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市政道路管线及构筑物的地基处理技术与应用史胜伟

发表时间：2020/9/3 来源：《基层建设》2020年第11期作者：史胜伟

[导读] 摘要：为了获得更好的市政道路，提高构筑物的质量水平，对软黏土中市政道路管线及构筑物的地基处理技术及应用进行详细分析。

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        摘要：为了获得更好的市政道路，提高构筑物的质量水平，对软黏土中市政道路管线及构筑物的地基处理技术及应用进行详细分析。
        关键词：市政道路；管线及构筑物；地基处理技术及应用；软黏土
        引言
        市政道路难免会铺设各种管道，里面还包含给排水管道，如自来水管道、排水管道、污水管道等。这些管道在施工过程中对路基的沉降都有一定的要求。针对市政道路管线及构筑物的软黏土地基处理方法，国内没有统一的规定，针对性的论述也很少，大多数情况下需要工程师在具体设计、施工过程中不断摸索与积累。并且对于不均匀沉降造成的市政道路管线、道路问题，并没有引起足够的重视，有时没有对管线的软基进行强化，或者在操作中处理不当，致使不均匀沉降造成路面或管道的破坏。近年来，人们逐渐认识到市政道路管线软基处理的重要性，然而国内的研究资料很少。
        1　市政工程
        市政道路管线工程：供电、供煤气、常见的供水、排水（包括雨水、污水）、通信、供热的管线部分，以及作为特殊用途的地下管线和人防通道等。常用的管材有钢筋混凝土管、HDPE管、UPVC管、钢管、玻璃钢夹砂管和球墨铸铁管等。管道使用类型有重力管和有压管。
        2　软黏土地基软质
        黏土整体形状通常为松散状或土状，颗粒很润，有很好的可塑性，遇水易散开。细粒与细粒之间有良好的结合性，塑造成型并干燥后可形成坚实的坯体。由软质黏土构成的地基称为软黏土地基。虽然软黏土地基各自的形成原因、状态、结构都不尽相同，但都具备透水性不好、容易压缩、高含水量、低强度等共性，在施工时，不可以仅依靠路基类型来确定施工方式，还要考虑填方形状、施工情况等因素，需要根据实际情况作出判断。在建设道路的时候，因为路基的不确定性，所以有部分软黏土地基在进行填筑时会出现变形，因此难以确定路面铺筑所需要的具体形状。此外，在一些能勉强完成铺筑但难度较大的工程中，经常会出现软黏土地基发生变形的情况，结果就是在施工完成之后，监收完成之前，就发生了路面稳定性方面的质量问题。另外，软黏土地基在完成之后的实际工作中，一般每年都会有整治的情况出现，不但要使用大量的人力、物力、财力，还会对市政道路的正常使用造成影响，致使道路的交通瘫痪。在修建非长途路基时，需要针对性地加固处理措施，确保道路施工中的安全性。由于整体结构的承载稳定性可以由平均弯沉值直接表现，因此在判断软黏土地基处理之后的柏油路面发生反射裂缝的可能性及严重情况时，可以使用平均弯沉值来表现。板底脱空、软黏土地基以及基层强度低等原因都有可能促使结构承载力降低。在实际判断时，可以使用排除法来确定是否是软黏土地基。
        3　市政道路管线及构筑物的地基中软黏土的处理技术及应用
        3.1　PTC管桩的应用
        与一般基础工程相比，预制混凝土桩基工程具有桩材质量高、施工速度快、工程地质适应性良好、文明场地等优点。根据目前国内实际的预应力管桩生产情况，按混凝土强度等级，管桩可分为预应力混凝土管桩、预应力高强度混凝土管桩和预应力混凝土薄壁管桩。

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PTC管桩采用400~500mm直径的先张法预应力砼薄壁管桩，工作时采用静压法，管桩桩尖类型为开口型。施工的时候需要处理地表，要在压桩的深度达到设计深度后，才能进行桩帽的浇筑，采用碎石砂加筋垫层的方法来进行铺筑级配。要充分发挥监理的职能，在施工时，严格控制管桩质量，做好工程的施工记录，验收时也要仔细检查。施工前的准备工作以及施工时的技术要求。地面上的杂草，地表里的树根，耕植土等都需清理干净，并整平地表。临时排水沟需在施工道路的两侧开挖。在建造临时排水沟时，要注意与农用排灌溉沟分开；在施工未结束之前也不能发生长期积水的情况；在路表没有水或水容易疏干的道路路段，可以据实际情况选择较好的垫层土，压实厚度不能小于25mm，当达到90%的压实度时，要形成不小于2%的排水横坡；最后试桩。为了获得正式施工时的控制压桩力，要在各段落施工前首先按设计桩长试桩。可根据设计图纸，使用施工桩进行试桩，试桩时，每段落试桩数都不能低于4根，为了确定压桩力与实际承载力之间的关系，应在完成试桩后，按照有关标准对试桩实施单桩承载力的实验。进行实验时，需要检测桩、土、垫层的应力和变形状态，还要判断是否满足了工程承载力以及沉降要求的设计条件，以便于对设计做出调整。随后是PTC桩复合地基的施工。
        3.2　高压旋喷桩的应用
        高压旋喷桩的工作原理：使用钻机把拥有特殊喷嘴的注浆管进入到土层内的设计位置，利用高压脉冲泵带来的高压，使水泥浆液通过钻杆下部的喷射装置，以高速向四周水平喷人土体；与此同时，钻杆要达到一定速度，并慢慢向上提升和旋转，浆液在高压的情况下喷出时，会有很大的动能，形成高速高压的喷射流，凭借高压喷射流能够大量置换软弱层和和挤密桩周围的土壤，可以使黏土与水泥浆充分混合、胶结、硬化，最后凝固为一个整体。通过此方法，可以在地基中形成一个拥有较高强度的水泥土桩，还可以实现土体压缩变形减少、土质改良、地基强度增加，从而提高地基的承载能力。在施工之前，要根据实际施工现场的情况和设计要求，来确定合适的施工方法和施工机器，还要用工艺性试桩确定施工参数，在施工过程中，现场工作人员要一定要有详细的现场记录。在喷浆与钻杆钻进时，司泵手与司钻手一定要密切配合，最好能够有一个简单易懂的联络方式，如果司钻手与司泵手可以完美配合，那将会大大提高成桩质量。钻杆下钻时要采用1.0MPa的清水压力，不但可以对土体进行第一次喷射，使土体成为混合液，从而减少喷浆时土体产生的阻力，使浆液可以得到充分搅拌，提高桩体的强度，还能达到防止喷嘴堵塞的目的。水泥浆一定要准备充分，灰浆在经过2道过滤网的过滤之后，使用抽入的方式装入储浆桶内，搅拌的操作不能停止，防止发生堵塞喷嘴的情况。在钻杆时一定要匀速旋转、提升，以保证桩体可以连续、均匀。如果在喷浆的中途发生了机械故障，为了防止桩体中断，最好停止提升和喷射，并立即实施解决措施。在进行喷射时，可以通过观察冒浆，了解即时的土层情况，从而适时采取合理措施。在施工时，要首先建立一个完善的施工安全保证体系，在实际工作时，安全人员要严格执行安全操作规章，认真进行安全教育和检查。还要安排专职电工时常检查维修电路和配电室，从根本上消除用电事故发生的可能性。建立对机电设备安全的检查与维修的制度，降低机械事故发生的可能性。
        4　结语
        综上所述，高压旋喷桩加固与PTC管桩在市政道路管线及构筑物的地基处理的应用效果显著。决定整个市政道路工程施工质量的关键是软黏土地基的检定以及处理技术，在今后软黏土地基施工技术的应用中，仍然需要不停的改进与进步，不但要严格执行质量安全管理的要求，还要保证施工的质量，为市政道路的发展助力。
        参考文献：
        [1]刘贺，高明军，王剑．真空-堆载联合预压加固海域吹填土地基的适用性及特点探讨[J]．科学技术与工程，2017，17（7）：224-227