马沛然
摘要:近年来,在市政道路工程建设中,软基处理问题已日益成为影响工程造价和道路使用质量的主要因素,并且越来越受到人们的关注,因此对市政道路软土路基处理技术的研究也具有重大的意义。本文说明了软土路基的基本特征及危害,分析了软土路基处理中存在的问题,最后详细阐述了市政道路软土路基施工的处理措施。
关键词:市政道路;软土路基;排水固结;强夯;水泥挤密桩
中图分类号:TU99文献标识码: A
一、市政道路软土路基概述
(一)市政道路软土路基的基本特征
市政道路施工中经常运到的软基,其实是软土地基的简称。软土地基的含水量比较高,很容易遭到压缩,比其他地基的承载能力要差。软土地基主要由沉积的淤泥和一些腐蚀类植物组成,含水量在4-72%的范围之内,而其液限一般情况下在35-60%左右;而软土的饱和度通常高于95 %,缝隙比例在1.0-1.9的范围内。
对于市政道路而言,软土地基是一种特殊的地基形式,主要表现在两个指标上,一个是软基的成型类别,一个是某些物理力学的测量因素,如果这些测量指标出现变化,即便是微小的变化,则可能引起市政道路工程的质变。所以,软基对于市政道路来说,其施工难度比较大,这不仅表现在其含水量、压缩性和承载能力方面,而且表现在这种土质具有高度的灵敏性,而且其分布极不规则。
(二)软土地基的危害
软土地基的土质比较特殊,因此这种地基对市政道路施工产生不利的影响,给工程施工造成负面的影响。如果市政道路的地基是软土地基,由于其承载能力和本身的抗剪能力达不到工程所需的要求,所以就容易损害道路局部或者整体的地基,从而导致地基不稳、路面出现下陷状况。
由于软土地基还受到外部荷载的影响,而地基的承载力又不足,就会出现地面下沉、地面变形等不良状况,使市政道路无法通行。如果道路路面的承载力不均匀,或者偏差过大,则还可能出现断裂、裂缝等、因此,要想延长市政道路的使用年限,必须对软土地基进行加固,从而确保地基的承载能力符合市政道路施工的需要。
二、市政道路软土路基处理中常见的问题
(一)软土路基强度低
为了建设高质量的市政道路,避免引发行车安全问题,首先要确保路基的强度以及使用期限。然而,天然软土强度普遍较低,在受到挤压或震动之后,土壤强度大幅度降低,极易在路面出现变形和下沉等问题,从而导致道路工程不能满足其基本要求。为了避免这种情况,在软基施工过程中,技术人员会通过软土取样、分析和研究,制定出提高土体密度的施工技术措施,满足道路工程对地基土承载力的要求。
(二)边坡软基易受雨水冲刷
在市政道路工程中,需要对边坡路基进行处理,这就需要首先考虑路基的稳定性。这就增加了软土地段的边坡软基处理的难度,需要达到更高的标准。因此,施工技术人员需要采取整体综合性的手段。既要保证边坡路基免受雨水冲刷的损坏,也要考虑道路工程的总体施工效果。
(三)控制沉降和剩余沉降难度大
在城市规划的过程中,难免需要对软土地段进行道路工程建设。为了增加软基的硬度和承载力,通常会选择在地基中需要添加硬质土。这种做法虽有成效,但同时也产生了一个客观的技术问题,即如何控制路基的沉降和剩余沉降的比例。因此,技术人员在软土路基的填土过程中,需要对路基的沉降和剩余沉降严格把关,以确保路基建设符合相关工程建设标准。
三、市政道路软土路基的处理技术
(一)碎石桩法
用带有高压水流的管状设备在软土中边振边冲,直到软土形成孔洞后,往孔洞里填塞碎石等坚硬物体,制成许多的柱形桩体,碎石的桩体和桩间土形成复合型的地基。这种方法的实施主要是为了能够形成像钢筋混凝土一样的复合结构,从而能够加强地基的承压力,尽量减少地基的下陷量。由于碎石桩法的成本较低,还能减少路基的下陷,并且低下水位不会对其产生影响,目前,在道路减少中,受到了广泛的关注。
(二)排水固结法
排水是排水固结法的主要目的,主要由排水系统和加压系统组成,通过人为地在软土地基中加上排水设施如排水管道,并在其上方加压处理,慢慢排除土中的水分,以减小软土的孔隙比,使地基固结变形。一旦超静水压力开始减弱,有效应力开始提升,地基土的强度就必然得到增加。
预压常运用在加压系统中,每个工程建筑之前都要预先加载,通过实际使用通车后的公路负载重物或者是在软土路基上放超过路基荷载的重量,以便让地基大部分沉降,提高地基承载力度。通常情况下,超负载的预压不太适合在泥潭层较厚的地方使用,那些黏土层较薄亦或浅层土则可进行单独堆载。
制作排水系统时,可以通过设置砂井和塑料排水板进行,砂井是指利用打桩机打入钢管,或者利用高压射水等方法在在路基中做出有一定规律的孔,再在孔中灌入粗砂子形成砂柱,起到排水通道的作用。为降低成本和施工的难度,现在多数都用织物袋来装砂井,从而避免因地基变形而出现的连续性消失以及排水效果减弱的问题。塑料排水板也是排水系统中的常用工具,在软土层通过对塑料排水板的插入来引流渗水,加快排水速度,提高排水效率。两种方法同时使用时,可以讲砂垫层铺设在软土地基上,然后在上面覆盖薄膜进行密封处理,可用抽气
泵来保证排水通道的高真空状态,利用大气压抽出土中的水。
(三)换填法
施工人员首先要将软土路基的软弱土层用机械设备给挖掉,再用像碎石、卵石、煤渣等质地坚硬、强度高、防侵蚀效果好的物体进行填充,如果填充物不同,需要进行分层次的填充方法。然后使用专业机械对填充地进行施压、振动等形式的处理,让其达到合理的密度。
(四)强夯法
强夯法是软土地基乃至湿陷性黄土地基等很多不良地基加固的常用方法,有着很强适用性。采用强夯法加固软土路基,首先应按照设计,选择有代表性并不小于1 000耐的场地进行工艺性试夯试验。根据初步确定的强夯参数,提出一组或多组强夯试验方案,进行现场试夯,测试内容及方法应根据地质条件及设计要求确定。实际的使用过程中应该注意:最后两击的平均夯沉量不大于50 mm;夯坑周围地而不发生过大的隆起;不因夯坑过深而使起锤困难。每个夯击点安排专人检查和记录击数,保证强夯质量。一般软土夯击间隔时间不少于7d,施工时首先保证夯击遍数间隔时间,并做详细记录,其次可根据实际情况调整施工流水顺序,安排合理的流水节拍,力争使各区段间达到连续夯击。杜绝间隔时间未到就强行施工现象,确保强夯质量。
(五)预压法加固
预压法技术又被称之为排水固结方法,通常适用于软土地基的处理。这种方法的主要优点是成本低、效果比较好这种技术方法适用于土壤透水性或者地基竖向排列的排水体,通过地表加固,使建筑物自重,把地基孔隙的水排除掉,从而逐渐增加软基的强度,是软基的结构密度逐渐增加。当然,这种方法也存在一些缺点,比如施工的周期比较长,计算填土的速率比较差,同时还需要增添填土等用料,从而避免出现沉降的情况。
(六)水泥土挤密桩处理法
除了粉煤灰加固法之外还有直接进行的水泥土挤密桩加固。水泥土挤密桩也类似于“灰土挤密桩”,当然水泥土挤密桩的使用要进行测试的,要选择合适的路段进行仔细的测试,才能够有效的使用。施工必须要针对市政道路的施工要求,软土处理的效果要求,进行施工工艺的选择和机械设备的调用。一般来说水泥土挤密桩的桩孔要保证整个路基的稳定性,所以就采用等边三角形的布置,进一步增强路基稳定性。
水泥土挤密桩的压实度必须要大于96%,同时水泥土挤密桩中的石灰含量必须要大于10%。材料的选用也有一定的要求,就是水泥土挤密桩必须要使用软土,不能产有任何的腐殖土,对于石灰有等级要求,具体根据施工情况而定,然后就是土块的粒径也有所要求,必须要小于15mm。同时不能使用活性物质,比如说氧化钙或者氧化镁等一类的氧化物;水泥土挤密桩的搅拌也必须要设计好含水量等一些关键的施工计量。
参考文献
[1]王学奎.道路工程路基施工的技术要求与施工工艺[J].山西建筑,2009.9.
[2]魏晨民.如何加强道路工程软土路基处理技术的发展与创新[J].北京大学学报,2008.6.