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摘要:市政道路软基加固施工中,要根据当前该技术的类型和软土层的特点,采用专业化的加固方法以提高地基承力性能。通常情况下,软土层存在的特点较为相似,如含水量较高、土层承力性能不足、土层厚度较大等,加固技术的应用,一方面是提高该土层的强度,另一方面是降低路面对路基施加的压强。只有两项要求同期落实时,才可提高该系统工作水平。
关键词:市政道路;软土层;软基加固技术
引言
在现有的市政建设项目中,高新技术所带来的优势性凸显,软土路基的处理成为加强市政道路建设的新方向。作为市政道路质量的重要保障,软土路基建设在处理方式上采取了新型的技术,能弥补以往的缺陷。随着市政道路的高速发展,软基加固技术成为了软土路基改善的主力军,解决了软土路基的整体强度问题,坚固了路基本身的结构体系,从而提高了路基的稳定性,降低了软土路基在使用过程中的损耗率,在一定程度上避免了市政道路的沉降、变形等质量问题。软基加固技术等创新型技术的出现,导致陈旧模式下建筑市场的激烈竞争。为了进一步加强软基加固技术在建筑市场中的主导地位,必须以技术本身作为出发点,提升软基加固技术的技术水平。
1软基加固技术应用重要性分析
软土加固作为市政道路施工中的重要技术,其不仅能够提升市政道路整体稳定性,减少地基断裂和沉降问题,并且其可以有效保证道路施工的整体质量,保证市民的出行安全。同时在市政道路施工中应用软基加固技术,可以全面延长道路的使用期限,以此来使道路施工质量满足现阶段的经济发展,促进我国交通事业建设,使市政道路提升自身经济效益基础上自身的社会效益也得到提升,实现交通运输体系的稳定运行。
2市政道路施工中软基加固技术的应用
2.1换填技术
换填技术,即对软土路基全部软土进行替换。针对普通松填土,若原土含水率并不高,土质可以满足路基使用标准,并对其进行翻压换填。对全部原土进行开挖,并使用原土回填,回填期间采取分层压实,对回填土厚度加以合理控制。在压实之前,松填厚度应小于40cm。同时,在回填压实期间,应对压实度进行实时跟踪监测,深度超过1.5m时,回填压实度应达到93%;深度介于80~150cm时,回填压实度应达到94%;深度介于0~80cm时,回填压实度应达到96%。若原土不满足使用标准,应借土换填。原土翻压换填与借土换填,成本较低,技术简单。若软土层含水率较高或存在渗水等问题,换填材料应以石头或部分高硬度、高性能材料为主,并逐层加封压实,保证良好的路基质量。
2.2软基电渗加固技术
自1948年俄国学者Casagrande将电渗技术应用于软基处理中以来,软基电渗加固技术在软基加固处理上有着其他技术不可比拟的优势,但由于其能量消耗较多、成本较高等原因,使得该技术无法得到大范围实际应用。但近些年来塑料电极等材料的开发,有效解决了原有电极易生锈、原料消耗较大的问题,降低了电渗技术使用成本,大大提高其实际应用性。采用电渗加固法,能够解决传统排水固结法无法解决的地基问题。电渗加固法主要以对软基布置电极为基础,电极排布方式为一根阴极管被多个阳极包围。阴极管通常为直径24mm的排水管,其上部设有直径为4mm的均匀小孔,孔隙水能够顺利排出。排水管外围包裹一层土工布,以防止小孔受到外部杂质影响。在阴极与阳极之间,设置不同位置的位移传感器与电势传感器,能够实现对电势分布情况与地基表面沉降情况精准检测。为方便测量,各位移传感器设置对应滑块,通过螺栓固定滑块,实现传感器上、下移动调整。
而电势传感器与阴极、阳极测针相连,将阴极连接电源负极后,阳极插入待测点,获得预测点电势。电极管与传感器设置结束后,对地基施加电场,在土柱中形成竖向一维电场,可引起向上与向下的电渗流。地基中设置有侧壁导水管与底部导水管,能够将电渗出水顺利导出。灌浆管管壁四周使用焊机焊孔,以便化学浆液灌入土体,在直流电作用下其与土体发生化学反应,生成胶体或产生沉淀。地基内部土体受到离子引入而发生化学反应,产生大量热,从而减少了地基孔隙中含水量,提升了地基承载力。但通过分析电渗加固技术实际使用情况发现,电流会随着通电时间的增加而逐渐降低,因此在使用过程中需要灵活安排通电时间。且软基初始含水量越高,电渗过程中总出水量比例越大,整体排水固结效果越好。在电渗处理下,电极处土质受到影响会发生电化学反应。在活性电极影响下,土质中化学成分发生改变,软基缝隙中水分含量由于电化学反应,会产生氢离子,从而引起化学物质改变。电渗处理后,土质的微观结构从絮状结构转变成为颗粒结构,使土质中孔隙变小,整体结构紧实度增加。土质微观结构改变后,阳极处土质离子发生交换后,钙离子代替位移传感器电势测针阳极孔压传感器软基阴极铁丝阴极排水孔透气孔了双电层与晶层中钠离子,整体土体吸水能力减弱,从而使得地基强度得到增加。离子交换后化合价增加,双层厚度减少后黏土颗粒吸附能力降低,导致土质塑性指数与土体膨胀率下降。随着双电层厚度的减少,地基中部分自由孔隙水在电场作用下随之排出,使得地基中含水量降低。电渗作用不仅能够将土质中自由孔隙水排出,同样能够排出一部分土质中弱结合水,大大降低了地基中含水量。电渗加固法相对于其他加固方法,能够使软基土质固结更快,处理时间缩短。采用电渗加固法时,软土固结情况主要取决于电渗系数,而电渗系数一般高出水力渗透系数多个数量级,因此与传统排水固结法相比,电渗固结法速度远高于排水固结法。电渗固结法的最终加固效果更加均匀,且不会受到承载力影响,整体地基稳定性得到明显提高。
2.3强夯法
当前,市政道路软基加固工程中强夯法使用频率最高,其是通过夯实土层的方式来提高土壤的密度,一方面可以降低土壤中的含水量,另一方面可以减小土壤颗粒之间的缝隙,从而使得土壤具有更强的环境抵抗能力。强夯法的优势在于其可以实现大范围同时工作,即单次夯实过程的覆盖面积较大,提高了工程施工效率,而且该方法使用中需要的成本总量较低、施工难度不高,更适合应用于短期工程项目。目前,该技术应用已较为成熟,在使用中可以按照已经形成的操作管理规范展开施工,提高了施工安全性和质量水平。当然,该方法也存在一定的问题,即不可在淤泥层较厚的土层中使用。通常情况下,该技术的有效淤泥夯实厚度为10m左右,超出这一范围则不可采用,需要借助其他方法。另外,该方法的应用原理是破坏原有的土壤应力框架,会挤压出土壤中含有的水,若对土壤中水资源的处理水平不高时,则原有的水资源只是单纯转移到其他区域的土壤中,这对市政道路的全生命周期低成本运维工作不利。
结语
综上所述,市政道路工程施工具有一定的难度和复杂性,与其他工程相比,软土地基问题的存在会对工程建设的效率和质量造成较大不利影响。因此,施工单位需要结合市政道路工程的实际情况,采取预应力管桩施工技术、现浇混凝土管桩施工技术、粉煤灰应用法、强夯加固法等技术起到对软土地基的有效加固作用。同时,注重对施工过程和施工质量的严格控制,提升软土地基加固施工技术应用的效果。
参考文献
[1]徐锐罡.市政道路施工中软基加固施工技术研究[J].建材与装饰,2019(20):263-264.
[2]林水发.浅议市政道路施工中的软基加固技术[J].四川水泥,2019(07):250.
[3]祁敬城.市政道路施工中的软基加固施工技术[J].工程建设与设计,2019(13):227-229.
[4]张瑾.谈市政道路施工中软基加固技术[J].山西建筑,2019,45(01):116-118.