市政道路软土路基处理要点分析

2014-10-21 22:18唐明勇
中华民居·学术版 2014年10期
关键词:软土路基市政道路

唐明勇

摘 要:在市政道路建设的过程中,经常会遇到各种软土路基,软土一般是在流水环境中沉积而成的,带有粉砂等颗粒,并且具有明显的层理,地区的差异性较大。市政道路建设关系着城市交通安全以及城市发展等重要方面,而在道路建设中,如果对软土路基的处理不能满足道路相关的技术和质量要求,很容易使路基的稳定性变差,从而出现道路变形、沉降等一系列问题。因此,对于软土路基的处理是市政道路建设的重要环节,这就需要我们了解软土路基的特点,并针对其特点找出合适的处理方法。本文结合软土地段的实际情况,介绍对软土路基的施工、处理技术以及各种处理方法所适用的土质。

关键词:市政道路;软土路基;处理技

1 市政道路软土路基的特点

市政道路软土路基主要有以下几个特点:含水量高、孔隙较大、压缩性高、透水性差、结构性明显以及抗剪强度低等。软土的成分比较复杂,主要由粘土粒组、粉土粒组组成,并且含有大量的碳酸盐以及蒸发盐等化学物质,同时还包含腐殖泥碎屑等有机物质,在不同的地址环境下会呈继伟絮状结构。软土的含水量一般在35~80%,空隙比一般为1~2。软土的压缩性随液限的增大而增大,其渗透性小,因此土层在自重或荷载作用下达到完全固结所需要的时间是很长的。软土的结构性明显,当受到震动或挤压后,土体絮状结构的连接收到破坏,土的强度显著降低,甚至会呈现流动态。当软土收到扰动后,随着静置时间的延长,其强度会逐渐恢复。我国软土的天然不排水抗剪强度一般小于20kPa,在荷载的作用下,若软土路基能排水固结,则其抗剪强度将发生显著改变,并且排水固结的速度越快,其强度改善的效果越明显。

2 市政道路软基处理的常用方法与适用范围

对于市政道路建设过程中遇到的软土路基有许多处理方法:

2.1 高压喷射注浆法

高压喷射注浆主要是利用钻机,将带有分最的注浆管钻进图层的预定位置处,用高压设备使浆液或水以20MPa左右的高压液流状态从喷嘴中喷射出来,以此冲击和破坏土体。当能量大、速度快,并且呈脉动状的喷射流的动压超过土体的结构强度时,土粒变回从土体中剥落。部分细小的土粒会随着浆液冒出地面,其余土粒会在喷射流的作用下,与浆液搅拌在一起,并有规律的重新进行排列。待浆液凝固后,便会在土中形成一个固结体。这种方法主要适用于软弱图层,如冲(洪)积层、残积层和人工填土等。

2.2 排水固结法

排水固结法是指先在地基中设置砂井等竖向排水体,再利用建筑物本身的重量分级逐步进行加载,或者也可以利用其它重物对场地进行预压堆载,使土体中的孔隙不短减小,排出孔隙中的水,令地基发生固结沉降,同时逐步提高土体的抗剪强度。排水固结系统由排水系统和加压系统两部分组成:排水系统主要用于改变地基原有的排水边界条件,缩短排水距离;加压系统主要用于使地基土中原有的效应力增加,从而产生固结。

2.3 挤密法

挤密法是利用挤压或振动的方法,将砂石材料挤入软土路基中,由此提高软土路基的抗剪强度。对于疏松的砂土来说,在挤密砂石的成桩过程中,装套管挤入砂层中,将该处的砂挤向桩管四周,从而使四周变得紧密。利用挤密法加固的主要作用在于:降低孔隙比至临界值,以防止由于砂土振动而液化;形成高强度的挤密砂石桩,极高地基的强度以及承受力;减小地基的沉降量。

2.4 换土填层法

有些时候,软土地基的承受力和变形不能满足工程技术的要求,若此时软土层的厚度又不是很大,就可以将软土层的部分或全部挖走,然后分层填筑其他稳定性高、无侵蚀性的材料,例如砂、素土、灰土、粉煤灰等。在填筑后还要将地基压实至要求的密实度,以确保路基的稳定。这种方法被称为换土填层法,其主要作用包括:提高地基的承载力,减小沉降量,加速排水固结等。换土填层法主要适用于淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基,以及对暗沟、古井、古墓等进行浅层处理。

2.5 深层搅拌法

深层搅拌法是指将水泥等材料作为主要固化剂,通过特殊的机械,在地基深处将软土与固化剂进行强制搅拌,通过固化剂和软土产生的物理、化学反应,使软土结合成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。这种方法主要适用于淤泥质土、粉土以及含水量较高且的粘性土地基。2.6 粉喷桩加固法

粉喷加固法的施工要根据设计要求的配比以及实测的各项施工参数进行试桩来确定,一般试桩为5根,通过试桩来确定钻进速度、搅拌速度、喷漆压力、单位时间喷粉量等参数。这种方法主要适用于淤泥质土、含水量较高的粘土、粉质粘土和粉土等,并且对于杂填土、冲填土和人工填土等软土地基也具有很好的加固效果。

3 软土路基的处理过程

对于软土路基的处理并不是简单的填补压实,在实际的道路工程中,还要事先了解当地的地质环境,并依据本地的气候特点、实际路况、地质调查等最终确定对软土路基的处理方法。另外,还需要确保实施前道路路基的安全,包括做好排水等各方面防护措施。具体包括有以下几个步骤:

3.1 了解地质环境

每个地区的地质环境是有差异的,不同的气候、地质会对路基产生不同程度的影响。在实际市政道路建设过程中,首先要了解该地区的气候特点,考察实际路况,包括周围的道路、建筑物分布。如果存在沟渠等,还要考虑到由于水的影响会使土质较软,在施工过程中也要对这方面进行处理。根据现场钻探及原位测试的结果,确定地表的层次,以此确定所选用的软土层处理方法。

3.2 排水处理

如果在施工路基周围有水田、鱼塘等,要根据现场的实际情况分别采用放水晒干、清理淤泥,然后利用填充或抛石挤淤等措施进行处理。在施工过程中,还需要根据地形现状,在低于雨水管的地段设置临时排水管涵,以确保场地实施前道路路基的安全。在路基两旁还可以根据需要设置适当的临时排水沟进行排水,以防止路基被冲刷。临时排水管道和排水沟的位置设置可根据具体情况做适当调整,管道的数量也可以根据需要适当增加,以达到临时排水的目的。

3.3 填料技術

路基填料不能使用腐殖土,包括生活垃圾土、淤泥,也不能含有杂草、树根等杂物,土粒粒径超过10cm以上的应打碎。另外,还要选用级配较好的粗粒土作为填料,优先选用砂类土。路基填方如富哦为土石混合料,并且石料强度大于20MPa时,石块的最大粒径不能超过压实层厚度的2/3,当石料强度小于15MPa,石料的最大粒径不得超过压实层厚度。当路基的填土高度小于80cm的时候,基底的压实度不宜小于路床的压实度标准,路基的松散土层厚度大于30cm的时候,要翻挖后再回填分层压实。

3.4 基础筑建

路基填筑前土基应该夯实,使填土前土基实度达到90%。涵洞、管道、沟槽、检查井、雨水等周围的回填土,应该在对称的两侧或四周同时均匀分层回填夯实,填土材料适宜选用砂等透水性的材料。采用振动压路机压碾的时候,要遵循先轻后重,先稳后振,先高后低,先慢后快以及轮迹重叠等原则,至少压碾3遍,直到达到规定的压实度。

4 结束语

随着我国城市建设的逐步加快,城市道路建设的速度与规模也在不断增加。道路建设与城市的发展以及交通安全息息相关,而在城市道路建设过程中,软土路基是一种极为常见的路基状况,因此对于软土路基的正确处理是极其重要的。在道路建设过程中,我们要确保每一步骤的正确实施,从而保证工程施工的质量,同时也是道路安全的保障。

参考文献

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