路基处理技术在软土地区城市道路设计中的应用

发表时间:2021/1/29   来源:《建筑科技》2020年7月下   作者:观祖保
[导读] 近年来,随着我国城市建设的步伐不断加快,市政道路作为城市发展建设的重要内容,不仅代表着城市的形象,而且与城市居民的日常生活息息相关。

江苏山水环境建设集团股份有限公司  观祖保  210019

摘要:近年来,随着我国城市建设的步伐不断加快,市政道路作为城市发展建设的重要内容不仅代表着城市的形象,而且与城市居民的日常生活息息相关。在一些软土地区的城市道路建设中,对于软土地基的处理是影响到道路施工质量的关键。本文主要从软土地基对市政道路质量的影响进行分析,并在此基础上分析不同的路基处理技术在软土地区道路设计中的实际应用,期待能够有效推进我国软土地区道路施工的建设。
关键词:路基处理技术;软土地区;道路设计;应用
        引言:
        在城市市政道路工程中,所谓的软土指的是含水量比较高,土壤的孔隙相对比较大的黏土和细粒土。这种土的天然强度通常都比较低,而压缩性相对较高,普遍存在于我国江苏湖塘和滨海等城市。正是因为土壤中的含水量高以及空隙大等特征,在道路运行过程中特别容易出现沉降导致路基开裂,从而造成软土地区的路基遭到严重的毁坏(如图1)。在道路使用过程中承重压力如果非常大,还有可能出现整体剪切和局部剪切的状况,最终导致路面出现沉降损毁以及路基失稳的状况。

        一、软土地基对市政道路工程质量的影响
        我国城市道路运行过程中的安全性以及工程的质量主要都是取决于道路路基的稳定性。我国江苏的很多城市都属于软土地区,软土地区由于土里面含有的水分比较多,土质的透水性能比较差,因此承重能力也会比较弱[1]。在这些地方进行市政道路建设很容易出现路基不稳的情况,如果在施工的过程中不进行处理很容易导致道路在使用中发生不均匀沉降的质量问题。
        在我国城市道路工程中,软土地基的处理是最为关键的,在很大程度上直接决定着道路工程整体的质量。因此,在实际的工程作业中一定要加强对软土地基的处理,通过一定的技术手段使软土地基的稳定性和安全性都能够有效提升,确保道路在运行过程中的承载能力。软土地基的处理技术在很大程度上取决于地基的实际土质条件和构成状况,在作业中一定要对施工地的实际情况进行勘探,并选择适合的工程技术,对软土地基的周边沉降量进行合理的控制。另外,市政道路中不同的等级对工程质量的要求也是有差异的,因此在施工中也要结合道路的不同等级进行施工方案的选择。总的来说,在道路工程中,根据施工地的实际情况和市政道路等级的要求选择合适的软土地基处理技术对于道路施工整体质量的提升有着重大意义。
        二、软土地区不同的路基处理技术及其使用
        (一)换填垫层法
        换填垫层处理方法在当前我国的软土地基处理中应用的非常普遍。换填垫层法是指在施工中将基础底面下一定深度范围内无法达到地基性能需求的土层全部或者部分挖出来,换填上能够满足地基稳定性要求的材料,换填的材料一般都具有强度高、稳定性能好等特点,可以从根本上改善路基中的土质[2]。这种软土地基处理方法一般应用于浅层软土地基和不均与地基的处理中。换填法的处理深度一般应该控制在3m以内,如果垫层太薄的话,置换土垫层的效果不会太明显。这种施工技术的特点是效果显著、操作比较方便以及成本低。在施工中采用换填垫层法能够有效改善软土地基的土质状况,对于可能会发生的地基沉降问题有非常明显的改善效果。

        (二)砂垫层处理技术
        砂垫层处理技术是指在软土地基处理中用粗砂作为铺垫的材料提高软土地基的强度和稳定性。这种技术在软土地基处理中由于排水性能好以及能够很好的起到坚固软土层的特点,在软土地基处理施工中也有非常广泛的应用。在具体的施工过程中,为了避免后续出现的沉降影响到砂垫层施工的效果,需要对砂垫层作业的流程实施严格的监控,而且还要根据道路施工中对承载力的要求选择合适的垫层,不同垫层的承载力会有一定的差别(参考下表1),确保严格按照施工的流程进行。在使用砂垫层法时需要根据软土地基的实际情况准确计算砂垫层的厚度和宽度,同时还要对土层变形量进行准确的计算。另外,还需要注意的一点是换垫层如果在雨季进行施工时必须在地基和填土中间加设一个排水面,确保地基在填土荷载的作用下可以将水分及时导出,同时还能够加速地基土的固结,增强地基的承载能力。

        (三)重锤夯实处理技术
        这个技术在软土地基的处理中有着非常明显的成效。这种技术的使用需要借助相关的机械设备,机械在使用中通过重锤的重复自由落体运动起到对地面进行夯实的作用,这个技术使得软土地基在重锤的反复作用力下软土底层不断向下移动或者向四周扩散,使得土层的压缩功能不断降低,从而使土层的承重强度不断增强。在不断的重锤重力作用下地基中土壤结构中的空隙和水被排出,大大降低了土壤在外力作用下发生变形的几率[3]。重锤夯实技术在使用中需要根据工程的实际情况对重锤夯实技术也需要对夯击的参数进行严格测算,还有夯击施工中的施工范围、夯点布置以及间歇时间等都要进行严格的控制,确保施工的效果能够满足工程的要求。这种技术通常应用在地基中的软土厚度和施工的规模都比较大的道路建设中,而且施工过程受到机械设备和场地的限制,以及施工过程环境噪音影响,因此在使用中具有很大的局限性。

        (四)排水固结法
        排水固结法又称预压法,其包括堆载预压法、超载预压法、真空预压法、真空与堆载联合作用法、降低地下水位法和电渗法等多种方法;排水固结法在软土地基上施加压力,配合内部实施排水,使得软土地基排水和软土固结的时间不断缩短。在压力作用下不断使软土地基中孔隙里的水分排出来,不断缩小软土地基中孔隙的比例,加速软土的固结。排水固结法在软土地基的处理中主要用于改善地基沉降和稳定性的问题,这种软土地基处理的方式比较特殊,通常使用在淤泥、淤泥质黏土等饱和性黏土的地基处理中。
        (五)水泥搅拌桩复合地基法
        水泥搅拌桩主要用于加固饱和软粘土地基。它是利用水泥浆作为固化剂,利用固化剂和软土之间产生的一系列物理化学作用,形成抗压强度比天然土强度高的多、并具有整体性、水稳性且压缩性小的水泥加固土桩体,桩与桩间土体构成复合地基共同作用,从而提高了加固深度内土体的压缩模量和地基承载力,大大减少了工后沉降量。该法主要应用于软土层较厚,沉降要求高的路段。
        结束语
        在我国复杂的地形环境下,在市政道路施工中软土地基是施工中不可避免的,处理不当的话很有可能导致道路在使用中出现很严重的问题,甚至给后续道路上的安全行驶埋下很大的隐患。因此在施工中一定要通过不同的施工技术加强对软土地基的处理,在工程施工过程中加强监督与管理,不断提高市政道路施工的质量。
参考文献
[1]张中俊.市政道路软土路基处理中强夯法施工技术的应用[J].建筑工程技术与设计,2017,000(013):3086-3086..
[2]志宜欧阳.市政道路工程中软土路基施工技术的应用[J].智能城市应用,2020,3(3).
[3]郭旭. 市政道路工程软土路基处理中桩的应用[J]. 科研, 2016.

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