宣城市宣州区水阳镇项目建设办 安徽宣城 242041
摘要:市政道路施工中常会遇到软土地基,由于软土具有透水性差、含水量高、压缩性高、抗剪强度低以及流变性显著等特点,造成道路失稳及破坏现象,严重危害行驶安全。文章从软土地基的力学特性入手,分析了市政道路软土地基几种处理施工技术,以供参考。
关键词:市政道路;软土地基;施工技术
软土路基处理一直是市政道路施工的重点和难点,选用的施工技术和施工质量直接影响着路基施工后沉降,影响路基稳定,后期则影响行车舒适性和结构安全。因此,在市政道路施工中,选择合适的软土路基处理方案,是每一个工程技术人员必须面临的问题。
1.软土地基的力学特性分析
1.1具有明显的流动形变
对于软土地基来说,软土受到了自身的重力和外界荷载的共同作用的影响,使软土产生了变形,从而增大了软土地基的流动性。在施工过程中,如果遇到了软土流动变形的现象,我们一定及时采取措施进行处理。如果不及时进行加固工作,将会严重影响施工工作的开展,同时还可能影响道路的使用性能和安全性能。
1.2对于孔隙比和含水率的要求
在软土地基的施工过程中,其中孔隙比是软土地基具有的显著特征,它的主要成分包括粉土和黏土,而且这两种土的表面分布着很多的负电荷,这些负电荷具有使空气中的水液化的功能,这些水就会进入土体深处,最终停留在软土地基或者软土地基的空隙当中,从而会使得这层土的含水量增加,这样就会严重破坏粉土和黏土的稳定性,从而增大了软土地基的空隙率,降低了软土地基的强度。
孔隙比是孔隙体积和土壤粒径的比值,自然状态下的孔隙比称为自然孔隙比,孔隙比公式(1)如下:
e=[10×ds×(1+w)]÷r-1 (1)
式中:ds为土的比重;W为土的含水率;r为重度。
1.3软土地基的高压缩性
和一般的土质相比,软土地基的含水量更高而且孔隙比更大,这样使得软土地基的压缩性能增加,当软土地基受到外力作用以后,荷载的指标越小,就会不断地受到压缩,这就体现了软土地基具有很小的承受能力。在道路施工过程中,如果不重视软土地基的特性和采用科学合理的方法来加固软土地基,就有可能在使用中出现严重的安全问题。
2.软土地基处理的施工技术方法
2.1夯实碾压
夯实碾压法是利用大型奔跑机和夯锤来碾压和夯实土壤,减少地基中的空隙,增加地基的密度和强度,保证地基在不规则的强外力作用下下沉现象的产生。另外,夯实碾压法在夯实地基的同时,地基中颗粒间的空隙减少,夯点处的多余水会被顺利的排挤出来,保证了地基整体结构的稳定,增强了负载能力,减小了由于强负载作用造成的路基变形程度,提高了路基的整体平整度。这种方法主要适用于粉土、杂填土、泥潭、黄土以及河流冲积层等各种软土地基的处理中。
2.2垫层换土
垫层换土法也是目前我国软土路基施工技术中较为常用的一种方法,主要用于表层路基的施工处理。垫层法主要有加筋碎石垫层法、换土垫层法以及换土加筋垫层法等几种较为常用的施工方法。在进行换土垫层和换土加筋垫层时,垫层的厚度一般保持在0.5~3.0m。为了达到地基施工成本和技术的最优化,施工人员要各种处理方法综合考虑,最终选择最优化的施工处理方法。利用加筋碎石垫层法来进行市政道路工程软土路基施工时,要尽量选用那些抗拉强度不低于30kN,伸长率不超过4~5%,并且粗糙度大和耐久性好的土工格栅。在不同的施工环境中,施工人员也可以根据具体情况选择其他更适合的材料作为加筋垫层来保证路基的质量。垫层法特别适合淤泥或淤泥质土等软土地基的表层地基处理,可以有效的提升软土地基处理后的整体效果。
2.3抛石挤淤
抛石挤淤法是针对软土路基施工技术中较为常用的一种方法,主要用于大沟渠无法打坝围堰、路基下淤泥较厚且开挖费用与换土成本较大的地基情况的施工处理,通过将粒径50cm至100cm间的大石块,抛入地基淤泥层,采用机械振动挤压,使石块挤入淤泥层中,促使淤泥被挤出,将被挤出的淤泥清除,再抛20cm至50cm的石块进行挤淤,采用机械振动挤压,使小石块嵌入大石块的缝隙之中,反复振动碾压,密实后采用机械静压,使路床达到一定的平整度,上铺山区黄土进行地基垫层处理,这种施工方法大大提高了施工进度,减少了基建资金投入,我镇的12.6公里的扁埂公路,红线宽度36米、长3.4公里的市政道路水阳大道均采用了抛石挤淤方法进行地基处理,扁埂公路已通行5年,水阳大道已通车近10年,其通行状况良好,扁埂公路至今没有出现一处不均匀下沉,证明抛石挤淤处理是一种十分可行且经济合理的方法。
2.4水泥搅拌桩
在软土地基中,加固地基的主要方法是水泥搅拌桩,这个技术主要是使用水泥混凝土板来做固化处理,通过使用机械将软土中的水泥进行搅拌,这样就会使软土和水泥之间发生反应,从而使软土地基固化硬结,提高了软土地基的强度。其中的操作步骤是:首先需要根据现场勘查的情况来确定需要搅拌的位置,然后就是使用机械进行搅拌,使水泥和软土能够很快地产生反应。在实际的加固施工过程中,这种技术主要是进行搅拌的过程,能够使软土产生化学反应进而发生凝结作用。这种方法的操作比较复杂,因此在实际工作中不是很常见。
2.5预应力管桩
预应力管桩的技术是一种科学有效的软土地基的加固措施,主要是把做好的预应力管桩放入软土地基内进行加固。在操作过程中,主要需要注意的有:①在确定软土地基以后进行组织施工工作;②一定要重视数据的测量,尤其是对于预应力管桩的放置位置的确定;③在打桩的过程当中,需要时时的监测地基的特点和周围的环境;④在打桩完成后一定要放置标志牌来说明软土地基的加固完成。
2.6敷垫材料法
敷垫材料法也是市政道路工程软土地基处理施工技术中的一项重要处理方法,它更加适用于那些已经出现上浮或者下沉现象的软土路基中,敷垫材料法可以帮助土层的土层结构变得更加稳固。第一,要求施工人员能够找到并且定位上浮或下沉路段的软土路基,并且尽最大的努力来阻止这种现象的继续,积极的对问题路段进行加固,从而使路基在整体上性能良好,继续发挥其作用。第二,再进行完路基加固步骤之后,需要相关技术人员寻找到有较强承重力的施工材料及时的对下沉路段展开回填工作,最终使路基表面保持平整。在确定回填材料的过程中,要以下沉路段路基的地质强度为基准,合理配比不同材料所占的比例,使得回填材料与原有路基能够保持一致,从而避免回填土质与原土质密度差异大而产生路基结构再次发生变化,路基下沉的现象。同时,对于下沉路段的回填工作,会使软土地基的结构更加稳固,提升其地基拉力和抗剪强度,承载能力会变得更加强大。
2.7表层排水法
市政道路工程软土地基处理施工技术中一种使用比较广泛的方法就是表层排水法,它非常适用于那些土质本身较好,含水量高的软土路基施工。表层排水法的施工方法是在道路路基填筑之前,在软土路基的地表表层开挖用于排水的沟槽,使软土路基中的水能够通过排水沟槽流出,从而达到紧致软土路基的目的,使道路工程的软土地基更加稳定坚固,保证道路的安全性。表层排水法需要用砂砾等透水性能良好的材料来对排水沟槽进行回填,从而进一步降低土质的含水量。而且在施工人员准备采用表层排水法开挖排水沟槽之前,需要积极的进行实地考察,充分了解当地的地质环境等特征,采用科学合理的方案使排水沟槽能够顺畅的排水。施工人员需要注意控制排水沟槽的断面尺寸,将其数值保持在一定范围之内,通常排水沟槽的基本宽度为0.5m左右,深度为0.5~1.0m。另外遇到施工要求铺设孔管的情况时,也要注意清理孔管中的杂质,避免发生堵塞影响排水。
3.结束语
在市政道路工程建设过程中,常常会遇到软土路基的施工,软土路基由于结构特点,很容易受到外力的作用而发生变形,因此,软土路基施工增加了道路的施工难度。在对软土地其施工时,要根据具体施工地的软土土质及环境特点,经济合理的制定出科学有效的软土施工方案,通过运用不同的施工技术,并在施工中对施工质量进行严格控制,从而提高软土路基的耐性和承载力,减少基建投资,提高市政道路工程的整体质量,增加使用寿命。
参考文献
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