桥梁施工中软土地基的处理技术研究

刘德平

(宜春市交通公路工程建设有限公司,江西 宜春 336000)

地基处理在桥梁工程的施工中有着极为重要的作用,直接关系着工程的施工质量以及施工的安全性。如果处理不当或出现一些不规范的情况,会影响基础性施工的质量,甚至出现严重的安全事故。由于软土地基抗剪强度较低且土质孔隙率较大,因此施工难度很大。鉴于此,就应做好相关处理技术的应用,以期为高质量的工程建设提供切实的保障。

市政道路工程建设施工中,地基承载着上部结构中各个部分的重量,受到车辆持续碾压,所以地基的质量关系着道路的稳定性、安全性。在目前道路工程施工中,软土地基有较多的缺陷和隐患,容易引发地面损坏的问题,甚至造成塌陷。经过总结以往工程经验发现,软土地基存在的危害主要有两点:其一,软土地基的抗剪强度比较小,难以承受外部作用力的影响。如果地基施工后发现强度不合格,长期受到车辆碾压、自然侵蚀,就会发生软土地基变形、损坏的问题,甚至造成整个路段的损毁与坍塌,产生巨大的危害。其二,流动性比较强。软土地基在上部荷载不断增大的情况下,会出现较大的沉降反应,结构裂缝、损坏,从而导致路面的严重沉降反应,在衔接部位也会有沉降差异出现,且随着时间推移,沉降缝不断增大,开始渗水,路面横坡受到影响,结构损坏严重,整个路面都会出现失稳、损坏的问题,不利于项目的开展[1]。

2.1 项目概况

2.1.1 工程概况

某公路工程项目为东西走向,项目其中一段建设长度为3.34km,宽为30m。

2.1.2 项目地形、地质情况

现场地质勘查后发现该项目所处的路段是丘陵地貌,且项目处于空地中,周边的山坡、崩塌堆积体、池塘等都会对项目产生影响,所以地势变化比较明显。经过对现场的地质勘查,得出各层结构的信息见表1。

表1 各类地层信息统计表

2.2 水泥搅拌桩设计方案

2.2.1 水泥搅拌桩概述

目前,软土地基处理方式以水泥搅拌桩为主。该方式的施工工期短、建设成本低,且不会对周边的建筑物造成过大影响,具备较高的安全性与稳定性;
缺陷是现场管理难度大,施工人员技术水平较低容易导致施工质量问题。水泥搅拌桩工艺方案虽然有劣势,但仍广泛应用于软土地基处理,并且取得了非常好的效果。在进行水泥搅拌桩施工前应做好工艺分析,选择合适的施工技术,加强现场分析与管理,可以提高施工水平,为软土地基处理效果提升奠定基础。

2.2.2 软土地基处理设计方案

该工程中软土地基处理方式选用的是水泥搅拌桩,桩体直径为600mm,间隔1.3m 布置,采取梅花形的设置方式。水泥搅拌桩的长度根据地质情况定,以穿越软土层为宜,制作材料为P·O42.5 级水泥,水灰比为0.5~0.55,加强材料控制,以满足工程质量标准。

2.3 水泥浆配合比

水泥浆液的制作要参照实验室确定的配合比进行,使得桩体符合现场施工的要求,以达到工程的质量标准要求。此外,在制作桩体时应加强对水泥浆液配比的控制,以免影响工程质量。

3.1 施工参数选择

施工参数见表2。

表2 施工参数

3.2 施工准备

3.2.1 施工技术准备

组织各级施工单位进行现场设计方案会审工作,项目总工总体负责,各个单位技术人员共同参与会审工作,查找设计方案的不足,并及时调整,以免因为设计方案存在问题而影响工程的质量。根据设计方案确定修改方向,上报相关单位解决和处理。加强施工技术交底,总工程师、技术部门制定交底方案,做好现场交底记录工作,使施工人员明确设计方案、技术标准和施工工艺要求,每项工作都按标准执行[2]。

3.2.2 施工材料准备

选择合格厂家供应的水泥材料,成批量进行供应与质量检查,禁止使用散装水泥材料,水泥加入比例设定为17%~19%,水泥用量不少于90kg/m。外加剂的性能和质量应符合要求,加入比例要严格控制。落实材料存储管理制度,避免材料因存储不当发生变质。

3.3 施工工艺

3.3.1 工艺流程

水泥搅拌桩现场施工时,用钻头进行钻进作业,使水泥和土体充分混合发生化学反应而形成整体结构。具体工艺如下:定位、钻进、喷浆、原位钻进、原位提升、桩体形成,具体按照图1中的序号进行施工。

图1 工艺图

3.3.2 桩位放样

先对现场的桩位控制点进行复核,达到精度后在现场设置控制网,并按照设计图纸中的要求进行桩位放样。每次放样工作结束后,使用竹片或者钢筋进行标记,为后续施工提供基础。

3.3.3 钻机就位

钻机在投入使用前应进行全面检查,确保各个部位运行正常,性能符合要求,桩机安装到规定部位不会损坏标识,且进行钻机垂直度检查,偏差不超过1%。

3.3.4 浆液制作

水泥浆液制作环节加强配合比参数的控制,经过试验检测各方面性能指标符合要求,且具备较高的流动性,开始钻进前必须配置完成,以免施工无法顺利进行。水泥浆投入使用前进行过筛处理,达到工程的使用要求。在制作完成后禁止长期闲置,通常在制作完成后2h 内使用完毕。泵送浆液的环节,应做好搅拌处理,预防发生离析的问题,保证浆液均匀。

3.3.5 搅拌下沉

搅拌机正式开展工作前,应检查系统循环水是否正常,在正常循环后即可开启搅拌设备,并且要喷入空气,在钻到500mm 深度后开启开关。钻进环节应加强速度的控制,且做好地下管网的检查和控制工作,预防管网损坏[3]。

3.3.6 提升喷浆搅拌

钻入规定深度后,达到设计标高的要求,才能开始提钻或者注浆,但是应在该部位上停留30s 时间,检查现场符合要求后才能提升注浆,并做好高程控制。

3.3.7 复搅(喷)

上述工作结束后,重复各个步骤,达到复搅的效果,以符合工程质量标准。

3.4 施工验收标准

根据设计方案和技术标准进行现场验收,采取钻芯取样的检测方式,数量比例为0.5%且不少于3 根;
进行荷载试验检测,确定桩体结构的承载性能符合标准要求。

3.5 成桩质量检测

桩体龄期达到28d 之后,组织第三方检测机构展开钻芯取样与荷载试验工作,此次检验结果如下:

3.5.1 钻芯取样检测

桩身强度检验结果及评定见表3。

表3 钻芯取样综合评价

3.5.2 复合地基载荷试验

载荷试验结果见表4。

表4 平板荷载试验结果

4.1 科学处理石灰原料

道路工程建设施工中,石灰粉是极为重要的施工材料,但是要加强处理和控制,才能保证施工质量。软土地基施工中,应加强石灰粉清理工作,如果没能及时清理,一般在降水后会出现石灰粉自动清理,极易导致路基膨胀,造成路面平整度不合格。因此,应加强石灰粉的存储和管理,预防霉变,及时覆盖、化解处理,确保石灰粉的性能符合要求,以促进软土地基施工效果的提升。

4.2 控制好过湿土的含水量

湿土在含水量较高的情况下,软土地基极易产生较大的危害,尤其是湿土含水率超过30%时会威胁路基结构的稳定性与安全性。现场施工环境温度较高的情况下,湿土的表面干燥度高,而降雨导致内部含水量较高,所以应该加强现场材料的处理工作,以确保湿土含水率在合理范围内,保证工程建设质量合格[4]。

4.3 加强填土厚度控制

在软土地基施工中,填筑是重要的环节,所以要落实填土厚度的控制,以确保结构性能合格,符合道路工程的运行标准。填充物厚度达到标准,并执行施工工艺方案的要求,以确保结构性能合格[5]。如果填筑的厚度较大,填充、碾压施工难度较高,还会造成项目建设成本升高、工期延误,所以要控制好填土的厚度,满足工程质量的需求,也会降低项目的建设成本,提升综合效益。

综合以上分析,在桥梁工程项目施工时难免会遇到软土地基。软土地基的处理效果不好会对工程的稳定性造成一定影响。通过对软土地基施工技术的有效应用,能极大程度地提升软土地基的稳定性和整体性。在项目开展的过程中,技术人员需要了解施工方案的标准,根据软土地基处理要求,有针对性地选择技术方式,最大程度地保障软土地基处理效果的合理。另外,还应密切关注影响路桥工程施工的相关因素,并根据实际情况做好防控和布置,从而为相关施工技术的规范化操作提供有利条件。工程施工中所用到的各类技术以及材料和机械设备,都应最大程度地保障质量和性能,其对工程施工的影响都极为重要,因此要保证细节处理得科学合理,每个部分的布置都不可疏忽。与此同时,还应密切关注后续的养护,这直接影响着路桥的长效稳定运行。只有做好各个部分的精细处理,路桥工程中对软土地基的处理才能最大程度地保证科学性和规范性,最终所呈现出的施工效果以及整个的施工推进也会更为理想。

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