道路与桥梁工程软土地基施工技术研究
摘要
关键词
道路与桥梁工程;软土地基;施工技术
正文
一、引言
道路与桥梁工程是交通基础设施建设的重要组成部分,对于促进地区经济发展、改善交通状况具有重要意义[1]。在道路与桥梁工程的建设过程中,地基处理是至关重要的一环。软土地基由于其特殊的物理和化学性质,给施工带来了诸多挑战。软土主要由淤泥、粘土等含细微粒的软土和大孔隙泥炭等成分所构成,具有缓慢固结、强度低、易变形的特点,如果不进行妥善处理,将严重威胁道路与桥梁的安全性和稳定性。因此,如何科学有效地处理软土地基,确保道路与桥梁工程的稳定性和安全性,是当前工程建设领域亟待解决的问题。
二、软土地基概况
软土地基主要由粘土、粉土等细粒土组成,具有含水量高、压缩性大、透水性差等特点。在外部荷载作用下,软土地基容易产生较大的沉降和变形,从而影响道路与桥梁的稳定性。
(一)高分水性
与普通地基相比,软土的含水量非常大,最大值甚至可以超过70%。这是由于细粒土的粒间空隙小,土壤中的水分难以排出,使得地基的含水量较高。这种高含水量的状态使得地基在受到外部荷载时容易产生变形和沉降。
(二)压缩能力强
软基的液限与压缩系数成正比关系。随着液限的持续增大,压缩系数也会出现明显的增大迹象,最大系数可以达到1.1MPa。这一特性要求在施工过程中充分考虑地基的压缩能力,避免产生不必要的沉降和变形。
(三)渗透能力差
软土地基的透水性较差。细粒土的粒间空隙小,水分难以通过,导致地基的透水性差。这使得在软土地基上进行道路与桥梁施工时,排水困难,容易造成地基的湿润和软化,进一步影响工程的稳定性。
(四)抗剪能力低
软土与粘土的抗剪能力相对较低,由于细粒土之间的连接较弱,地基在受到剪切力时容易发生破坏[2]。这将对路基排水和整体稳定性造成直接影响,不利于施工质量的保持。
三、道路与桥梁工程施工中软土地基施工的危害
(一)诱发工程变形
软土具有较低的抗剪强度和压缩性,当在软土上进行道路和桥梁建设时,如果地基处理不当,地基的沉降和变形将会导致上部结构的变形,如路面起伏、桥梁挠曲等。这不仅影响工程的外观和使用性能,还可能对行车安全构成威胁。
(二)造成路面侵蚀
软土地基的透水性差,排水能力弱,容易积水。长期积水会导致路面材料受到侵蚀,降低路面的耐久性[3]。此外,软土中可能含有腐蚀性物质,对路面材料产生化学侵蚀,进一步加剧路面的损坏,同时也会影响行车安全和舒适性。
(三)造成路面沉降
由于软土的压缩性较大,当道路和桥梁建设完成后,随着时间的推移,软土在外部荷载的作用下会发生固结和沉降。这种沉降会导致路面出现不均匀下沉,形成坑洼和裂缝,影响行车舒适性和安全性,严重时甚至可能导致桥梁的坍塌。
(四)导致路面硬化
软土地基的固结速度较慢,地基的强度在初期较低。如果施工过程中未能充分考虑到这一点,过早地铺设路面材料,地基在后续固结过程中会产生压缩变形,导致路面材料受到挤压而硬化。硬化的路面更容易受到外部荷载的影响,导致路面的损坏和开裂。
四、道路与桥梁工程软土地基施工技术研究的重要性
(一)延长工程寿命
软土地基的处理技术直接关系到道路与桥梁工程的稳定性和耐久性。如果地基处理不当,将会导致地基沉降、变形等问题,进而影响到整个工程的稳定性和使用寿命。因此,通过深入研究软土地基施工技术,选择合适的处理方法,如桩基、地下连续墙、换填法等,可以有效提高地基的承载能力和稳定性,从而延长道路与桥梁的使用寿命。
(二)节约维护成本
道路与桥梁工程的维护成本是工程全寿命周期中的重要开支。软土地基处理不当往往会导致工程在使用过程中出现各种问题,如裂缝、沉降等,这些问题需要不断进行修复和维护,增加了工程的维护成本。因此,通过优化软土地基施工技术,可以减少工程在使用过程中出现的问题,降低维护成本。
(三)确保行车安全
道路与桥梁工程的安全性直接关系到行车安全和社会稳定。软土地基处理不当可能会引发地基沉降、失稳等问题,对行车安全构成严重威胁。因此,加强软土地基施工技术研究,确保地基处理的质量和安全性能,对于保障行车安全具有重要意义。
五、道路与桥梁工程软土地基施工技术分析
(一)表层处理技术
表层处理技术是软土地基施工中最基础且常用的方法。该技术主要针对地基表面的软弱土层进行处理,通过排水、增设材料、敷设砂垫层等手段,提高地基表面的强度,减少地基变形。具体而言,排水措施包括开挖明沟、设置盲沟等,以排除地基表面的积水;增设材料则是指在地基表面铺设砂砾、碎石等透水性好的材料,提高地基的承载力和抗变形能力;敷设砂垫层则是为了在地基表面形成一个均匀、连续的支撑层,提高地基的整体稳定性。
(二)土质置换技术
土质置换技术是将软土部分或全部挖除,并用符合要求的优质土壤进行替换。该技术适用于软土层较厚、分布范围较广的情况。但需要注意的是,置换土壤的质量和施工过程的控制对于工程的安全性至关重要。在施工中,首先需要对软土进行开挖,然后将符合要求的材料如砂、碎石、灰土等填入并压实,以形成新的地基。通过土质置换,可以有效提高地基的承载力和稳定性,减少地基沉降和变形。
(三)高压喷射注浆处理技术
高压喷射注浆处理技术是利用高压射流切割土体,并与注浆液混合搅拌,形成具有一定强度和稳定性的固结体的方法。该技术具有施工速度快、对周围环境影响小等优点。在施工中,通过高压喷射设备将注浆液注入软土中,注浆液与软土混合后发生物理化学反应,形成固结体。固结体能够有效提高地基的承载力和稳定性,同时改善地基的排水性能。高压喷射注浆处理技术适用于软土层较厚或难以挖除的情况,具有施工效果明显的优点。
(四)加筋处理技术
加筋处理技术是通过在软土地基中加入钢筋、土工格栅等加筋材料,以增加地基的抗剪强度和承载能力。加筋材料能够与地基土形成复合体,共同承担外部荷载。在施工中,需要根据地基的实际情况和工程要求,选择合适的加筋材料和布置方式。这种技术可以有效地提高软土地基的整体稳定性和承载能力,减少地基的变形和沉降,提高工程的整体稳定性和安全性。
(五)排水固结技术
排水固结技术是通过设置排水系统,利用软土地基的排水性能进行排水固结,以提高地基的承载能力和稳定性。该技术适用于软土层较厚、透水性差的情况。在施工中,需要在地基中设置纵向和横向的排水通道,如砂井、塑料排水板等,以便将地基中的水分及时排出。同时,通过加载预压或真空预压等措施,加速地基的固结过程。
六、总结
道路与桥梁工程软土地基施工技术的研究与实践是一项长期而艰巨的任务。随着科学技术的不断进步和工程实践的不断积累,相信我国道路与桥梁工程软土地基施工技术将会取得更加显著的成果,为推动我国交通事业的健康发展做出更大的贡献。
参考文献
[1]张伟.公路桥梁工程中软土地基施工技术研究[J].汽车周刊, 2023(2):0242-0244.
[2]仵敏妮.道路桥梁工程中软土地基的施工处理研究[J].建材与装饰, 2023.
[3]高冠杰.公路桥梁施工中的软土地基施工技术研究[J].工程技术(文摘版), 2022(4).
作者简介:熊康康 1981年2月 男 汉 江西省南昌市 大专 江西中交路景建设集团有限公司 研究方向: 公路与桥梁工程技术方向
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