引言
公路桥梁工程是国家基础设施建设的重要组成部分,其施工质量直接关系到人民生命财产安全和社会经济发展。软土地基由于其高压缩性、低承载力和易变形的特点,给公路桥梁工程的施工带来了极大的挑战。因此,研究软土地基处理技术对于确保工程质量、安全以及延长工程使用寿命具有重要意义。
一、公路桥梁工程中软土地基处理的重要性
1、确保工程质量与安全
软土地基由于其承载力低、压缩性大、透水性差等特点,如果不经过处理直接进行建设,很容易导致地基沉降不均、结构变形甚至破坏。通过采用如加固、排水、置换等方法对软土地基进行处理,可以显著提高地基的承载能力和稳定性,确保桥梁结构的完整性和安全性。例如,采用深层搅拌桩或预压技术,可以有效改善软土的物理力学性质,减少沉降量,保证桥梁的正常使用[1]。
2、延长工程使用寿命
合理的地基处理措施能够有效抵抗外部环境因素的影响,如水流冲刷、冻融循环等,从而延长桥梁的使用寿命。通过在软土地基中设置排水系统,可以加速地下水的排出,减少水分对土体的侵蚀作用,降低土体的膨胀性和压缩性,从而提高地基的长期稳定性。适当的加固措施还可以提高地基的抗震性能,减少地震等自然灾害对桥梁的破坏。
3、降低返工修复风险
未经处理的软土地基在桥梁使用过程中可能会出现沉降、裂缝等问题,这些问题不仅影响桥梁的正常使用,还可能导致昂贵的返工修复费用。通过预先对软土地基进行处理,可以大大降低这些风险。例如,通过预压技术可以使软土在施工前达到一定的预固结状态,减少后续使用中的沉降量,从而避免或减少因地基问题导致的修复工作。
二、 公路桥梁施工中软土地基处理技术应用
1、 换填施工处理技术应用
清除软弱土层:首先,需要清除地基表面的软弱土层,这些土层往往具有较高的含水量和较低的承载能力。选择合适的换填材料:换填材料的选择应根据工程的具体情况和要求来确定。常见的换填材料有砂、砾石、碎石等,这些材料应具有良好的承载能力和稳定性。分层换填:将选定的换填材料分层铺设在清除软弱土层后的地基上,每层材料的铺设厚度和压实度应严格控制,以确保地基的整体稳定性和承载能力。压实处理:换填完成后,需要进行压实处理,以提高地基的密实度和稳定性。压实处理可以采用机械压实或振动压实等方法[2]。
2、深层水泥搅拌桩施工处理技术应用
首先,需要确定搅拌桩的布置位置和数量,并准备好所需的水泥、水和搅拌机等设备和材料。搅拌桩施工:使用深层搅拌机将水泥浆注入到软土中,并与软土进行混合搅拌。搅拌过程中,应控制搅拌机的下沉速度和旋转速度,以确保搅拌的均匀性和充分性。养护处理:搅拌桩施工完成后,需要进行一定时间的养护处理,使水泥与软土充分反应并硬化。养护期间,应避免对搅拌桩进行扰动或加载。质量检测:在搅拌桩施工完成后,需要进行质量检测,以评估搅拌桩的承载能力和稳定性。常见的检测方法包括取芯试验、静载荷试验等。
3、 粉体搅拌施工处理技术应用
(1)施工准备
准备所需的粉体固化材料,如石灰粉、水泥等,并确保这些材料的质量符合施工要求。检查施工机械和设备,确保它们能够正常运行,满足施工需要。
(2)粉体搅拌施工
使用专用的粉体搅拌机械,通过压缩空气将粉体固化材料输送到软弱地层中。凭借搅拌机械的钻头叶片,在原位进行强制搅拌,使粉体固化材料与软土充分混合,形成土和掺和料的混合物。
(3)技术要求
石灰粉应该是细磨的,最大粒径应小于2mm,以防止在搅拌过程中石灰聚集。石灰粉应尽量选取纯净无杂质的,其中氧化钙和氧化镁的含量至少应为8.5%,氧化钙含量最好不低于80%。石灰粉的储存期不宜超过三个月,以确保其活性。
(4)施工效果
粉体搅拌施工处理后的地基,其承载力和稳定性得到显著提高,适用于大范围软基处理。该技术施工机具简单,设备小型便于操作,且加工费用低廉,技术效果明显。
4、碎石桩施工处理技术应用
(1)成孔施工
使用振动、冲击或水中等方式在软弱地基中成孔。控制成孔的深度和直径,以满足设计要求。
(2)碎石填入
将碎石或砂挤压入已成的孔中,形成大直径的碎石所构成的密实桩体。碎石桩的密实度应满足设计要求,以确保其承载力和稳定性。
(3)加固机理
碎石桩在软弱地基中成桩后,形成了碎石桩和桩间土组成的复合地基。密实的碎石桩置换了与桩体体积相同的软弱土,形成的复合地基承载力比原软弱地基承载力高,而变形量则减少了。
(4)施工效果
碎石桩施工处理技术可以显著提高软土地基的承载力和稳定性,减少地基沉降。该技术适用于高速公路、桥梁等工程中的软土路基处理,并已得到广泛应用。
5、 排水施工处理技术应用
(1)具体施工步骤
地质勘察:在施工前,对地基进行详细的地质勘察,了解地基的土质、含水量、渗透性等参数,为排水系统的设计提供依据。排水系统设计:根据地质勘察结果,设计合理的排水系统,确定排水沟、盲沟、渗沟等的位置、尺寸和间距。开挖排水沟:按照设计要求,开挖排水沟,确保沟底平整、沟壁竖直,并设置合适的坡度以便于排水。设置盲沟和渗沟:在需要的地方设置盲沟和渗沟,以增加排水面积和排水效率。盲沟和渗沟的材料应具有良好的透水性。安装排水管道:在排水沟、盲沟、渗沟中安装排水管道,将水分引入集水井或排水沟中,便于集中处理。回填与压实:在排水系统施工完成后,进行回填与压实工作,确保地基的密实度和稳定性。
(2)技术效果
排水施工处理技术能够显著改善地基的排水条件,降低土体的含水量,从而提高地基的承载能力和稳定性。同时,该技术还具有施工简便、成本较低等优点。
6、 反压护道施工技术处理应用
(1)具体施工步骤
测量与定位:根据设计要求,测量并确定反压护道的位置和尺寸。堆填土石:在路堤两侧按照设计要求堆填土石,注意控制堆填的高度和坡度。压实处理:对堆填的土石进行压实处理,确保其密实度和稳定性。监测与维护:在施工过程中和完成后,对反压护道进行监测和维护,确保其稳定性和有效性。
(2)技术效果
反压护道施工技术能够显著提高软土地基的稳定性,减少地基的侧向位移和沉降。同时,该技术还具有施工简便、成本较低等优点。但需要注意的是,反压护道的设计和施工需要充分考虑地基的实际情况和工程要求。
7、 强夯法施工技术处理应用
(1)具体施工步骤
施工准备:准备重锤和起重机等施工设备,并检查其性能和安全状况。试夯确定参数:在施工前进行试夯试验,确定夯击能量、夯击次数、夯击遍数等参数。夯击施工:按照确定的参数进行夯击施工,注意控制夯击的均匀性和密实性。质量检测:在夯击完成后进行质量检测,评估地基的密实度和承载能力是否满足设计要求。
(2)技术效果
强夯法施工技术能够显著提高地基的密实度和承载能力,降低地基的压缩性。同时,该技术还具有施工速度快、效果显著等优点。但需要注意的是,强夯法施工需要严格控制施工参数和施工质量,以确保施工效果和安全[3]。
结论
软土地基处理技术是确保公路桥梁工程质量和安全的关键。本文通过对各种处理技术的研究和分析,提出了一套综合的软土地基处理方案。实践证明,合理选择和应用这些技术能够有效提升软土地基的承载能力和稳定性,为公路桥梁工程的顺利进行提供技术支持。
参考文献:
[1]何昌. 软土地基处理技术在公路工程施工中的应用研究 [J]. 工程技术研究, 2022, 7 (20): 77-79.
[2]王向配. 软土地基处理技术在公路工程施工中的应用 [J]. 建材与装饰, 2020, (01): 245-246.
[3]颜振颖. 公路工程施工中的软土地基问题及处理技术 [J]. 中国公路, 2019, (02): 114-115.