魏文鼎
【摘要】 软土是指处于软朔或者流朔状态下的粘性土,其特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低,并且具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质,工程地质条件较差。本文阐述了软土地基处理的一系列方法,指出软土地基处理是一项综合治理工程,一种处理方式无法彻底根除,只有多种处理方式相结合才能起到最佳的整治效果。
【关键词】市政道路;软基处理;软土地基
1、软土对道路的影响
软土由于具有含水量高、压缩性大、透水性差、强度低和变形稳定所需时间长等工程特性,一般不能直接作为天然地基使用,需经过加固处理以减小道路路基在荷载作用下引起的沉降或不均匀沉降。通常,软土路基问题及其危害概括起来主要有如下两个方面:
(1)强度及稳定问题:当软土路基的抗剪强度不足以承受路堤及路面外荷载时,软土路基会产生局部或整体剪切破坏;造成路堤塌方、失稳及桥台破坏。
(2)沉降变形问题:当软土路基在上部荷载及外部荷载作用下产生过大的沉降变形时,会影响道路的正常使用。特别是产生过大的不均匀沉降时,造成路面开裂破坏,结构物与路堤衔接处差异沉降,引起桥头跳车,涵身、通道凹陷、沉降缝拉宽而漏水;路面横坡变缓、积水,从而引起路面损坏。
2、市政道路软基处理的特点
市政道路与高速公路有一定的区别,市政道路下往往埋设着大量的市政管道,城市道路下埋设的管道对路基的沉降有一定要求,其中以污水管和雨水管对路基沉降的要求最为严格,目前我国对此尚无统一规定,有些地方的技术规范要求沉降引起的管道接口相对转角小于L100(L为每节管的长度),通常要求管道地基的工后沉降小于10cm。污水管和雨水管一般均属于无压自流管道,有设计要求的自清流速,管道铺设要求有一定的坡度,若路基的工后差异沉降太大,将会导致管道排水能力下降、淤堵等,严重的还将导致管道损坏折断、污水外流,对环境造成污染。
3、软土地基处理要点
由于软土自身特性,因此不能作为天然地基直接使用,必须采取一定的措施进行加固处理,使其在道路路基荷载和车辆荷载的作用下的沉降量符合设计要求。,软土地基处理有以下要点:
控制剪切变形:制止周围地基因路堤荷载作用发生隆起或滑动;
阻止强度降低:阻止因路堤荷载作用而强度降低,以求得稳定;
促进强度增长:加速地基强度的增长,以求得稳定;
增加抗滑阻力:改变路堤形状或换填部分地基,增加抗滑阻力,以求得稳定;
沉降处理:加速固结沉降:加速地基沉降,减少有害的剩余沉降量,减小总沉降量:减小地基的沉降。
市政路由于管线众多且复杂,因此在软土地基之上的路基沉降量控制显得格外重要。由此可知,对软土地基加固处理是否恰当、有效,对市政道路的使用功能以及工程寿命有着直接的影响,进而影响市政道路工程的经济效益和社会效益。
3.1市政道路建设中软土地基处理技术的要点分析
软土地基处理的目的可分为两大类:
(一)沉降处理
考虑到软土地基的不利工程性质,市政道路建设过程中地基处理难点之一就是沉降问题。虽然相关主管部门和施工企业对此进行了大量研究,并成功研制了很多方法,但是这些方式大多仅仅起到改善与加固的作用,不能改变软土地基的基本性能。沉降处理是市政道路建设中软土地基处理的难点与要点。包括加速固结沉降和减小总沉降量两方面,前者可采用加载预压、竖向排水和挤实砂桩方法,后者则可采用换填好土、挤实砂桩、碎石桩、水泥搅拌桩、PC管桩等方法。
(二)稳定处理
稳定处理是采取有效措施提高软土层的强度,增加地基的承载能力,以满足工程设计与施工的要求,可以采用换填土、挤实砂桩、碎石桩、水泥搅拌桩、PC管桩等措施增加抗滑阻力。不仅要思考如何增强软土地基强度,还应考虑如何阻止软土地基的強度降低。比如,采用快速和分期填筑路堤的方法。
3.2软土地基处理方法分类
1、置换
当软弱土层厚度不很大时,可将处理范围内的软弱土层部分或全部挖除,然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料(通常是渗水性好的中粗砂)称为置填。此法处理的经济实用高度为2m以内,如果软弱土层厚度过大,若采用置换法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。
2、排水固结
排水固结是指土体在一定荷载作用下排水固结,孔隙比减小,抗剪强度提高,以达到提高地基承载力、减少工后沉降的目的。方法可分为:加载预压法、超载预压法、真空联合堆载预压法、降低地下水位法等。
3、化学加固法
通过在软土地基中加入水泥或其它化学材料,进行软土地基处理的方法称为化学加固法。适用于处理砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土,也可以在处理裂隙岩体及已有构筑物地基加强中。?
水泥或其它化学材料注入土体后,与土体发生化学反应,吸收和挤出土中部分水与空气形成具有较高承载力的复合地基。?
主要加固方法:硅化法、粉喷桩、旋喷桩、注浆、水泥土搅拌法。
4、加筋
通过在路基中埋入高强度、大韧性的土工聚合物、拉筋、受力杆件或柴(木)梢排等方法加强路基的自身强度,增加抵抗地基变形沉降的能力。?
主要加固方法:加筋土路基、土工聚合物、土钉墙、土层锚杆、土钉、树根桩法等。
5、复合地基
指在地基处理过程中部分土体得到增强,或被置换,或在天然地基中设置加筋材料,形成复合地基。例如,采用石灰桩法、深层搅拌法、预应力管桩复合地基法等均可形成复合地基。
3. 3 参照地质和施工条件
根据工程实际情况,施工工期要合理安排。科学管理是施工质量的保证,在参照地质和施工条件确定合适的地基加固方法后,必须对软土地基处理进行严格的质量控制,这样才能够取得预期的加固效果。从目前的情况来看,由于施工管理存在漏洞而导致的问题非常多,如地基扰动、机械行走路线错误等,这些都严重影响了软土地基加固的效果,造成加固不均匀等问题,因此施工时技术人员以及施工管理人员应该高度重视施工管理,加强质量控制。
3. 4 考虑环境因素
地基加固过程中,要考虑周围环境因素。新填土会对原有道路产生侧向挤压位移或沉降,进行打桩等施工时会出现噪声,干扰居民的正常生活,对于交通和环境也会带来影响。
结束语
市政道路由于大量管道的存在,对沉降量有着更为严格的要求,因此在加固方法的确定、以及施工过程中的质量控制需要更为仔细严格。应根据工程项目的实际情况,选取适合的地基处理技术与方法,注意施工过程中需要重视的细节及要求,以确保整个施工工程的质量,从而促进市政公路软土地基工程的顺利完工。
参考文献
[1] 刘丰.公路软土地基处理综合方法及应用[J] .物流工程与管理, 2010,(5)