桥梁隧道中软土地基危害以及处理方法

桥梁隧道中软土地基危害以及处理方法

李杰卢杰

中交第三公路工程局有限公司北京市朝阳区100102

摘要:软土地基是桥梁隧道施工中常见的一种地质结构,其土层强度低,易于压缩,在施工中常会由于外界的压力出现变形,进而影响桥梁隧道的地基结构强度,不利与优化建筑质量。为了保证工程质量,在未来的施工中,管理人员应当采取合理的手段避免软土地基的影响,对其性质等进行优化,满足工程的建设目的。

关键词:桥梁隧道;软土地基;危害;处理方法

引言

软土地基作为桥梁隧道施工当中最为普遍的地基类型,亦是施工单位必须认真处理的工程建设状况之一。在此过程中,需重视软土地基病害危害分析并加强施工要点探讨,创新施工工法,从而为桥梁隧道整体建设质量的提升奠定有力的基础。

1软土地基的特点

1.1含水量大

软土地基中土壤含水量通常是在临界状态,由于土质颗粒间具有大孔隙,其具有较佳的压缩性能,但容易遭受外界压力的作用而发生大的变形,甚至引发大范围沉降的现象,以致对地面的使用造成严重的影响。

1.2渗透能力差

与其它类型的土壤相比,软土土壤固结速度缓慢,渗透能力差。此外,软土地基中通常含有有机质成分,土壤中含有许多气泡,气体不满排水通道,使得其渗透能力差,难以满足地基强度要求,需要采取有效处理措施。

1.3抗剪能力弱

软土地基抗剪能力弱,不仅干扰路基排水,还制约项目质量提升。此外,其不均匀性明显,容易产生沉降病害的发生。

2桥梁隧道中软土地基危害

2.1地基的不均匀沉降

伴随着梅雨时节的到来,因为降水量的骤然增加,此时,容易发生软基沉降现象,如果沉降面积较大,就会对周围建筑物以及地下管线造成诸多的影响,更甚者会可能会导致安全事故发生。而在软土地基,桩基沉降大部分因桩周土体受到地面超载导致,即桩周土体受到堆载作用,土体开始排水固结,在桩周出现负摩阻力,增大桩体竖向荷载,继而导致桩体不断向竖向位移;另一方面由于施工扰动导致软土的结构性发生改变,其强度进一步降低,导致桩基发生不均匀沉降。

2.2软土路基变形

在桥梁隧道建设时,过渡段施工以及运营当中常会出现路基变形病害,影响了其正常运行,并会造成过渡段沉降状况。在实际使用中出现路基变形的主要原因是施工填料问题,在施工填料的选择上孔隙越小则路基变形程度越轻微。当前,部分路基过渡段作业当中通常选择土为施工填料,其结构间孔隙较大,在后续的使用中由于列车的碾压等因素会出现严重的路基结构变形,使得过渡段和铁路其它路段出现沉降高度的差异,影响桥梁隧道的正常使用。沉降上的差异会使得过渡段和桥梁桥台出现高度上的差异,造成桥台的位移等情况,威胁车辆的正常运行。

2.3侵蚀、坍塌

桥梁隧道作业过程极为繁琐,基础最重要环节。也就是说,基础工程稳定性以及质量对其稳固性具有之间的影响。因此,桥梁隧道作业时,应加强地基作业质量。在实际施工期间,软土地基易受雨水侵蚀,导致坍塌的状况发生。

3桥梁隧道中软土地基处理方法

3.1CFG桩

水泥粉煤灰碎石桩:由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和,通过不用成桩机械构筑相应强度的可变强度桩。CFG桩属于低强度混凝土桩,能够通过桩间的承载力相互作用,同时将荷载传递到深层地基当中,从而保证桩体与地基土构成复合地基,增强其承载力。优点:桩体具备极佳的技术性能以及经济效益。桩身强度较高可以提供较高单桩承载力从而满足复合地基承载力要求,并且对于施工挤土敏感区域,采用长螺旋钻施工可减少挤土影响。缺点:对现场施工技术具有较高的标准。

3.2复合桩

刚性持力桩、柔性过渡桩、褥垫层以及桩周土之间的刚度不一,而柔性桩与褥垫层则实现桩-土之间的刚度过渡,使桩土共同完成作业工作,并分担荷载、协调变形,复合桩技术很大程度上避免了主桩端头由于应力集中而刺入持力层。具体的设计方案如下:刚性桩为准325mm沉管灌注桩,桩长22m,柔性桩分为2种规格,主桩为准650mm的水泥搅拌桩,深度为1/3刚性桩长,约为8m,围护桩为准500mm的水泥搅拌桩,在搅拌桩的中心插入沉管灌注桩,在承台周围打水泥搅拌围护桩。刚柔复合桩通过刚性桩、柔性桩以及基底持力土体协同作用来承担上部结构的荷载。由于刚性桩体具有较大的刚度,而柔性桩和基底土体的刚度较小,因此需要在基础底板以下设置褥垫层,以协调基础底板的应力分布。柔性桩可以是水泥搅拌桩、粉喷桩、高压旋喷桩等,在刚性桩周围设置,即可以提高桩周土体的承载力,减小负摩阻力对桩体的影响,还可以隔离桩体,避免周围其他建筑物施工对桩体的影响。

3.3粉喷桩

粉喷桩加固技术在桥梁隧道软土地基处理中也得到比较广泛的应用,通常用来处理和加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的黏土。具体应用中,该技术使用粉体状固化剂来对软土地基进行加固和处理。使用该技术处理软土地基时,需要了解场地土工试验报告和地质检验报告,根据报告数据和设计要求进行配比,确保水泥浆液质量合格。要重视粉喷桩的桩机定位工作,钻杆垂直倾斜度不大于1%。然后启动空压机送气,让钻机垂直钻进,一边喷粉、一边搅拌、一边提升,让软土与固化材料充分混合[4]。钻至设计标高时停钻,进行复搅和复喷,完成成桩施工任务。检验合格后移动钻机并进行下一个桩位施工,直至软土地基处理任务完成。

3.4土质置换

土质置换法在桥梁隧道的软土路基施工过程中具有十分重要的作用,该法在一些不利于施工的土壤的基础上采用优质的土壤,从而进一步提升土壤硬度等指标,这样可以保证土地的不下沉。土质置换法一般是在暗洪的土质当中使用,这种方法的可行性较强,具有明显的保障作用,主要以爆炸法和人工挖掘为主,这个环节施工成本较大,工程量增加,因此,该种方法运用于短期的施工中,在进行方法的使用时,必须经过现场勘查,结合工项目作业需求,兼顾施工成本,以达到企业经济效益最大化。

结束语

施工中遇到软土地基时,一定要严格操作,根据规范做好硬度设计,那么,勘察设计时,就需要进行分析,对该段进行有效科学的整平处理。对已知软土地基需要提前拿出方案,合理规划堆料、填土等施工,避免出现填筑过快或者不当,造成路堤失稳的现象,给桥梁隧道建设带来安全隐患,如果处理不当,不但会浪费材料,严重的还会导致人员伤亡。通过科学的有效的方法加强软土地基处理是极为重要的,在此过程中,对软土地基处理有多种方式,一般常用的是换土垫层法、强夯挤淤法、振密挤密法、喷粉桩法,这就需要根据地段性质特点,选择使用有效方法,全责提高软基质量。杂粮土和素填土的情况,需要用换土垫层法进行结构稳定,施工时,挖除浅层土再分层碾压或夯实,处理深度2~3m即可,这样就能够有效提升道路的承载能力,保证行车交通安全。厚度小的淤泥土采用强夯挤淤法,地基中用碎石墩体,这样也能够有效提高承载力、减小变形。

参考文献:

[1]梁稽哲.浅谈软土地基对桥梁隧道施工产生的危害及处理措施[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2018(03):192-193+196.

[2]吴达.桥梁隧道软土地基处理对策[J].工程建设与设计,2018(02):65-66.

[3]雷雨,肖勇刚.桥梁隧道中软土地基危害以及处理方法[J].门窗,2018(01):227-228.

[4]黄松,薛超.软土地基对桥梁隧道施工产生的危害及处理[J].建筑技术开发,2017,44(07):152-153.

[5]赵华清.浅谈软土地基对桥梁隧道施工产生的危害及处理措施[J].科技风,2016(13):169.

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