贯入试验多适用于测定砂土、粘性土的密实度与地基承载力;圆锥动力触探试验多用来测定碎石土、砂土的密实度与承载力;静力触探试验可以获得贯入阻力、锥尖阻力、侧壁摩阻力等参数;而十字板剪切试验多用来测定饱和软粘性土的不排水抗剪强度。在市政公路桥梁地基施工中,通常利用原位测试的方法对桩基承载力进行精准评价。

(四)物探

物探主要是利用电阻率法、地震勘探法、地质雷达法测定岩土体的密度、弹性、导电性、磁性等物理指标。其中,电阻率法用于探测地下水位、划分地层、寻找地下洞穴及不良地质体;地震勘探法可以精准确定基岩面起伏、地层结构与构造等信息;地质雷达法主要用来检测地下管线、洞穴、裂缝等浅层地质异常体。相比于其他勘察方法,物探法具有快速、高效、经济、无损等特点,在保持地面与地下结构不被破坏的情况下,获取具有参考价值的地质信息,进而为市政公路桥梁工程的顺利实施提供科学的参考依据,特别在处理桥梁基础时,通过物探法获取的数据信息具有极高的参考价值。

二、市政公路桥梁工程桥基处理技术的具体应用

(一)换填法

换填法作为一种简单实用的地基处理法,在市政公路桥梁基础施工中得到广泛应用,这种方法主要适用于处理深度在 3m 以内的浅层软弱地基或者不均匀地基,换填材料多以级配良好的中粗砂、碎石、灰土、素土为主,在实现原土层置换以后,可以使新土层承载力大幅提升。以某城市内河桥梁为例,引桥部位地表存在 1.5-2.5m 厚的淤泥质土层,现场测定结果显示,该位置承载力仅为 60kPa ,与设计要求不符。施工单位通过深入细致研讨,决定采用换填法来处理淤泥质土,并通过分层回填的方法将淤泥质土替换成碎石与中砂混合料,每层厚度在 30cm 左右,然后利用振动压路机进行分层压实,压实后的土层密实度达到 95% 以上。为确保换填质量,施工单位针对材料粒径、含水量等参数进行严格控制,并利用环刀法、灌砂法检测压实度。这种多应用在一些小型的市政桥梁施工当中,不仅工艺流程简化、施工效率高、投入成本低,同时在提高浅层地基承载力方面具有显著效果 [2]。

(二)桩基础

桩基础按照成桩条件划分包括预制桩与灌注桩,预制桩包括钢筋混凝土预测方桩、预应力混凝土管桩、钢管桩,这种桥基处理技术施工速度快、桩身质量稳定性好、承载性能可预测性强。但是,预测桩对场地要求高,并且施工过程伴随着噪声污染。以某市政公路桥梁工程为例,在处理桥基时,施工单位采用了 PHC(预应力高强混凝土)管桩基础,桩径 600mm ,桩长 25-30m ,并通过静压的方法对桩基础进行处理,单桩竖向承载力达到 3500kN ,为了确保桩体垂直度与入土深度与设计要求相符,技术人员对压桩力进行实时监测。

而灌注桩主要包括钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、沉管灌注桩,由于灌注桩可以根据地质条件灵活调整桩径、桩长等参数,因此,更加适合于一些大跨径市政桥梁及深水基础。比如某城市的座跨江大桥主墩基础施工,水下存在 40m 厚的粉砂层与强风化岩层,根据现场调研结果,施工方采用直径 3m、桩长 85m 的钻孔灌注桩,并利用旋挖钻机成孔及水下混凝土灌注相结合的方法,使水下桥基的稳定性得到可靠保障。为了解决施工当中泥浆护壁塌孔、沉渣厚度过大、混凝土浇筑质量缺陷的问题,施工方借助于超声波检测技术对桩身完整性进行实时检测,这就给桥梁整体质量的提升奠定了坚实基础 [3]。

(三)加固法

当前,在处理市政公路桥梁基础时采用的加固法包括深层搅拌法、高压喷射注浆法等。其中,深层搅拌法地主要利用水泥、石灰等固化剂,按照一定比例混合,以形成整体性强、水稳定性好的水泥土桩体或者连续墙,以提高桥基承载力,最大限度地降低沉降事故的发生概率。比如某城市桥梁基础施工中,针对深厚软土地基,施工方采取了深层搅拌桩处理技术,桩径为 500mm ,桩间距为 1.2m,并呈梅花型分布。施工过程通过对搅拌深度、提升速度、水泥掺入量等参数的严格控制,经过加固处理的地基承载力提升至 180kPa 。

高压喷射注浆法主要是通过高压射流的方法对土体进行切割,然后注入事先配置好的水泥浆液,以形成不同形态的加固体,这种方法多用于地基加固与止水帷幕施工,通过对桥梁基础的补强处理,桥梁发生沉降变形可能性大幅降低。

三、结语

市政公路桥梁工程勘察为桥基处理提供了科学、精准的参考数据,根据勘察数据,施工单位可以合理选择桥基处理方法,也可以结合施工区域土质条件的复杂程度,采取多种处理技术相结合的方式,使桥梁基础具备足够的承载能力,保障市政交通基础设施的安全稳定运行。

参考文献:

[1] 焦阳 . 市政公路桥梁工程勘察和桥基处理技术研究 [J]. 城市建设理论研究 ( 电子版 ),2025,(01):187-189.

[2] 赵训洲 . 岩溶地区路桥工程勘察与桥基处理方案分析 [J]. 中国住宅设施 ,2024,(07):43-45.

[3] 李伟 . 市政桥梁桩基础施工关键技术及质量控制要点研究 [J]. 运输经理世界 ,2024,(36):98-100.