【摘要】在我國沿江、沿湖、沿海等地區(qū)廣泛分布著軟土,市政道路工程項目中,如何對軟土地基進行處理已經(jīng)成為影響其道路質(zhì)量和工程造價的重要因素。本文主要探討幾種處理軟土地基的技術(shù)和方法。
【關(guān)鍵詞】市政;道路;軟基;加固;技術(shù)
引言
在軟土地區(qū)修建道路。常發(fā)生道路沉降變形,嚴(yán)重影響了道路的使用,由此造成的經(jīng)濟損失越來越大。軟土地基的性質(zhì)因地面異,因?qū)佣?,不可預(yù)見性大。在設(shè)計、施工過程中,稍有疏忽就會出現(xiàn)質(zhì)量事故。對軟土地基進行有效的處理,不但能夠?qū)⑹姓缆仿坊某休d力提高,還能將市政道路的路基穩(wěn)定性提高。
1、換填土法
換填土法是用好土(強度較高和透水性好的材料)全部或部分替換軟土的方法。適用于軟土層較厚,稠度大,路堤高、施工期緊迫。
(1)加固原理:根據(jù)土中附加應(yīng)力的分布規(guī)律、讓墊層承受上部較大的應(yīng)力,軟弱土層承受較小的應(yīng)力。(2)作用:提高持力層承載力;減少沉降量;加速軟土層的排水固結(jié);防止凍脹;消除膨脹土的脹縮作用。(3)開挖方法:①全部開挖換填:在路堤全寬范圍內(nèi)將需要處理的軟土層挖除,并置換以好土。適用于軟土層厚度為3m以內(nèi),路堤需在短期內(nèi)填筑完成的情況。②部分開挖換填:僅挖除表層最軟弱部分的軟土,換填以好土,使沉降量減少到可接受程度(挖填深度為2m以內(nèi))。(4)換填材料:宜選用排水性能好,處于地下水以下能保持有足夠承載力的砂、砂礫及其它粗粒料。
2、排水固結(jié)法
原理:孔隙水排出,孔隙體積減小,地基產(chǎn)生固結(jié)變形。操作要點如下:
2.1排水坡及排水砂墊層的設(shè)置。首先對路基進行加固方位以內(nèi)的一些雜物或者草皮進行清理和移除,接著將路基地表建構(gòu)成為一個路拱,其坡度不能低于3%,并滿足路基的密實度要求,對砂子進料關(guān)進行嚴(yán)格的把握和控制,以相關(guān)設(shè)計要求為依據(jù)對排水砂墊層進行均勻的鋪設(shè)。
2.2主要材料選定。砂袋:采用透水性、耐水性、韌性強的聚丙烯編織布制作,長度比設(shè)計井深長200cm。
砂料:選用滲水率高的干燥中粗砂,含泥量<3%。
2.3機具定位。以袋裝砂井的間距以及布置范圍為依據(jù),利用竹板樁對每一個砂井的具體位置進行確定,進行機具的定位時,要對樁錘中心與地面定位在同一個點上進行保證,同時利用經(jīng)緯儀對樁錘導(dǎo)向架垂直度進行控制。
2.4安設(shè)套管及樁尖。要以砂井的直徑為依據(jù)對套管進行選用,不能過大,也不能過小,與此同時在套管上將控制標(biāo)高的刻度線畫出來?;畎晔綐都夤潭ㄔ谔坠苌袭?dāng)做一個統(tǒng)一的整體,在進行套管的定位時,利用裝機起吊設(shè)備將其吊起,將其上端送入樁帽內(nèi),下端用人扶住準(zhǔn)確安插在定位點上。
2.5套管打入。當(dāng)套管吊起定位后就可以進行開錘施打,落錘的初期要輕緩,防止套管突然傾斜,套管入土深度距設(shè)計深度2m時,控制錘擊頻率,防止超深。
2.6運、下砂袋。在進行砂袋的運輸時,采用特制車輛進行運輸,禁止在地上拖拉。下砂袋時將整個砂袋吊起,從端部放入套管口,緩慢順直放入,防止砂袋破損以及砂袋扭曲。
2.7拔出套管。拔管之前應(yīng)該將激振器啟動,接著將套管提升,必須緩慢但是連續(xù)的進行,中間不能夠?qū)⒌趵K放松,防止因套管下墜損壞砂袋,當(dāng)帶出長度大于0.5m時重新補打。
2.8袋頭處理。將套管拔出以后,砂袋應(yīng)露出孔口50cm以上,并將其垂直埋入砂墊層中,若砂袋不滿,及時向袋內(nèi)灌砂補到足夠為止。
3、砂墊層
砂墊層就是在軟土地基上鋪設(shè)厚度為0.5~1.2m的砂層。適用于軟土層不厚,當(dāng)?shù)赜猩?,運距不遠(yuǎn),施工期不緊迫。作用:改善路堤和地基處理工程施工時的機械作業(yè)條件:軟土層薄時,單獨用作地基處理(固結(jié)排水)措施。
材料:以透水性好的砂或砂礫為宜。
4、水泥土攪拌樁加固設(shè)計
水泥土攪拌樁法加固技術(shù)是對石灰以及水泥等進行利用,使其作為固化劑的主劑,在地基深處利用特殊的深層攪拌機械對固化劑以及軟土進行攪拌,使軟土與固化劑之間產(chǎn)生的一些物理或者進行化學(xué)反應(yīng),讓土體硬結(jié)形成水泥土圓柱體(樁體),這樣就可以使得路基變得堅固、結(jié)實。
4.1固化劑。通常采用石灰或者水泥作為工程上使用的固化劑,大多工程都是使用水泥。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn),在相同的摻入比下,將水泥標(biāo)號每提高100號,水通常情況下,如果水泥土樁體強度要求高于1.5MPa時,選擇的水泥標(biāo)號應(yīng)該在425號以上:如果樁體強度要求低于1.5MPa時,可以選用325號水泥。這樣的做法可以將摻入比增加,將樁體的均勻性提高。為了對固化劑的流動性進行提高,可以摻入水泥重量0.2~0.5%的木質(zhì)素磺酸鈣減水劑,與1%的硫酸鈉和2%的石膏。
4.2摻入比。固化劑摻入量與被加固土重的比為摻入比。在同一土層中水泥摻入比不同,水泥土強度不同,強度隨摻入比增加而增大。但摻入比低于5%時,水泥反應(yīng)過弱,固化程度較低。所以在工程中固化劑的摻入比一般在7~15%之間。每加固lm3,土體需摻入水泥110~160k。
5、高真空擊密法
5.1定義。是一種快速加固軟土地基的新技術(shù),它是通過數(shù)遍的高真空,并結(jié)合數(shù)遍合適的變能量擊密,達(dá)到降低土層含水量,提高密實度、承載力,減少地基工后和差異沉降量的目的。
5.2高真空擊密工法的加固機理。高真空擊密法應(yīng)該是在普通強夯法基礎(chǔ)上的改進工法,對軟土地基的加固原理仍然是動力排水固結(jié)理論。高真空擊密法特點是通過多遍主動排水措施來增強動力固結(jié)效果。排水的作用原則上可用有效應(yīng)力原理解釋。高真空擊密法就是通過多遍高真空排水工序,來達(dá)到提高強夯擊密效果的目的。但高真空排水不是強夯法的輔助手段,而至少是與強夯同等重要的工序。圖1為某市政道路試驗區(qū)加固前后靜力觸探對比。
6、擠密碎石樁
擠密碎石樁是指用振動或沖擊荷載將底部裝有活瓣式樁靴的樁管擠入地層,在軟弱地基中成孔后,在將碎石從樁管投料口處投入樁管內(nèi),然后邊擊(振)實,邊上拔樁管,形成密實碎石樁,使之在地基中形成擠密碎石樁復(fù)合地基。
擠密碎石樁適用于軟土,人工填土和松散砂土的擠密加固,可以加速飽和軟粘土的排水固結(jié),擠密周圍軟弱或松散土層,使碎石樁與擠密后的土共同組成持力層,從而提高地基的承載能力,減少地基的變形,還可以增加砂土地基抗液化能力。
7、結(jié)語
總之,市政道路施工中軟基加固技術(shù)有很多種,每種加固技術(shù)都有它的適用性和局限性。在選擇方案時,還要各方面的因素,如考慮地基土質(zhì)、土層結(jié)構(gòu)層、道路性質(zhì)、路基高度與寬度、施工工期、材料的供應(yīng)情況以及施工機械實力,這樣才能對市政工程軟土地基進行有效的處理。并且在施工過程中,必須加強管理認(rèn)識、緊抓施工環(huán)節(jié)、嚴(yán)格質(zhì)量要求,唯有如此,才能嚴(yán)格控制工程質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1]王香允,楊飛.探討道路施工中的軟基加固技術(shù)[J].中華民居(下旬刊),2013(04).
[2]趙榮高.市政道路施工中的軟基處理技術(shù)[J].交通世界(運輸.車輛),2013(06).
[3]向世國.水泥攪拌樁在市政道路軟土地基加固中的應(yīng)用[J].21世紀(jì)建筑材料居業(yè),2013(05).