城市道路软土地基处理工程应用分析

2022-05-16 07:37宋伯克
经济技术协作信息 2022年15期
关键词:垫层软土城市道路

◎宋伯克

前言

在城市道路的建设过程中必然会遇到各种各样的情况。软土基是比较常见的的一种情况。处理软土地基一但出现问题,会对道路的安全性和稳定性产生影响,所以我们应该致力于研究软土地基的处理技术探索。

一、道路工程应用软基处理技术的重要性

道路工程的施工环境较为复杂,地质土壤环境会呈现出较大的不同,这极大增加了施工的难度,需要针对不同的地质环境做技术处理,以满足工程施工需要。其中软土路基的情况较为普遍,特点是地质土壤松软,不能满足工程施工的标准,需要进行处理,这就需要应用软基处理技术。软基处理技术的应用能够为工程建设提供良好的施工环境,保证工程整体的质量,能提升道路工程的使用寿命,增加经济效益,为持续发展增添助力,还能有效地提高道路的安全性,路面平整,车辆在行驶过程中就相对稳定,交通安全也就能够得以保证。因此,在道路工程施工中,一定要重视软基处理技术的应用,保证施工质量。

二、城市道路软土地基处理工程应用

1.强夯法加固技术。

这种加固方式又被称为动力加固技术,相比于上面几种加固方法,这种加固方式非常常用。先运用合适的机械设备来对软土施加一定的压力,以便更好地对软土进行挤压,此时地基内部的水分也可以在第一时间被排出,以便让软土地基变得更加坚硬。相对而言,强夯法能够在短时间内提升软土地基的承载能力,并让软土变得更加密实。另外,因为强夯法受到外界的影响最小,只要运用合适的设备就能够让该方法更好地发挥作用。强夯法施工的成本较小,极大程度地减轻了财政的负担。目前,我国多数市政道路施工普遍会采用此种方法。

2.粉煤灰石桩技术。

粉煤灰石桩技术是最常见的软土加固技术。将碎石、石屑和其他不同的物质有效地混合在一起,并确定合理的配合比,就可以形成强度较高的石桩。如果在桩和桩之间形成复合地基,就能够在短时间内避免出现地基下沉的情况,并在无形中增强地基的承载能力。粉煤灰石桩技术施工的过程非常简单,且施工过程中几乎不太需要多少材料,因此也不会对环境造成很大的影响。在实际施工时可以在分析不同的土质和荷载的要求之后,通过使用单打法和复打法来进行施工。但是,目前这种施工方法使用的范围还不够广泛,必须在确定有关的参数之后再进行正常施工。

粉煤灰石桩技术图

3.道路纵横向交界处的处理方法。

在每一条道路路基的设计过程中,会存在一些道路的纵横向交界处,对于这部分交界处,也需要采取一定的处理方法,才能使道路路基的稳定性更强,路基的纵横向交界处大多数位于山腰地段,如果处理不当,很可能造成山体的滑坡,并且在路面也会出现滑移和开裂,以及沉降不均匀。对于道路的纵横向交界处,需要采取特殊的措施,对所有的自然边坡度大于一比五的地段,需要挖台阶,然后进行填筑,再进行压实,直至达到相应的标准和要求。在交界处横向半挖,将一些格栅设置在沥青层面内,用铆钉进行固定。

4.建筑合成材料施工技术。

在处理软土地基时,相关工作人员还可以利用建筑合成材料施工技术,相关施工人员需要结合实际施工情况和施工要求,对现场施工条件的相关数值进行精准性测量,制定科学而完善的施工计划和施工方案,加强对地质条件和水文条件的数据记录。并且还要了解软土路基的密实程度,利用振动法对软基路段的密实度进行精准性检测,从而为后续的施工奠定坚实基础,在对数据进行测量和整合后,要精准确定建筑合成材料加固技术实施过程中的地基密度,保证提升施工质量。建筑合成材料层如图1 所示。在加固建筑合成材料的过程中,为了形成建筑合成材料层,要将材料完整投入到施工路段中,并且还要对这一材料进行再次加固处理,不仅可以保证软基加固技术连续实施,还有助于提升整体加固技术的实施效果。

图1 建筑合成材料

三、城市道路软土地基处理方法

1.垫层法和抛石。

挤垫层法也是较为常用的软土地基处理方法,其中也包括换土垫层法、换土加筋垫层法、碎石垫层法等等,需要根据不同的情况选用不同的垫层方法,进而保障软土地基处理后其稳定性得以提升。软土开挖到一定深度之后,回填抗剪强度就会提高,就可以选用压缩性较小的岩石等材料进行垫层,其方法能够实现双层地基,使地基的稳固性得以保障。垫层法可以扩散基底的应力,进而地基的承载力和稳定性都得以提高,更利于有效控制沉降问题的发生。垫层法主要常用于淤泥土质或者地基浅层的软土层处理,其方法并不适用于地基压缩模量为0.5MPa 以下的软土地基处理。抛石挤淤地基处理方法主要使用于极软的土质或者是流塑的软土。抛石挤淤的地基处理方法得到原理主要是让土基形成整体剪切滑移,进而对原有土质产生破坏从而达到软土置换的目的。为了在抛石挤淤处理施工中,其土基的整体能够被破坏,但不会影响路堤的整体状态,最为常用的方法是在路堤底或者地表上铺设类似格栅的材料,进而形成柔性的筏基。在处理地基的过程中,为了有良好的排水和隔离的效果,在网状材料或者土工布下都要铺砂砾垫层。

抛石图

2.加筋法。

土工格栅的抗拉强度较为突出,经常将其埋设于路堤底部,进而能够改善路基土体的受力条件,路堤的稳定性和路基的稳定性都能够得到整体提高,进而路基和路堤的变形量与竖向沉降量都能够得以良好地控制。另外,这样的施工方法也可以提高填筑的速度,进而能够节约施工工期。软土地基处理中使用土工格栅,能够对道路上部的荷载传递进行相应的调整,进而有效控制路堤不均匀沉降的问题,还能够避免路面结构产生病害等问题。

3.排水固结法。

排水固结法主要是通过排水的处理方法进而提高软土地基的稳定性,其方法能够对原有地基的排水边界条件、地基孔隙水的排水距离、地基固结的速度等等都能够起到良好的辅助作用。堆载预压与真空预压都是以控制孔隙水得到压力进而增加土的应力,进而软土的地基得以有效被加固,施工后的沉降问题也得以有效控制。在软土地基处理中使用排水固结法,其方法使用前要确保软基有超过六个月的填土预压的时间,进而才能够达到预防工后沉降的问题发生,进而软土地基的处理质量才能够得到保障,城市道路建设的整体质量也能够得到保障。

排水固结图

4.复合地基法。

粒料桩法主要就是利用水平向振动的管状设备,运用高压水流一边振捣一边冲刷软土地基中的成孔,进而在孔内分批次地添加砂袋或碎石,进而将其振捣加密形成桩体,粒料桩能够利用粘性与周围的土质形成加固桩,进而为复合地基的加固方法。粒料桩处理之后,桩体和桩间的土体形成了复合地基,粒料桩对地基的软土起到了置换的作用,进而竖向排水和应力作用更为集中,也不用考虑其挤密的作用。粒料桩处理软土地基加固的周期较短,可以选择连续、快速地使用其方法对地基进行加固,其方法更利于缩短施工工期。

5.加固土桩。

加固土桩主要是利用机械设备对软土地基的局部范围使用加固材料改良,进而形成复合型地基。改良后的加固桩应力更为集中,也能够合理控制总沉降范围,在使用中也不用考虑加固土桩的排水固结作用。水泥搅拌桩、粉喷桩、等进行的加固土桩施工主要是利用水泥、石灰等材料作为固化剂进行软土加固,采用合理的搅拌方法对将软土和固化剂进行强制搅拌,进而软土和固化剂之间产生了一定的化学反应和物理反应,进而软土逐渐固化,成为整体性、高强度的柱体,成为了复合地基。复合地基的承载力得到提高,地基的沉降量也得到控制。其加固方法较为常用,且施工较为迅速,但是施工成本较高,施工建设后的地基质量也较高。通常其方法处理的软土地基深度不能超过16m。水泥粉煤灰碎石桩主要是以水泥、粉煤灰、碎石、砂砾加水共同进行搅拌,在搅拌中形成了高粘结强度桩,其桩体与桩间土共同形成了复合地基,进而荷载力传递较深,桩间土的承载力也有效被分担,地基的强度得到提高,地基的沉降得以合理控制。水泥粉煤灰碎石桩通常使用与软粘性强的土质、砂土等软土地基中,因而其具有沉降小、强度高、工期快等优势,且被施工单位经常使用。

6.预应力管桩法。

近年来在市政道路软基加固处理中,也常会应用预应力管桩法进行加固处理,这施工方法能够有效解决桥头跳车等问题,且加固效果良好。相比较与其他桩基,预应力管桩具有较多的优点,如单桩承载力较高,工厂标准化生产,质量稳定,适用于工期紧张的项目中。另外,预应力管桩的抗压能力也比较强,但由于使用的钢筋数量较少,因此在抗拔和抗弯类工程中要谨慎使用。在预应力管桩施工中,可以使用的施工方法较多,就目前市政道路施工的情况来看,比较常用静压法进行施工,具体的施工流程为:先确定软基的施工范围,然后明确作业技术,之后对具体的打桩位置进行确定。在完成前期的准备工作后,需要根据作业要求进行打桩,此时需要施工技术人员多加注意周边的施工环境,从而选择合适的部位设置预应力管桩,避免出现质量方面的问题。最后在确定打桩具体位置后,还需要明确标识并做好防护工作,避免由于外力作用而导致质量问题发生。

四、方案选择

现今城市道路施工建设中,软土地基处理方法较多,施工人员要根据施工建设的要求和实际情况选择合理的地基处理方案,进而确保施工建设质量的同时保障施工经济效益的利益最大化。

1.浅层软基处理。

如若泥沼或者软土厚度小于两米,可以选择换填软土的地基处理方法,也可以分层回填之后进行碾压加固,也可以结合加筋法进行处理。抛石挤淤的处理方法比较适合应用在浅层软基处理中,其处理技术也更为经济,但在施工使用中对其施工技术要求较高,对此,施工人员要谨慎选择。

浅层软基图

2.深层软基处理。

其一,如若地质分层较为均匀,上部密实、下部软土固结的深层软基,可以采取强夯的处理方法,其方法处理之后地基的沉降较为均匀,进而能够满足对地基稳定性的质量要求。这类的软土地基处理也可以选择真空预压或者加固土桩等处理方法。强夯加固法的优点是能够缩短工期、施工较为简单且工程成本较低,但是其处理方法也有一定的缺点,下部软土有长期沉降的问题,其问题也没有找到合适的应对方案。真空预压法也是较为常用的深层软基处理方法,其成本也较低,加固效果也较为明显,沉降问题也能够得到解决。其缺点就是工期长,如若对工期有要求的深层软基处理就不要使用其方法。加固土桩和软土地基共同可以形成复合地基,地基的承载力得到提升,沉降量也得以控制,其方法的工期较短,效果也较为明显,但其施工成本相对较高。

3.联合处理。

不同的城市道路建设要求不同,软土地基的实际情况也不相同,对此,在软土地基处理期间,施工人员可以选用两种或者两者以上的软土地基处理方法进行联合使用,多种方法进行联合处理,能够充分发挥各自处理方法的优势,能够提高加固效果的同时,更能够保障施工建设质量,进而城市道路建设的整体质量得以保障。结束语:城市道路建设中软土地基的处理方法选择极为重要,处理方法会直接影响软土地基的处理效果和质量,更会影响地基的稳定性和道路承载力,进而会对道路使用年限和使用的安全性都有直接的影响。对此,施工人员要对各类软土地基的处理方法的优点、缺点进行了解,从而选择最好的处理方法,保障软土地基的施工质量。

结语

软基地质对于道路工程施工质量的影响较大,需要重视软基技术的有效应用,针对不同的地质情况选择技术方案,做好技术应用的现场管理,强化检测评价,保证技术的应用能够有实效性,提高道路工程的建设质量。同时,施工过程中要做好技术的总结,不要程式化地做技术理论应用,以标准为根本,让技术应用能够灵活的施工,保证软基处理的效果,也让软基处理技术能够在实际施工中得到有效发挥。

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