于 达,杨秋萍
(长春市城乡规划设计研究院,吉林长春 130000)
市政道路工程软土地基处理技术措施分析
于 达,杨秋萍
(长春市城乡规划设计研究院,吉林长春 130000)
随着我国社会经济与科学技术的飞速发展,市政基础设施也在不断增加,更进一步地推进了我国城市化建设进程的加快,市政道路建设也呈现出不断增长的趋势。而在建设市政道路的过程中,一些地区存在较多的软土地基,在软土地基上进行市政道路工程的施工也是非常常见的现象,所以,为保证市政道路施工的质量,就要选择最好的方法对软土地基进行合理有效的处理。以某市政道路工程的施工为例,结合该工程施工过程遇到的一些问题,对其软土地基处理方案进行经济与技术的比选,将最好的处理方式选择出来,有关经验可供相关专业人员参考。
市政道路;工程施工;软土地基;处理方案;处理原则
近年来,随着我国城市化建设进程的不断加快,城市中的道路对于一个城市的发展而言有着重要的促进作用,并逐渐成为了一个城市经济发展的重要载体。市政道路路基不仅是道路的基础,同时也是有效保证道路正常通行的基础,其施工质量也与广大人民群众的出行和运输有着十分密切的联系,近年来,市政道路的质量安全问题也逐渐成为人们关注的焦点。因而为了保证为广大人民群众的出行提供便利,同时进一步适应经济发展的有关要求,在进行市政道路软土地基施工时,要选择合理有效的处理方案,从而实现在保证市政道路工程建设顺利进行的同时也有效保证其路基的施工质量。
某市政工程一期中的规划小区路与环形路,地基处理是工程中的难点也是重点。有计划的利用挖泥船通过泥浆泵将大量的泥水混合物排放到陆地,对淤泥中的水分进行排除,从而实现与一定标高相符,并具有可利用价值,这就是吹填法。吹填土不仅不均匀、压缩性高及强度低,而且排水固结较差且透水性较弱,通常都呈现一种流塑或是软塑状态,在这样的地质上建设道路,为保证路基的稳定性及其强度,采取合理有效的软土地基处理方式是非常有必要的。该地基工程施工现场见图1。
图1 该道路工程软土地基施工现场图
因为该工程所处自然区被划为当地的II4区,粘性土处于潮湿、中湿及干燥状态时的临界高度H1、H2、H3分别为1.6 m、2.3 m、2.8 m。根据相关道路规划,该工程的路基高程约为4.0 m,地下水水位标高约为2.5 m,路面结构厚度为0.8 m,并且该工程中大部分路基都是处于一个过湿的状态下。除此之外,在该工程20 m深度范围内存在由人工填土层、全新统上组陆相冲积层以及全新统中组海相沉积层组成的第四系全新统地层,其中含有流泥、淤泥、粉土及粉质粘土等。
2.1 工程软土地基处理方案
在该工程中,因为吹填场地施工现场局部淤泥呈现出流塑状态,且淤泥含水量较高、面积大及深度大,导致施工人员与施工机械无法进入现场作业。同时该工程的施工建设时间又比较紧迫,若要想淤泥完成固结硬化,考虑堆载预压、真空预压或是依靠自然风干蒸发等方法,则需要的时间比较长,市政道路、管网及后续其它工程的施工工期要求就无法满足。因而,针对该工程的情况,就设计了两种软土地基处理方案,并对其进行了比较与分析,从而选择最优的处理方案。
(1)方案一
如图2所示,此方案是清除吹填土层,根据该工程的相关要求开槽宽度为山皮土坡脚向外2.5 m,边坡坡度不低于1:3,并保证槽两侧的淤泥不会回淤,从而对道路路基填垫产生一定的影响。在开槽后就进行降水处理,将一层土工格栅铺在槽底,然后将山皮土进行分层填筑,直至路面结构底90 cm处,再将40 cm石灰土(8%)+40 cm碎石+1 层防渗土工布+1 层土工格栅铺在上面,其中土工格栅向内反包2.3 m,且防渗土布要铺至石灰土层的下坡脚,路面结构在上面施工。
图2 该工程软土地基处理方案-
(2)方案二
如图3所示,此方案是清除表层淤泥质吹填土层直至山皮土层底部,其中山皮土厚度为70 cm,同样根据该工程的相关要求开槽宽度为山皮土坡脚向外2.5 m,边坡坡度不低于1:3,并保证槽两侧的淤泥不会回淤,从而对道路路基填垫产生一定的影响。然后将填片石抛至山皮土层底标高处,并将山皮土填筑至路面结构90 cm处,再将40 cm石灰土(8%)+40 cm碎石+1 层防渗土工布+1 层土工格栅铺在上面,同样其中的土工格栅向内反包 2.3 m,且防渗土布要铺至石灰土层的下坡脚,路面结构在上面施工。
图3 该工程软土地基处理方案二
2.2 工程软土地基处理方案比选
按照该工程的施工要求与同期定额标准,首先在施工前通过工程量的计算将2个软土地基处理方案的投资成本进行了估算,并结合该工程的施工技术,软土地基处理方案技术与经济比选见表1。
表1 两个软土地基处理方案技术经济比选表
从表1可以看出,虽然方案一与方案二都是可行的,但还是相较于方案一而言,虽然方案二的工程投资费用相对高一点,但方案二的清淤工程量相对较小,施工难度也小,施工所需时间较短,因而结合该工程的施工要求,确定选择方案二进行软土地基处理。
2.3 沉降观测
在选择方案二进行软土地基处理后,在地基预压期末,选取了该工程地勘报告中的6个土坑桩点进行了为期3个月的沉降观测与稳定计算,沉降观测结果见表2。
在观测结束后,通过对沉降观测的结果分析,发现地基预压期末在连续3个月的观测中每月的沉降量都没有超过0.5 cm,采用理正计算软件,并采用经验系数法作为总固结沉降方法,对桩点进行了沉降稳定计算,发现方案二的处理方式满足《公路路基设计规范》中对沉降控制的要求,并可以铺筑路面工程。
因为此施工现场有大面积的吹填淤泥,导致施工人员与施工机械无法进入现场施工作业,因而需要采取有效的处理措施保障施工作业的顺利进行。考虑到该工程吹填区域的施工可行性与特殊性,采用了生石灰固化法对吹填淤泥进行固化处理。石灰固化工艺是国内外比较成功的一种固化方法,此方法不但传统,而且还简单,用生石灰对淤泥进行固化时,会发生发热、吸水以及膨胀反应,在释放大量热量的同时,热量促进土中水分的快速蒸发,从而使土中的含水量降低,除此之外,石灰在消解过程中,体积会膨胀2倍,从而有效的促进了周围土体的团结。该工程在采用此方法时,首先对道路范围内的表层淤泥进行了硬化处理,然后开挖路槽,再把开挖出的且已经硬化的淤泥翻倒至外侧,再继续稠化路槽边部的淤泥,同时利用开挖出的且已经稠化的淤泥在道路的两侧进行打坝处理,对外部淤泥的流入进行有效的控制,同时已经硬化的场地也可以作为是施工人员以及施工机械的施工操作平面。
表2 沉降观测记录表(单位:cm)
通过上述的分析研究,不但正确的选择了合理有效的施工方案,也采取了一些有效的解决措施解决了其中存在的一些问题,不难看出,在保证市政道路工程软土路基施工顺利进行的同时,以下的这些原则是相当重要的:
(1)选择合理有效的方案
在进行该工程施工时,为了使工程施工的顺利与有效进行得到有效保障,不仅安排了合理的施工工期,对其中一些细节问题也进行了特别注意,同时也将工程后期的一些保养问题考虑在内,并与当地的实际情况相结合,对最为合理有效的处理方案进行选择,从而为整个工程的要求与质量提供保障。
(2)与实际施工环境进行有机结合
在进行该工程施工时,为了使工程施工的顺利与有效进行得到有效保障,也考虑了施工过程对周围环境的影响与周围环境对施工环境的影响。例如因为填土对周围原有道路产生的影响,在打桩过程中产生的噪音对周围居民的影响等问题,在施工过程中都有进行重点考虑。
(3)实施科学的管理
一个工程如果不能有效实施科学的管理,那么在进行施工时,就会有大量的问题出现,例如地基沉降等问题,不但在施工过程中会增加许多麻烦,同时工程的质量也会受到严重的影响。所以,在进行该工程施工时,采取了科学合理的管理方法,对其施工过程进行了高效的管理,从而为市政道路工程软土地基处理这样复杂的工作的顺利进行提供了有效的保障。
该工程于2012年9月完成竣工验收,截至目前为止已经通车运营三年多,道路在使用过程中并未出现较严重的质量问题,使用效果良好,且得到了当地居民的一致好评。为当地居民的出行与运输提供了方便。随着现代科学技术的飞速发展,越来越多的新兴材料与新兴技术不断的涌现出来,所以在今后的市政道路工程软土地基处理施工中,其施工设计也要与时俱进,对设计方法不断进行创新,同时与新兴材料与新兴技术相结合,从而促使工程建设更高效且更经济的完成。
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U416.1
B
1009-7716(2015)11-0031-03
2015-07-24
于达(1982-),男,吉林长春人,工程师,从事市政道路及排水工程设计工作。