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道桥施工中软基加固技术的应用研究

2021-11-17边建强

装备维修技术 2021年39期
关键词:道桥工程加固技术软土地基

边建强

摘  要:我国地大物博、幅员辽阔,土地资源极其丰富,地质情况复杂多样,这也为各类工程地基施工增加了难度和挑战。尤其新时期背景下,人们日常出行日渐频繁,地区贸易往来逐渐增多,促进交通运输行业蓬勃发展,在一定程度上增加了道桥工程施工数量。如果工程施工过程中遇到软土地基,将会导致施工单位面临经济和技术等方面的难题。具体来说,软土地基具有易于压缩、承载能力差等特点,无法充分满足工程施工安全性和稳定性需求。尤其地基作为道桥工程中承受应力荷载最集中的结构,其施工质量会影响工程整体性能,如果处理不当,会导致道桥工程在长时间投入运行后出现沉降不均、地面变形等危害,严重影响交通运输安全性。因此,在道桥施工过程中,一旦遇到软土地基,需要施工单位从技术、经济、安全等方面综合分析,制定科学、可行的软土地基加固方案,合理采用加固技术,从而为提高工程质量、延长工程使用寿命奠定基础。

关键词:道桥工程;施工;软土地基;加固技术;应用

引言

近年来,水泥搅拌桩技术在道桥建设中已成为一个热点技术,作为软基处理的有效形式,具有显著的加固效果。水泥搅拌桩技术是将配制好的水泥注入土壤中,将地面土壤和水泥混合制成水泥地面,水泥之间的化学反应促进了地基强度的提高,减少地面沉降量,提高地基变形能力和道桥承载力。

1软土路基特性

1)高含水率、高压缩性。软土路基因其多包含松软土、有机质土等成分,通常带有负离子成分,更易对水分产生吸附效应,致使软土含水率较高。而且,在吸附水分时也会有空气融入,导致较多空隙产生,使得软土更易压缩。同时,还表现为透水性较差,在无外力时,软土路基排水固结难度较大,威胁道桥基础稳定性。

2)抗剪能力较弱。软土含水多、黏性低、易压缩,其在承重情况下,内部组织的稳定性将被破坏,进而出现形变、压缩等问题。而且,在自然状态下,软土可形成有一定稳定性的原状土,但在受力扰动时,将会较快改变其结构状态,呈现出稀释、低强度特点。若不注重软土的加固处理,随意开展市政道桥建设,路面会因此而发生沉陷、断裂等问题。

2道桥施工中软基加固技术的应用

2.1土工合成材料加固技術

土工合成材料加固技术也是软基加固施工中比较常用的技术之一,主要是通过土工合成材料对工程展开加固处理。在实际施工中需要确保现场勘查、测量准确,尤其是地质条件、水温条件等因素,最重要的就是地基路段密实度。为了提高整体加固质量,可以采用振动法对软基路段的密实度进行检测,确保土工合成材料加固施工,能够达到预期的设计标准。另外,想要形成土工合成材料层,必须把材料投入振动路段中,并且要固定好材料,从而提高软土路基加固质量,达到市政道桥施工要求与标准。土工合成材料加固技术的优势在于可以保证填土负荷更为均匀,大多数情况下,工作人员可以设置一层或多层土工合成材料,以此达到更好的加固效果。

2.2粉煤灰碎石桩的加固技术

目前,我国道桥工程在施工过程中遇到软土地基,所使用的最常见加固技术即粉煤灰碎石桩加固技术,并且随着科学技术不断进步,该技术也得到了一定优化和完善,现阶段已经基本趋于成熟,其施工步骤如下:第一,配置与拌和骨料。该技术在处理软土地基时,所需要的原材料有碎石、粉煤灰、水泥、石屑以及水资源等,只有保证所有原材料配比科学,搅拌均匀,才能够为后续施工奠定良好基础。第二,将搅拌均匀后的原材料制作成高强度状体结构,而后采用机械设备,将桩体与软土进行混合,使其在软土地基中形成一层复合垫层,有效提高软土地基承载力。由此可见,采用粉煤灰碎石桩技术加固软土地基,能够充分满足道桥工程施工需求,同时可以为施工单位创造最大化经济效益。其原因在于两个方面:一方面是粉煤灰碎石桩制作简单,成本较低。另一方面在于其原材料污染性较小,可以顺应可持续发展需求,并且施工流程简便,有利于提高施工效率,缩短施工工期。但凡事有利必有弊,该技术在实际应用中也存在一定弊端。具体来说,如果骨料配比不科学,容易导致其与软土地基混合并在加固过程中堵塞泵管,导致泵管爆裂,从而破坏土体强度,严重影响后续施工顺利展开。所以,施工单位在选择该加固技术时,需要科学配置骨料,避免质量问题和安全问题产生。

2.3 水泥搅拌桩加固技术

当需要加固饱和软土地基时,通常选择使用该项技术,其主要工作原理如下:一般选择水泥为常用固化剂,并借助专门的搅拌机械在地基位置搅拌软土和水泥,在物理和化学作用下形成新路基。一般来说,新路基的稳定性强,不易受到外界因素的干扰,极大地提高了地基承载力与变形模量。水泥搅拌桩涉及的工艺内容如下:首先应当对搅拌桩采取固桩措施,随后调整搅拌桩机位置,将其安放到指定区域,借助仪器完成对中和调平等工作,通过经纬仪来调整导管架垂直度,一般采取双向控制方式;当需要预搅下沉时,应当通过后台来拌制水泥浆液,通过集料斗来承接浆液,一般选择普通硅酸水泥,同时在此过程中应当选择合理的水灰比,严格控制水泥用量,深层搅拌桩对应用量一般不低于50kg/m;在此基础上启动转盘,应当在搅拌头转速达标的前提下再下移钻杆,同时做好搅拌工作;借助专门档位来控制下沉速度,避免工作电流过大。当钻杆达到规定时间,应当及时启动灰浆泵,借助管路来完成浆液输送工作(一般到达搅拌头出浆口),在出浆过程中,需要将搅拌桩机等设备打开,有利于浆液和土体的充分融合;当搅拌钻头超过桩顶距离达到0.5m左右时,应当及时关闭灰浆泵,不断进行搅拌下沉工作;当某一搅拌桩施工结束时,需要移动桩机,开展新桩施工。其技术优势在于水泥搅拌桩原材料易获取,有着良好的工程适应性;固化材料能够起到良好的吸水作用,降低软土基的含水率,改善软土基的黏结度;充分搅拌有利于固化材料充分渗入孔隙内部,极大地提高软土基强度,同时能减少对环境的污染与破坏。

2.4道桥软基水泥搅拌桩技术分析

水泥混合料采用深层搅拌法和粉末喷射搅拌法混合,如果水泥在短时间内没有混合,就会出现迅速收缩的情况。如正常固结的泥浆、饱和溶解度、透明填料等封闭土壤和饱和自由砂,如果土壤天然含水量小于30%(溶液含水量小于25%)、大于70%或地下水pH值小于4%,则不应采用干燥方法,在冬季施工还应注意负温效应对处理效果的影响。如果水泥混合料用于处理泥炭、有机土、塑性指数大于25的黏土、腐蚀性地下水和没有技术经验的地区,其适用性应通过现场试验确定。水泥搅拌桩形成的水泥地面可以作为刚性承重复合地基、基坑工程的挡墙、防渗帐幕等。为了提高软基的强度,要保证水泥不能太多,否则会造成水泥孔隙的问题。

结语

作为城市中的基础设施,道桥工程关乎交通运行安全,为了保证交通行业健康发展,在市政道桥施工中应该采用先进的地基处理技术,从而提高道桥工程建设质量。对于市政道桥施工而言,应该根据不同的软基类型合理选择加固技术,确保道桥质量符合相关标准,在施工过程中也要严格管理,控制好软基加固的各个工序,以此来降低施工成本。另外,施工开始前应该针对现场地质进行勘探,结合软土地基的实际情况制订有效的施工方案,从而有效保证施工质量。

参考文献

[1] 孙俊峰.软基加固技术在市政道桥施工中的应用分析[J].工程技术研究,2018,3(9):81-82.

[2] 陈浩.软基加固技术在市政道桥施工过程中的应用[J].住宅与房地产,2019(25):193.

[3] 张寇.软基加固施工技术在市政道桥中的有效应用探究[J].住宅与房地产,2019(19):193.

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