【摘 要】近年來隨著我國城市化水平的不斷提高,城建規(guī)模快速擴張,與此同時市政道路建設發(fā)展迅速。我國地域遼闊,地質條件復雜多樣,軟土就一種常見的不良地質,是市政道路工程施工中常碰到的問題,其承載力小,壓縮性大,透水性差,若處理不當就會發(fā)生道路沉降變形,嚴重影響市政道路的使用。在城市快速發(fā)展的今天,市政道路的建設不可能有效避開軟土區(qū)域的影響。因此,如何采取科學的軟基加固技術成為市政道路建設者的重要任務之一。本文結合筆者的工作經驗和當前市政道路施工技術的發(fā)展水平,簡要闡述了市政道路施工的軟基加固技術的運用,以供探討,不足之處以求同行指正。
【關鍵詞】市政道路;施工過程;軟基加固;運用探討
一、市政道路軟土地基簡介
根據我國《巖土工程勘察規(guī)范》中的定義,凡天然孔隙比大于1.0,且天然含水量大于液限的細粒土為軟土,包括淤泥、淤泥質土、泥炭、泥炭質土。此外,軟土還包括部分沖填土、雜填土、人工吹填土等軟弱土層。由于軟土地質的形成條件和土體顆粒組成的內在特性,其具有含水量高、透水性低,且軟土結構非常靈敏易于破壞,穩(wěn)定性很差,受到擾動后強度顯著降低,且很難恢復。同時,軟土具有流變性,地基承載力低,強度增長緩慢,加荷后易變形且不均勻,變形速率大且穩(wěn)定時間長,一些深厚的軟土沉降持續(xù)數年甚至數十年之久。軟土地基抗剪強度很低,天然地基承載力一般不大于60KPa,不排水抗剪強度一般小于30KPa,未經處理加固,通常無法滿足承載要求,加固措施不當,往往由于地基承載力不夠造成路基塌陷等質量事故。此外,軟土由于孔隙比大,土體顆粒間結構不連續(xù),而具有高壓縮性的特點,軟土地基固結周期長,承載后變形大,長期不能穩(wěn)定,從而影響市政道路的正常使用。
二、市政道路軟基施工的特點分析
市政道路軟土地基施工技術相對比較復雜,在很大程度上會影響市政道路工程的施工質量和施工進度。因此,施工前必須對道路所經區(qū)域的地質條件進行詳細勘測,對軟土地質的柔軟度、穩(wěn)定、變形等進行嚴謹的計算,以制定科學合理的加固施工技術方案,避免和減少市政道路軟基出現開裂、失穩(wěn)和沉降等造成的安全、質量問題。在市政道路軟基加固施工過程中,所采用的機械設備具有重要的影響,因此,在選擇相應的機械設備時一定要著重注意機械設備的安全性、經濟性和實用性。市政道路作為重要的交通基礎設施和民生工程,對經濟社會的發(fā)展具有重要的影響,因此質量要求必須過硬。所以在市政道路軟基加固處理施工中,不僅要解決當前工程需要,還要從可持續(xù)發(fā)展的角度考慮問題,要考慮材料來源、環(huán)保等因素。
三、軟基加固技術在市政道路施工中的具體運用
(一)市政道路軟基加固處理技術的選擇原則
市政道路工程建設要高度重視工程地質勘查工作,必須對項目途徑場地進行全面的勘察,掌握詳實的地質勘察資料以及道路設計資料,根據工程設計的具體要求和采用天然地基存在的主要問題,確定軟土地基加固處理的范圍和處理后要求達到的各項技術經濟指標。軟土地基的形成條件不同,其加固處理技術也是多樣化的,必須通過科學的分析和鑒別,選擇合理的加固處理方法。對軟土地質應以防為主,以治為輔,能避當避,即使略微增加工程造價也是值得的。
(二)置換加固處理技術的運用
置換加固處理技術指將基底不能滿足設計要求的軟土挖除,回填砂、碎石、石渣等具有強度高、壓縮性低、透水性好、易壓實特點的物理力學性質較好的土體,并分層夯實或壓實成低壓縮性的地基持力層,有利于加速軟土的排水固結,同時也有利于減少地基的沉降量,以提高軟基的承載能力。該方法優(yōu)點是可以就地取材、價格便宜、施工工藝比較簡單。適用于軟土埋深較淺、開挖土方量不大的路基施工。換填法受地理環(huán)境因素影響比較大,在施工時會出現遠距離運輸的難題,增加了運輸的成本,因此必須要注意設計要求,避免超欠挖以免造成經濟損失。
(三)強夯加固處理技術的運用
是指用重錘自一定高度下落夯擊土層使地基迅速固結以提高軟弱地基承載力的方法。主要用于砂性土、非飽和粘性土與雜填土地基。對非飽和的粘性土地基,一般采用連續(xù)夯擊或
分遍間歇夯擊的方法,并根據工程需要通過現場試驗以確定夯實次數和有效夯實深度。強夯法能夠對粉土、砂性土、黃土、一般黏性土以及人工填土等在各類市政道路路基軟土層進行加固,在運用一般處理方法對大塊碎石類土及建筑生活垃圾構成的雜填土進行處理無法得到加固時,運用強夯法則具有顯著效果。強夯法對市政道路軟基進行加固處理后,能夠使地基承載力及壓縮模量得到顯著提升,降低壓縮系數及孔隙比,提升場地均勻性得到提升。通常情況下,有效強夯處理深度為6~8m。
(四)排水固結加固處理技術的運用
排水固結是指在市政道路軟基中設置排水體,通過排水系統(tǒng)將地層中含水量較高的淤泥質軟土層透下來的水進行集中排水,主要是由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組成。根據排水體的不同可分為砂井排水和深度排水。
1、砂井排水加固
是指在軟土層設置垂直排水井,一般由中砂或粗砂構成。用下端裝有埋入式樁靴的鋼管打入土中,然后從上端灌入砂子,分層夯實,同時將管向上拱起,直至樁孔灌滿砂,形成砂井。在粘性土中也可先打入木樁,拔出樁后在孔中填砂夯實。井距常用范圍為2-4m,一般砂井直徑為0.2-0.3m平面上呈矩形或梅花形布置。
2、深度排水加固
在市政道路路基施工之前,對軟基進行加荷預壓,從而使軟基能夠提前完成固結的過程。對于處理深度大于5.0m的深層軟基,采用深層排水固結或通過深層復合地基加固進行處理,可以達到提高地基承載能力,一般由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)組成。需要首先在地基土中設置水平排水墊層和豎向排水體,以改變地基排水邊界條件、縮短排水距離、加快排水速度。然后采取加壓措施,使軟基產生壓縮完成地基的固結沉降。
(五)聚合物加固處理技術的運用
是指將強度較大的聚合物原料加工成絲、短纖維、紗或條帶,制成平面結構的土工織物,
埋入土層中,它有利于增加地基的承載力,改善市政道路軟基土體的應力場和應變場,降低或者消除地基的沉降量,提高市政道路基礎的穩(wěn)定能力。土工格柵是一種主要的土工合成材料,分為塑料類和玻璃纖維類兩種類型。采用編織土工布和土工格柵,鋪設于軟基表面,可起到反濾、排水、隔離和補強的作用。
(六)樁體加固處理技術的運用
通常采用的地基處理方法有水泥攪拌樁、旋噴樁、夯擴碎石樁等,通過在市政道路軟基中植入強度、承載力遠高于軟土的加強樁體,形成復合地基以達到改善地基強度的目的。例如利用水泥漿、石灰或其他材料作為固化劑,通過特制的深層攪拌機械,在地基深處將軟土和固化劑強制攪拌,利用固化劑和軟土之間產生的一系列物理化學反應,使軟土硬結成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的優(yōu)質地基,從而達到提高地基的承載力和增大變形模量的目的。該技術適合于各種成因的軟土層,尤其是對于厚度較大的飽和軟黏土。
總結:
路基施工質量是市政道路工程整體質量的基礎和重要保證。軟土地基對市政道路工程的建設具有較大的危害性,其處理效果與工程質量密切相關。在市政道路軟基加固施工時,必須嚴格遵循各處理技術的適應性,選擇科學合理的施工工藝,同時嚴格控制其施工流程和施工注意事項才能有效保證施工質量。
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