道路与桥梁施工中软土地基施工技术研究
时间：2023-02-27 21:20:05 来源：千叶帆 本文已影响人
文／高福玖 龙口市公路工程总公司 山东烟台 265700
1.1 结构产生沉降
软土地基的含水量较高、渗水性能较差、压实难度较高，在道路与桥梁工程施工中道路与桥梁工程的服务目标是各类车辆，在区域经济交流频率不断提高的情况下，道路与桥梁工程所需要承载的车辆荷载也在增多，若前期没有做好软土地基的处理工作，那么在投入使用后，上部车辆荷载也会向路基持续传递荷载，在超出软土地基承载力之后，如果不能对软土地基进行合理加固，也将带来结构不均匀的沉降问题。另外，地基不均匀沉降也会影响到道路与桥梁工程应用的稳定性，增加安全隐患的发生概率。
1.2 地面出现裂缝
进行道路与桥梁工程建设时，混凝土是主要的施工材料，虽然此类材料在应用中，具有运输过程方便、应用成本低廉、应用效果良好等特征，但是混凝土材料的抗拉性能较弱，如果在前期软土地基的压实质量较差，在自重、车辆荷载作用下，软土地基也会出现不均匀沉降，在超出混凝土抗拉能力上限后，也会引起路面破碎问题，威胁到相关人员的使用寿命。
2.1 因地制宜原则
在软土地基施工技术的应用中，需要遵循因地制宜原则，以确保施工技术最终的应用效果。具体体现在以下几方面：（1）不同区域内的软土地基性质（如含水量、孔隙率等）存在一定差异，即使在同区域内，也存在性质不同的情况。这就要求在前期展开施工前，对区域内的基础资料进行科学化整理，了解软土地基含水量、层厚、孔隙率、渗水性等，后续施工为活动的展开奠定基础。（2）完成施工技术选择后，所选施工材料也需要和施工技术相契合，以确保施工技术应用结果的合理性，逐步改善地基结构的流动性。
2.2 环境协调原则
不同类型的道路与桥梁工程，在建设活动中所遵循的施工要求也存在差异。例如，高等级道路和桥梁工程，由于年通车量巨大，因此路基压实度和平整度要求较高，三级道路工程的年通车量较少，其路基压实度与平整度的要求较低。因此在对道路与桥梁工程软土地基进行处理时，也需要遵循环境协调原则，选择相匹配的地基处理工艺，从而起到控制地基沉降的问题。比如，三级道路工程软土地基处理时，可以使用堆载预压技术、换填技术等手段提高路基强度，以满足相应的使用要求。需要注意的是，在道路与桥梁工程的施工中，需要做好道路与桥梁工程的宽度设计及具体形状等参数进行整合，以提高软土地基最终的处理效果。
2.3 经济性原则
除上述提到的相关内容外，软土地基施工技术应用中，也需要遵循经济性原则。具体体现在以下几方面：（1）技术经济性考量，在软土地基的施工中可能会使用2种以上的施工技术来处理软土地基，这也需要在确保所选技术合理性的同时，降低技术施工成本支出。（2）材料经济性考核，施工技术的应用离不开各类施工材料的支持，这些成本占比为总成本的50%-60%，要求在前期基于施工技术应用要求，筛选合理的施工材料，减少此项内容的成本支出。（3）施工设备经济性考核，软土地基施工期间会使用到挖掘机、钻孔工具、注浆机等，控制好设备采购和租赁比例，确保设备选择结果的经济性。
3.1 注浆加固技术
此类处理技术的处理原理在于，将拌和好的水泥浆注入钻孔内，控制好注浆压力，确保水泥浆可以蔓延到软土地基中，固结后会和软土地基形成整体结构，以提高软土地基整体稳定性。在技术的具体应用中需遵循以下步骤：（1）对于软土地基所在区域的基础情况进行整理，根据整理结果在区域内布置钻孔，深度需要穿过软土地基，所布设注浆孔数量需要完全覆盖软土地基所在区域，为后续注浆活动的展开奠定基础。（2）水泥浆的水灰比控制在0.50-0.75，确保水泥浆具有良好的流动性，可以沿着软土地基孔隙流动。注浆时的操作压力需控制在0.5-1.0MPa，等待浆液溢出注浆孔时，会暂停继续注浆，但是需要稳压1-2min，确保浆液可以完全渗入到软土地基深处，提高注浆加固效果。此技术多应用在孔隙率较大、拥有一定含水量的软土地基处理中，也是目前常用的处理方法。
3.2 深层石灰搅拌桩技术
此类处理技术的处理原理在于，将拌和好的水泥浆灌注到钻孔中，利用搅拌机进行搅拌，等待泥浆固结之后会和软土地基形成整体结构，从而提高整个软土地基结构的稳固性。技术的应用流程如图1所示，具体步骤如下：（1）做好搅拌桩机、灰浆泵、灰浆搅拌机等设备的选择，并且在使用前也需要进行参数调试，满足要求后再进行使用。（2）根据提前确定好的配合比例对水泥浆进行拌和，在压浆活动开始前需要提前把水泥浆倒入集料斗中，为后续施工活动的开展奠定基础。（3）等待搅拌机中冷却水循环正常之后，按要求启动搅拌机，随后对起重机的钢丝绳进行放松处理，确保搅拌机能够沿着导架缓慢下沉，同步开启灰浆泵将拌和好的水泥浆压入软土地基当中，保持边喷射边旋转的状态进行施工。（4）在搅拌机下沉到既定标高后，缓慢提升搅拌机，同样保持边喷射边旋转的状态进行施工，重复多次后进入养护环节，以提高软土地基的处理效果。此类处理技术主要适用于软土地基厚度较大的区域，具有良好的适用性。
图1 深层石灰搅拌桩技术应用流程
3.3 堆载预压技术
此类处理技术的处理原理在于，利用上部静荷载逐步缩减软土地基间隙，起到提高软土地基强度的作用。技术应用时的具体步骤如下：（1）等待道路与桥梁工程底层完成处理后，会在填筑层上方铺设上一层土工布，土工布的幅宽应超过5.0m，相邻土工布之间需要保持10%的搭接，为上部预压活动的进行奠定基础。（2）预压土多使用素土，利用自卸汽车进行运输，根据前期放样宽度与摊铺厚度确定相应的卸土量，对预压土中的含水量进行检查，满足要求后利用推土机对素土整平，每层预压土的厚度应控制在0.4m以下，相邻区段上下两层的接头位置需要错开3.0m以上的间距。（3）待摊铺工作结束后，利用中型碾压机对其进行压实，重复此操作直到达到预设标高，对厚度、平整度、含水量等参数进行检查，满足要求后进入到静压处理。（4）以3个月、6个月为节点对预压结果进行检查，满足要求后对预压土进行分层卸载，完成后再进行后续作业。此类处理技术主要适用于软土地基厚度较小的区域，过程中也需要做好临时排水、降水井的建设，以提高预压结果的合理性。
3.4 粉喷桩复合地基施工技术
从目前的应用情况来看，粉喷桩复合地基施工技术也具备了良好的应用价值。该技术的 处理原理是利用粉喷桩来补强软土地基，适应性较强，在许多类型的软土地基处理中都有着良好应用。此类处理技术在应用中的具体步骤如下：（1）根据前期放样控制点，在对应位置安装钻具，将钻机中心和桩中心对准后启动钻机，垂直向下钻进过程中会启动空压机进行送气，到达设计孔深后也会关闭阀门，并开始喷送加固粉料。（2）等待加固粉料顺利达到钻孔底部后，缓慢提升搅拌钻头进行搅拌，等待搅拌钻头缓慢提升到顶部报告位置后，停止喷粉作业。（3）重新打开送气阀，空压机保持同步工作的状态，搅拌钻头会在顶部标高位置原位转动2min，提高桩头处理结果的均匀度。（4）重复第二步和第三步，确保粉喷桩搅拌结果的均匀度，满足要求后将搅拌钻头提升到地面以上，完成施工记录后转移到下个桩位继续施工。
3.5 排水处理技术
软土地基的含水量相对较高，但是其渗水性较差，进行道路与桥梁工程作业时，也需要做好路基排水处理，避免基础结构积水带来的结构沉降、裂缝问题。因此在对软土地基进行处理时，也会使用到排水处理技术。该处理技术的处理原理在于，在现场设置临时降水措施，利用上部荷载将软土地基中的水分压出，从而起到提高土层强度的作用。通常情况下，在应用中会将排水处理技术和固结技术结合在一起使用，起到加固基础结构的作用。在技术具体应用中应遵循以下流程：（1）在软土地基上方铺设厚度不超过30cm的砂土，利用沙土本身的透水性，起到良好的排水作用，这样上部的雨水也会下渗到土层深处成为地下水，起到管控水位的作用。（2）利用机械设备在软土地基中插入排水板，在预压与荷载作用下，软土地基中的水分也会沿着塑料板逐步渗透到上部的砂垫层当中，以此来起到提高软土地基强度、提升软土地基承载力的作用。此类处理技术的成熟度较高，目前在许多工程施工中都得到了良好应用。
3.6 换填处理技术
3.6.1 抛石挤淤法
此类处理技术的应用原理在于，在路基底部由中间向两侧进行一定数量碎石的抛投，从而将路基底部的淤泥直接挤压到路基范围内，从而起到路基综合强度的作用。基于以往应用经验可以得知，所选择的碎石粒径不小于0.3m，按照既定顺序对碎石进行排列摆放，利用碎石粗糙表面形成良好的咬合力，提升整个结构的稳固性。该技术适用于软土地基厚度小于3.0m、区域排水条件较差的低洼区域。
3.6.2 爆破排淤法
该技术的应用原理在于，借助爆破的产生的动能，对土层周围淤泥进行清除。一般情况下，在装药量相同的情况下，埋设深度越大所带来的排淤效果越好。在具体应用中，还需要注意以下内容：（1）做好每次炸药量的科学配比，降低炸药量不合理对周围环境的影响，在进行炸药装填时，也需要将炸药埋设到较深土层中，以提升爆破后的应用效果。（2）为了进一步提升淤泥的清除效果，也需要在前期做好块石对堆压处理，有效提高最终的爆破强度。（3）在方法应用期间，也需要做好每次爆破清淤强度的控制工作，避免爆破强度过大对周围环境造成影响。
3.6.3 换填施工法
换填施工技术原理如图2所示，即借助水泥土、灰土、砂土等土体，对软土地基进行替换，从而起到提升地基强度的作用。该技术在实际应用中，也需遵循以下应用步骤：（1）对软土地基进行全部挖除，清理出软土会运离施工现场，随后根据道路与桥梁工程的设计规范，选择相匹配的换填材料。（2）每一层换填材料的厚度不超过50cm，利用中型碾压机械对土层进行压实，以此来提高土层的压实度和稳定性。此换填施工技术在应用中，适用于厚度较小、清运条件相对便利的软土地基处理，也是目前常用的软土地基处理技术。
图2 换填施工技术原理示意图
3.7 冻结处理技术
除上述提到的处理技术外，冻结处理技术也具备了良好的应用价值。此处理技术在应用中的处理原理在于，在源头位置展开冻结施工，以此降低路基的压缩性能，提升路基结构的承载性能。该技术会使用二氧化碳作为处理载体，利用相关设备将冷却液灌入到软土地基中，使软土地基快速冻结，便于后续施工的进行。该技术在应用中具有操作便捷、设备便捷度高等优势，在深度较大的软土地基处理中，也拥有良好的处理效果。
4.1 做好技术选择工作
做好技术选择工作，可以提高技术与现场的适应性，提升施工技术的应用效果。从实际应用情况来看，在应用中也需要注意以下：（1）确保采集资料的全面性，在实际施工中所需采集的资料包括水文资料、气候资料、软土地基性质（如含水量、厚度等）等，同时也需要做好历史资料整理，对于相邻区域道路与桥梁工程建设经验进行整理，为技术选择提供可靠参考[1]。（2）对现有施工技术相关内容进行整理，了解不同施工技术的应用工序、适用范围、应用成本等内容进行整理，根据前期统计得到的相关资料，选择最为恰当的施工技术。而且在技术应用前，也需要做好施工技术应用流程整理，施工前做好技术交底工作，确保技术应用结果的合理性。
4.2 加强材料质量管理
加强材料质量管理，可以提高施工技术应用效果，减少资源浪费问题。道路与桥梁工程施工过程的周期较长，需要投入的成本较高，这也要求在施工过程中做好施工理念的合理应用，在确保应用效果的基础上，提升施工材料整体利用率，避免施工过程中的材料浪费。在实际施工管理活动中，需要做好相关管理制度的拟定，对于材料的采购、运输、进场、存放、使用等环节进行综合管理，以此来确保所采购材料质量的合规性。另外，管理人员还需要对材料的使用情况进行全面掌握，做好可二次利用材料的收集和加工。道路桥梁施工中可以运用一些新型材料，新材料不仅具有良好的环保性能，而且可以提高资源回收率，减少施工期间的环境污染问题，不断提升施工材料的综合利用效率[2]。
4.3 加强施工过程监督
加强施工过程监督，能够降低施工问题的发生概率，提高施工结果的可靠性。在具体实践中需注意以下内容：（1）对道路与桥梁工程的相关资料进行全面整理，根据施工技术应用流程整理结果，拟定施工监督管理计划，在计划中需要明确不同施工环节中需要注意的内容，为后续施工活动的推进奠定基础。（2）组建现场监督管理队伍，队伍成员需要优选综合能力较强的成员，考虑到道路与桥梁工程施工规模较大，采用多途径同步施工的方式进行作业，这也需要做好监督队伍成员分组工作，分别监督不同区域的施工情况，提高施工结果的合理性[3]。（3）在发现现场施工问题（如积水、沉降等）后，需要及时采取措施进行处理，这样也可以降低施工问题带来的负面影响，营造良好的工程作业环境。
4.4 组建可靠施工队伍
组建可靠施工队伍，可以加快施工活动的开展进度，降低人为因素带来的负面影响。应注意以下内容：（1）在施工管理队伍的组建活动中，需要依托信息技术建立量化评估体系，对执行能力、学习能力、责任心等指标进行定量化处理，筛选出综合能力较强的成员组建施工队伍。（2）施工技术应用前期做好技术交底，帮助相关成员熟练掌握施工技术的应用要点，同时做好安全意识与责任意识培训，提升施工人员作业过程的自我约束力，降低人为因素带来的施工影响。（3）定期做好队伍成员综合能力的考核工作，考核结果和个人绩效、晋升保持联系，以此来优化人员日常工作状态，提高施工结果的合理性与可靠性。
综上所述，做好技术选择工作，可以提高技术与现场的适应性，加强材料质量管理，可以提高施工技术应用效果，加强施工过程监督，能够降低施工问题的发生概率，组建可靠施工队伍，可以加快施工活动的开展进度。通过整理软土地基处理技术应用过程中需要注意的相关内容，不仅可以加快软土地基的处理速度，而且能够提高软土地基稳固性，为后续施工活动的进行奠定良好基础。
猜你喜欢 桥梁工程注浆道路 工程造价控制中竣工结算在市政道路桥梁工程中的应用建材发展导向(2022年10期)2022-07-28坚持中国道路——方向决定道路，道路决定命运当代陕西(2022年4期)2022-04-19道听途说小猕猴学习画刊(2022年3期)2022-03-28桥梁工程设计在BIM技术中的应用建材发展导向(2021年9期)2021-07-16市政桥梁工程下部结构施工技术建材发展导向(2021年7期)2021-07-16我们的道路更宽广青年歌声(2020年12期)2020-12-23隧道衬砌缺陷处理工艺带模注浆与工后注浆综合工效浅析建材发展导向(2020年16期)2020-09-25后退式注浆技术在隧道突涌堆积体加固处治中的应用铁道建筑技术(2019年6期)2019-11-29注浆技术在建筑土木工程中的应用和施工工艺建材发展导向(2019年5期)2019-09-09建筑工程注浆技术的应用建材发展导向(2019年11期)2019-08-24 相关热词搜索：施工，技术研究，桥梁，
