浅议市政道路施工中的软基加固技术

2018-03-23 02:37
山西建筑 2018年21期
关键词:管桩道路交通垫层

杨 航 丽

(太原市市政公共设施管理处道桥排水修建一队,山西 太原 030024)

近几十年来,我国的国民经济发展势头十分迅猛,国民经济的发展是以城市发展为中心的,同时又带动着城市的发展。在诸多城市建设工程中,市政道路交通建设是城市的基础性建设,是城市发展和经济发展的基础。高效便捷的市政道路交通会使城市更加先进,城市的生产和生活更加便捷。因此,市政道路交通建设是影响国计民生的大事,需要引起有关部门足够的重视。

在市政道路施工过程中,软土基施工对市政道路交通质量具有十分重要的作用,直接影响了施工结束后市政道路交通的病害程度和频次,已经成为制约市政道路交通质量的关键所在。市政道路交通施工是一个组合施工过程,软土基施工的技术水平直接影响了整个城市道路交通的施工质量。因此,在市政道路软土基施工过程中,施工单位必须要严格落实施工设计中的工序要求,严格落实施工质量管理规定,对软土基施工过程中常发病害要做好预防工作,确保市政道路施工质量得到保证。

1 市政道路软土基路段施工加固的重要性

随着我国经济社会的不断发展和科学技术的日趋进步,城市化的进程不断加快。在城市发展建设过程中,市政道路建设是基础。在社会主义市场经济飞速发展的大背景下,城市生产和市民生活均对市政道路建设提出了更高的要求。在市政道路施工过程中,软土基就是指“软基路段”,特指地下淤泥相对较多、较厚,并且淤泥分布不均匀的施工路段。因此,在施工过程中,软土基路段既有坚硬的泥土,又存在淤泥,淤泥和硬土的密度相差很大,沉降效果也存在很大不同,施工结束后极易引发路面下沉或者路面开裂。软土基路段施工给城市道路施工带来了很大的困难,是制约市政道路施工水平的瓶颈技术之一。

因此,市政道路施工中必须要着重解决软土基的施工问题。一旦施工过程中没有解决好软土基施工问题,就会给后续城市道路交通的正常施工带来很大的问题。例如,如果软土基路段的抗压能力或者路段的坚固性达不到相关标准要求,就会引发路基下沉,甚至路基断裂或道路变形。一旦同时有较多车辆或者载荷较大的车辆通过存在问题的软土基路段时,就会引起坍塌事故,造成极为严重的后果。

2 市政道路软土基路段施工特点

市政道路是一个系统工程,施工过程中的任何一个环节出了问题,都会对整个市政道路交通施工质量带来影响,而软土基施工又是市政道路施工的重中之重。相比其他施工路段,市政道路软土基施工路段具有以下两个特点:

1)软土基路段含水量大。

在软土基施工路段,由于软土的主要成分是粘土和山粉,这些成分的土壤基本都会带有一点负电荷。众所周知,负电荷的特点是会吸附存在于空气中的水分子,因此软土中的水含量远远大于其他成分土壤。水含量的上升会降低土粒之间的粘结性,使软土变得很不稳定,且质地十分松软,土粒的孔隙比变大。软土基施工结束后,道路的抗压能力都会不同程度的受到损害。

2)软土基路段坚固性低。

市政道路交通施工结束后,道路就会不断受到车辆载荷的作用。对于软土基路段,如果施工过程中没有做好有针对性的加固措施,就会在车辆载荷的不断作用下引起道路的坚固性下降,甚至引发道路变形与道路坍塌。对于事故路面,如果有车辆在行驶,就会引发严重的交通事故,给驾驶员的生命和国家财产带来极大的安全隐患。

3 市政道路施工中的软基加固技术

前文已经分析了市政道路施工中软土基施工的重要意义以及软土基施工的特点。本节以某市市政道路交通施工过程中的软土基施工为例,分析软土基施工的加固技术。在市政道路软土基施工过程中,首先需要分析市政道路施工的具体环境、施工设计要求以及各种软土基加固技术的优缺点,然后才能基于实际情况科学合理地选择软土基加固技术。

该市市政道路施工的具体情况为:道路宽32 m,长1 782 m,整个市政道路的软土基分布范围较广,并且软土基较深,厚度很大并且厚度十分不均匀。软土基的天然水分含量很高,超过50%,整体道路的软土基强度很低。当前阶段,为了更好加固软土基路段,实现市政道路的高质量施工,具体可以采用下列几种常用的软土基加固技术。

3.1 软基加固表层处理技术

表层处理技术是一种市政道路施工过程中的常用技术。表层处理技术就是在软土基的路基浇筑之前,采用设备将软土基的水分有序地排出,达到降低软土基含水量的目的。随着软土基的含水被不断排出,施工人员不断用沙砾进行垫层处理。可以选择的垫层材料很多,具体要依据实际施工环境与施工成本合理选择。例如通常可以选择石灰石或者石灰粉煤灰土等吸水性和隔水性较好的材料进行垫层处理。垫层处理的目的是防止地基中的水分再次进入软土基路面,影响路面稳定性。软土基表层处理中的排水可以通过在合适的地方挖开水沟实现。水沟的位置对于排水情况的影响很大,需要实时考察软土基施工场地环境,选择合理的排水水沟布设位置和水沟尺寸。

3.2 粉煤灰碎石桩加固技术

通过对比分析近几年我国的市政道路软土基施工加固技术使用情况可知,粉煤灰碎石桩加固技术在市政道路软土基施工过程中的应用范围和使用频次都很广,并且技术成熟度很高,成为软土基加固首先考虑的技术之一。粉煤灰碎石桩加固的原理是利用水泥、粉煤灰以及废旧石屑等材料,按照相应比例进行混合,然后混入适量的水分进行充分的搅拌处理。在搅拌完成后,会形成粘合度很高的结构材料,可以直接用于市政道路施工的软土基加固中,形成一个隔水性能极佳的复合垫层。这个复合垫层不但能够使市政道路施工的软土基得到加固,而且还能提升整个市政道路的稳定性。此外,该项加固技术的成本较低,可以应用在很多市政道路施工场合。

3.3 预应力管桩施工

预应力管桩施工也是软土基加固技术之一。预应力管桩施工能够有效改善软土基的含水问题,并且有可能控制软土基的沉降系数,高效维持市政道路施工的稳定性。但是预应力管桩施工对施工的技术要求较高,具体有如下几点要求:首先,在市政道路施工过程中,必须能够准确地定位软土基的位置和范围,这是预应力管桩施工的基本条件;其次,在准确确定软土基的位置和范围后,施工人员可以基于软土基的各项数据进行测量,测量后利用相关数学模型完成打桩位置确定,这对于有效发挥预应力管桩施工技术的效能也是十分重要的;最后,基于推算所得的打桩位置,进行打桩操作,这时现场的施工人员一定要依据施工环境对打桩工作进行及时调整。只有完全按照预应力管桩施工的标准要求,才能有效发挥其效用,获得相应的软土基加固质量。

3.4 强夯加固技术

强夯加固技术可以分为两类:整式置换、桩式置换。强夯加固技术经常被用于施工工期有限且施工场地宽大,软土基预压时间有限的施工环境中。该加固技术受到的影响因素也很多,例如砂井、垫层等。所以强夯加固技术的经济效益不高,需要投入的处理费用反而会比一般的填土预压费用高些。但强夯加固技术具有施工简单,技术水平低,且适用性较强的优势。大量施工经验表明,强夯加固技术能够有效提升软土基路面的承载力,加固效果很好。

3.5 排水固结法

排水固结法是市政道路软土地基施工中十分常用的技术之一。排水固结法的缺陷在于对施工环境的要求很高,不能对所有软土基加固。通常情况下,排水固结法只能应用在饱和软弱土层中。这是因为饱和软弱土层的地基相对稳定,能够最大限度地发挥排水固结法的加固作用。并且,为了有效提高排水固结法的加固质量,还会在天然土体中增加竖向排水井,并且在孔隙比减小的过程中应用砂垫层,这样可以显著提升排水固结法的加固效果。此外,排水固结法的显著优点在于施工速度快、成本低,是路面抢修中常用的加固技术。

3.6 现浇混凝土管桩施工技术

混凝土是各种道路交通施工过程中最常使用的材料。目前,现浇混凝土管桩施工技术也是克服市政道路施工软土基问题的重要技术之一,并且现浇混凝土管桩施工技术在不断被优化,成为很多高规格施工场景采用的软土基加固技术。现浇混凝土管桩施工技术的显著特点是能够体现振动沉管桩、预应力混凝土管桩,并且能够振动沉模壁防渗墙的技术优势。此外,现浇混凝土管桩施工技术的施工技术要求不高,能够适应很强的淤泥加固需求,且能够在一定程度上解决软土基层的沉降问题。

4 结语

本文研究了市政道路施工过程中的软土基加固技术。软土基加固对于提升市政道路施工质量具有十分重要的意义,不但直接关系到市政道路的畅通,也间接影响了国民经济的发展与人民生活水平的提升,甚至与人们的出行安全息息相关。但是,目前我国在市政施工过程中的软土基加固技术方面还有很大的提升空间,软土基带来的市政施工问题还远远没有得到彻底的解决。因此,相关部门必须要加强对市政道路软土基加固技术的管控,切实落实施工质量监督责任制,提高市政道路施工质量,为促进经济发展、保障国计民生奠定坚实的基础。

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