王庆明
山东天启智能工程有限公司山东济南250100
摘要:随着城市化进程的加快,我国的市政工程建设也在飞速发展。市政工程质量,不仅关系到政府的形象和城市市容市貌,也与市民生活息息相关。而市政工程的建设质量是多方面因素和环节综合作用的结果,特别是沿海滩涂大面积的开发建设,在软基路段建设市政道路就成为不可避免的现实。因此软基处理就成为道路建设中面临的首要难题,若未能有效处理或处理不当都会导致地基失稳现象的发生,进而使得道路形成较大沉降或出现不均匀沉降,在不断的实践探索中,积累了许多宝贵的软基处理经验。
关键词:市政;道路施工;软基;处理技术
1市政道路工程中软土地基的施工特点
1.1孔隙比大,天然含水量较高
软土地基天然含水量较高,孔隙比较大。软土的主要成分是粉土粒和粘土粒,由于表面带有大量的负电荷,容易吸收空气中的水蒸气,水蒸气最终停留在这些土粒的外表面,提高软土地基的水含量。含水量的提高必然会造成土粒之间粘结度降低,所以粘土之间的孔隙比大。
1.2压缩性系数高,抗剪强度低
软土地基强度比较低,孔隙比较大,导致软土所能承受的外界压力的能力降低。如果没有采取加固措施增加软土地基的强度,那么在市政道路工程施工中,极有可能出现道路受外界压力而坍塌的情况,后果不堪设想。
1.3流变性和触变性明显
流变性和触变性明显也是软土地基的重要特征。因为软土会受到外界的压力以及重力的影响,即使是处理过之后的软土,随着时间的推移会发生形变。由此可见,在市政道路施工过程中,如果没有采取软土地基加固技术的话,一旦道路投入使用,就会有因软土流动而出现道路坍塌的风险。
2软土地基处理目的
(1)强度及稳定性问题。当地基的抗剪强度不足以承受路基及路面传来的荷载时,地基可能会产生局部或整体剪切破坏,造成路堤失稳、塌方,桥台破坏。(2)沉降变形问题。当地基在上部荷载作用下产生过大的不均匀沉降时,可能导致以下情况发生:①路面开裂破坏;②桥梁与路堤衔接处差异沉降,引起桥头跳车;③涵身及通道凹陷、沉降缝拉宽而漏水;④路面横坡变缓、积水。软土地基处理的目的是利用夯实、置换、排水固结、加筋和热力学等方法对地基土进行加固,以改善地基土的剪切性、压缩性、振动性和特殊地基的特性,使其能够满足市政道路的要求。显然,对于交通量大、养护时间难的高等级道路,地基处理的恰当与否直接影响到工程质量、投资及工程进度等。因此,软土地基处理对节约建设投资,保证车辆安全正常运营具有重要意义。
3市政道路软基处理的常用方法
3.1软土地基土层厚,运用换填作业法
在市政道路工程工期较为紧张的情况下,可以采用换填作业法来处理工程中的软土地基。把地基一定深度范围内的软土地基层挖除,然后将符合工程要求的土料填充进去。这个过程可以采用机械操作,挖出之后用工程机械进行碾压,降低土质的承载能力,使得其沉降发生概率降低。换填法适用于淤泥、湿陷性黄土、杂填土、膨胀土等,常用的换填方法有:换填土、换填砂、抛石或爆破挤淤等。在道路工程中要综合考虑工程的实际情况,采用部分换填或者全填的方法。若道路工程的软土层的厚度高达三米的话,就可以采用全部换填的方法。若在两米范围之内,就要采用部分换填的方法。在换填实施过程中,要采取就近原则,使得施工单位不必投入额外的资金,且对于施工也比较便捷,对于提升工程的整体效率有促进作用。换填的最终目的就是要改善软土层的整体承载较差以及渗透性比较弱的情况,最大程度的规避沉降和塌陷问题的发生。
3.2加载预压排水固结法
预压排水固结法是在软土地基上的竖向排水体进行施压,并逐步增加载荷的重量,使软弱地基中的孔隙水通过竖向排水体的孔道慢慢排出,使得软土地基逐渐固结,并发生逐步的沉降、塌陷或变形,使得沉降趋势逐步趋于不变的状态,在此过程中,地基逐步实现承载能力的提升,为道路工程的实施做好铺垫。此法还可以用在沉降不均衡呈现差距过大的地基土层,对于提升整体道路地基的承载能力和抗剪强度有积极的促进作用,对于整体工程的质量也有较大的保证。常用的加载预压排水固结方法有:袋装砂井、塑料排水带、塑料板等预压排水固结手段。此种方法适用于软土地基中渗透性比较弱、含水量较大的的软土地基,能够将软土地基中多余水量去除的同时,提升地基整体的质感和硬度,可以采用袋装砂井处理方法以及塑料排水带处理方法。但是要处理好袋装砂的密度问题,使得其保持在一个均衡的密度,在软土地基层上铺上一层土工布加筋垫层,这样才能保证软土地质的排水效果。但是塑料排水法的使用材料可以直接购买使用,不同于袋装砂井处理方法需要关注材料的细节问题,可以很轻松地实现高效排水,对于道路工程的施工进度来说大有裨益。
3.3强夯法
强夯法就是选取十吨以上的重物或重锤以自由落体的方式对软土地基进行高强度的振动和强大的冲击力来实现软土地基更加密实的目的,使得土质中的空隙缩小,压缩性降低,从而达到市政工程道路工程的强度需求。此种方法比较适合非饱和或粗颗粒的土质,但是若面临的是软土或淤泥、泥质土中使用,几乎没有效果。该方法使用设备简单,施工方便,适用范围广泛,可以根据土质结构、渗透性等选择机械设备进行施工。
3.4搅拌技术
在处理软土地基时,需要利用先进的设备来对土质进行搅拌,这种方法不仅仅操作方便,而且省时省力,因此很多建筑企业都比较青睐这种方法,所以搅拌技术在软土地基施工过程中起着非常重要的作用。软土地基在被搅拌设备进行深度的搅拌时,为了使得软土地基的土质能够得到一定程度上的改善常常往里加入一些固化剂,合理的控制搅拌的时间,时间过长或过短都会导致固化剂失去效果,而且搅拌技术也适用于其他方面的施工项目。
3.5灌浆法
灌浆法加固技术中,采取外部压力作用,将软土层中的空隙全部填满浆液,使土层的密度增大,强度得到极大改善,同时土层的防水性能也得到较大程度的提升。在操作上,通常采用的方式是高压喷射灌浆,将高压水管置放到软土层的空隙当中,并进行浆液喷射,使软土层中的空隙全部填满浆液。并要通过一定的后期处理手段,将浆液处理均匀,使土层变得均匀和坚实。
3.6砂垫层技术
在公路施工过程中,如果遇到软土层非常薄的情况,不宜采用其他的软土地基加固技术而应采取砂垫层加固技术。砂垫层加固技术的操作方法主要是在很薄的软土层上铺盖一层砂垫层,将软土层固结。同时,砂垫层铺盖还可以加强上层的排水层效率,促使排水层发挥作用。道路地基的排水层,对道路起到很好的自我保护和养护的作用,能够在下雨天将里面的积水顺利排泄,,不会造成道路积水引起的交通问题,防止道路被雨水侵蚀。利用砂垫层加固技术进行软土地基施工,也需要注意到一点,即填土的材料应该选择透水性较好的种类,防止影响排水效果。
4结语:
市政道路施工过程中,经常遇到软土地基处理的问题,一旦软基处理不当,不但使得地基产生沉降或者变形,同时也影响着道路的安全及稳定性。因此采用科学的处理方法,显得尤为重要。然而各种软基处理方法都有它的局限性、适用范围及优缺点,没有哪种方法是万能的。且不同工程地质条件差别很大,对地基的要求也不相同。因此对于每一个具体工程,应从其工程费用、处理要求、地质条件以及材料、机具等各方面综合考虑,以确定最佳的地基处理方法。
参考文献:
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