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市政道路桥梁隧道软土地基处理对策

作者

常润彪

公民身份号码 13072319900915005X

导言:在实际的城市建设过程当中,会给市政道路桥梁隧道工程质量产生影响的因素有很多,在这之中软土地基就是一个很重要的影响因素。由于软土地基具有很强的不确定性,因此对于道路桥梁隧道整体结构的稳定性会造成很大的影响,想要保证工程项目的安全性,就要对软土地基可能对工程项目施工所产生的影响进行深入的分析,并且提出具有针对性的处理方案。

1. 软土地基特性及危害性

1.1 特性

首先,软土地基的土质比较松软,土体的颗粒比较大,颗粒之间存在着很大的间隙,主要分布在一些水量比较充沛的低洼地带,这种土体的含水量通常都处于近饱和状态。其次,这种土体有着很强的压缩性,在外力的持续作用下其表面会出现严重的变形,进而产生大面积下沉问题,这对于建筑物的稳定性与安全性会产生非常大的影响。而且由于软土地基的承载能力比较低,因此在进行桥梁隧道建设工作之前需要对其进行加固,在提高其承载力之后再进行后续工作。最后,该土体具有很高的灵敏性,如果土体结构发生了改变,那么其原有的结构强度就会迅速降低,很难恢复到初始状态。

1.2 危害性

一般来说,桥梁隧道的软土地基如果出现质量问题,将造成桥梁隧道运行承载力下降和空间严重磨损的问题。主要通过几个方面进行作用,如果软土地基的结构出现了沉降,桥梁隧道就容易出现平面塌陷的问题,从而严重阻碍了车辆通行。而软土地基的强度降低也会造成桥梁隧道的路面出现裂缝,甚至于带动桥梁栏杆以及隧道表面的变形,从而出现翻浆的不可控后果。而桥梁隧道在运行支护结构的过程中,应对其预应力筋一定的划分。当预应力足够达到荷载能力,支护结构才能发挥其作用。然而,软土地基多半是天然形成的冲刷结构,其土层坚固程度较高,而敏感脆弱,所以需要利用较大预应力的支护结构,能够随时抵御软土地基的变化。由于软土地基的沉降或者渗漏是不确定的,所以很多支护结构长时间难以发挥作用,就会遭到侵蚀,所以需要及时更换。而支护结构的实际应用材料较多,大多难以抵抗软土地基消磨的强度,就会造成严重的局部性空洞等不良后果,当裂缝在局部不断扩散,就会形成中心结构完全损伤的局面,致使地下渗透。当地下渗透以后,就会逐渐的冲垮路面,尤其是因为软土基中心比两侧灵敏,就会导致两侧出水量较小,而两侧路面不均匀,从而难以发挥道路的平整作用。路面错台将与洞外路面产生较严重的落差,从而不利于车辆平稳运行,发生交通事故的可能性极高。

2 市政道路桥梁隧道工程软土地基处理对策

2.1 预支护

预支护指的是在工程开展前便做好相关的加固处理,常见的预支护方法有以下几种:第一,管棚法。管棚法是把钢管等结构安装在提前预制好的孔洞中,根据隧道轮廓将其排列为钢管棚,之后开展钢管灌浆操作,保证钢管与钢架结构结合形成预支护结构。预支护法在软土地基处理过程中应用效果较为优异,可以提高土质的横向拱以及纵向梁的作用力,支护成效较为良好;第二,小导管法。在桥梁隧道纵向拱及周边,根据合理的角度来排列设置注浆管道,小导管法的应用效果与管棚法相近,都能够对软土地基起到很好的处理效果;第三,锚杆法。锚杆法在一些浅层松散地基中的应用具有明显优势,主要根据隧道纵向拱上方开挖轮廓线外相应位置,并结合向下外插角来设置砂浆锚杆,能够提高整体稳定性;第四,掌子面喷射混凝土封闭法。若隧道洞口岩层含水率较高,整体质地较为松散的情况下,可以利用混凝土喷射的方式来封闭掌子面,能够有效规避岩体坍塌等现象,而且还可以起到支护的效果。同时掌子面封闭还能够当作止浆墙,保证混凝土浆能够渗入石缝中,保证封闭与加固的效果。

2.2 预加固

预加固处理法一般有地表注浆和洞内钻孔注浆两种加固方式。第一,地表注浆法,地表注浆法在应用过程中,在地基浅层位置增设具有孔洞的钢管,之后向钢管中加注混凝土,从而将钢管作为提高地基整体稳定性的支护结构,地基较为松散的问题也能进行改善。地表注浆法通常在土质颗粒较大,同时承压力不足的地基中应用效果最为明显;第二,洞内钻孔注浆法,在地基中进行钻孔,之后在孔洞中注入相关的具有凝胶性的加固物质,从而加强软土地基的稳定性和强度。在应用洞内钻孔注浆法时,涉及相关的注浆设备,在施工过程中通过注浆机来实现凝胶填充物的注浆,当填充物注入地基中后,不断凝结,能够有效提高软土地基的稳固性,洞内钻孔注浆法的主要优势在于不仅能加强软土地基的稳固性,同时还能避免水分冲刷现象导致的土质流失问题,进一步规避地基沉降现象,确保地基的整体加固效果。

2.3 挤密压实法

一般来说,挤密压实法有软土地基强夯处理及石灰填塞两类方法。其一,软土地基强夯法。通过捶打的方式实现软土地基的压实,通常需要用到压路机等设备来完成,通过这种方式来压实软土地基,可以降低地基中的裂缝现象,从而保障地基的整体稳固性。强夯法的成本投入较少,同时在市政道路桥梁隧道工程中应用的成效也较为明显,尤其是一些浅层软土地基,强夯法具有较为显著的优势,不过针对含水量较大的软土地基应用效果则较差,同时在夯实地基时还要增设排水相关设备,降低软土地基的含水量,从而保证强夯法的效果;其二,石灰填塞压实法。石灰填塞压实法在多数市政道路桥梁隧道工程中都有应用,可以通过石灰的吸水特征,以及吸水膨胀特性,之后对地基进行挤密压实,可以进一步加强软土地基的承载能力。相比之下,石灰填塞压实法在含水量较大的软土地基中应用效果更好,可以明显降低软土地基中的含水量。

2.4 固结排水法

对于有机质粘土类地基来说,固结排水法往往能发挥很好的作用。固结排水法具有完善的排水系统,其结构有水平排水砂垫层,能够提高软土地基的固结速率,降低基孔隙水的排水间距,优化地基排水条件。若软土地基的渗透性较高,同时与地表距离较近,那么地表则只能铺设砂垫层,不能直接使用竖向排水体。一般水平砂垫层需要确保厚度达到实际要求,约在50cm,应用粗或中砂。水平差垫层的两边需要留余出较地基宽约 1m 的距离,以此来确保排水的效果。竖向排水通常选用塑料排水板,水平砂垫层与竖向排水也需要保障畅通性,在应用前还需要设置好砂垫层,并设计 4% 左右的横坡,之后再设计竖向排水体。在应用固结排水法时,可以对地基起到固结的效果,同时实现软土地基的压实,而操作起来难度也较低。塑料排水板的成本较低,同时对于地基的影响也不大,可以利用部分设备来实现高效处理。不过固结排水法的应用会影响到填土效率,同时对于一些高等级道路工程需要利用临时路面来过渡,当地基基本稳定下来,才可以形成永久路面。

结束语:

总的来说,在我国城市化进程快速推进的影响下,桥梁隧道工程的规模也在不断扩大,起到了推动城市交通运行、维系交通纽带的作用,切实提升了我国城市化质量。但同时,桥梁隧道工程本身具有特殊性,在施工过程中要解决软土地基的强化问题,这就要求建设单位首先要完善施工设计方案,其次要提升施工人员的专业技术能力,最后还要强化自身施工技术,在此基础上才能有效起到提升桥梁隧道工程整体质量的目的。

参考文献:

[1] 李柏松 . 市政道路桥梁隧道软土地基处理对策 [J]. 中国住宅设施,2024,(05):137-139.

[2] 徐国玉 . 市政道路桥梁隧道软土地基治理对策 [J]. 散装水泥,2023,(01):113-115.

[3] 管学其 . 市政道路桥梁隧道软土地基处理对策分析 [J]. 建材与装饰,2020,(08):289-290.