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桥梁建筑施工中的地基处理技术分析

2015-07-13 79 0

前言：
　　桥梁施工过程中，由于桥梁结构一般建设于有水的地方，所以最常见的地基类型为软弱地基。软弱地基指的是地基一般由淤泥质土、冲填土构成，这些土质常常遇到的问题为承载力不足，为此对于桥梁结构的施工造成了很大的困扰。
　　软弱地基的处理是桥梁结构施工的基础问题，只有通过一些施工措施有效的改善软弱地基承载力不足的问题，才能有效的实现桥梁工程的建设。相关规范要求进行桥梁施工之前，应对桥梁地基的地质进行处理，使其满足相关规范中的承载力要求，方可进行下一步的施工。本文针对桥梁地基的常见施工技术进行探讨与总结，期望能为桥梁工程的建设提供理论参考与借鉴。
　　一、桥梁地基的改善措施分析
　　1）提升土的剪切特性。桥梁地基施工过程中，常常会发生地基的剪切破坏，地基剪切破坏的主要原因在于地基开挖时，地基的承载力达不到相关的要求，导致地基开挖周边的地基产生局部凸起或下陷的情况，这些现象称之为地基的剪切破坏。桥梁地基的施工过程中，为了有效的防治此类情况的发生，需要通过相关的处理措施来提升土的抗剪能力，提升地基土的承载能力。
　　2）提升土的压缩特性。对桥梁地基进行高压缩之后，往往会导致桥梁发生较大的沉降，桥梁沉降过大往往会导致地基的失稳，对桥梁的运行产生潜在的威胁。为此提升土的压缩特性，可以有效降低桥梁地基的沉降，促进桥梁结构的稳定。
　　3）降低土的渗透性能。桥梁建设周边存在大量的水源，若桥梁施工过程中，发生地基的大面积渗漏，导致流砂的出现，不论对施工安全还是建筑本身都会带来极为严重的后果。为此改善地基土的透水性，可以有效的保证施工安全。通常改善水的渗透特性可以通过压缩或者减小水压两个方面来实现。
　　4）提升地基的动力特性。地基的动力特性主要作用在于实现桥梁地基对地震作用、荷载作用等的抵抗能力。有些桥梁由于地基的动力特性不足，在长期的荷载作用下，导致地基中的一些砂土产生了液化的现象，随着地基砂土的液化，导致地基的承载力迅速下降，桥梁的沉降迅速增加，如此对桥梁的稳定性与安全性造成威胁。为此改善地基土的动力特性，对于桥梁安全性与耐久性的提升有着非常重要的意义。
　　5）特殊地基特性的改善。除了通常类型的软弱地基之外，也有多种不良类型的地基，常见的有黄土地基，遇水后会迅速的下陷，还有一些具有膨胀性的地基，遇水之后产生一定的膨胀。针对不同类型的不良地基，应采取相应的措施，进行地基土质的改善，通常是通过换土的方式来实现。
　　二、桥梁地基的处理技术
　　1）换填法。换填法的主要原理在于将不良地基的土换成特性优良的填充土，如此可以有效的提升不良地基的承载力，有效控制桥梁结构的沉降量。换填法的处理方式主要适用于浅层软弱地基的处理，对于一些深层不良地基而言，施工量过大。通常换填之后的填充材料由较大的砂、碎石以及灰土构成，通过反复碾压直至填充密实。
　　2）预压法。预压法一般适用于一些淤泥土质和饱和的粘土，预压法是一种非常常见的地基处理方法，可以有效的解决地基的沉降问题，实现桥梁结构的稳定。预压法的实质在于，桥梁结构建造之前，在拟定的施工区域内，施加于桥梁结构相当的荷载作用，使得土体中的孔隙水被挤出，地基变得密实。值得注意的是，预压法只是使得土体变得密实，并没有改善土地本身的特性，且预压过程中应注意经预压范围进行一定的扩大，防止周边土体的凸起或下陷。
　　3）强夯法。强夯法的主要作用在于提升土体的承载力，降低土体自身的压缩性能，以此来实现对土体抗液化能力以及抗湿陷能力的提升。强夯法的工作原理是通过重达几十吨的重锤通过高处落下，锤击夯实地面，使得地基实现夯实。强夯法一般用于处理一些砂土、饱和粉土地质的地基。经过相关实践证实，强夯法可以有效提升地基承载力2倍～5倍，使其压缩特性降低2倍～5倍，通常的影响深度可达10m以上。
　　强夯法通过重锤的锤击实现地基承载力的增强，然而这种地基处理的方式也存在其缺陷。首先由于重锤的接触面积较小，使得施工量相对较大，施工效率降低；其次不同区域即使使用相同的锤击方式进行夯实，也难以保证不同区域的地基承载力相同，这可能会导致桥梁结构产生不均匀沉降的问题；最后强夯法有很大的局限性，地基水分过多时，往往不适宜使用强夯法进行处理。
　　4）振冲法。振冲法又称振动水冲法，是以起重机吊起振冲器，启动潜水电机带动偏心块，使振动器产生高频振动，同时启动水泵，通过喷嘴喷射高压水流，在边振边冲的共同作用下，将振动器沉到土中的预定深度，经清孔后，从地面向孔内逐段填入碎石，使其在振动作用下被挤密实，达到要求的密实度后即可提升振动器，如此反复直至地面，在地基中形成一个大直径的密实桩体与原地基构成复合地基，提高地基承载力，减少沉降，是一种快速、经济有效的加固方法。
　　振冲的过程中有两种方式，分别为加填料和不加填料。所添加的填料主要由碎石和填充土构成，加填料的振冲方式主要应用于一些粘土、粉土地质。不加填料的振冲法通常都是用来提升土体的抗剪强度以及土坡的稳定性，这种方式一般适用于中粗砂地基。
　　5）深层搅拌法。深层搅拌法主要是通过向地基中加入水泥以及固化剂，对地基土体进行机械搅拌，使得水泥和土体拌和，硬化之后形成整体，如此可以有效的提升整体强度和水稳定性。通常深层搅拌法对于土体中的水分要求较高，一般适用于一些粘性土体，对于一些有机质含量较高的地基不太适用。
　　6）高压喷射注浆法。高压喷射注浆主要是针对一些地基深层存在一些大块石头，根茎的地基，通过高压喷射注浆，使得土体与石块之间相互连接，形成整体，有效提升整体的抗侵蚀能力。这种方式对于一些流体地基难以适用，因为水流会导致喷射的浆体难以凝固。
　　7）土挤密桩法。对于一些具有湿陷性特征的地基土质，使用土挤密桩法可以有效的进行解决，土挤密桩法的主要原理在于通过向地基之中添加粘土，并进行挤压实现土体的密集，保证土体的密实性，提高整体的稳定性。然而这种方法不适用于一些土体水饱和度过大的地基。通常的做法是通过沉管与爆破的方式向地基挤压，使其形成孔状，再向相应的孔内进行填充灰土，最终成为桩基。
　　三、结语
　　结合当前桥梁施工的实践，本文对桥梁施工的地基处理技术进行了总结，并对不同桥梁工程地基处理的方法进行了详细的叙述，对不同的地基处理方法的适用范围进行了汇总。然而实际的桥梁工程中，地基的处理技术的选择往往要通过多个方面进行考虑，不同的地基有着完全不同的处理方式，也可能同一地基采用了多种地基处理的方法。具体的桥梁工程应根据具体情况来选择相应的处理方式，只有从经济性、实用性、施工效率方面综合考量，才能选择最佳的处理方法。
　　参考文献：
　　[1]张贺.郑祎楠.桥梁施工技术分析[J].科技促进发展，2009.
　　[2]刘俊岩.深基坑工程[M].北京：中国建筑工业出版社，2001.
　　[3]焦刚.软土地区桥涵设计的若干问题[J].山西建筑，2003.

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