摘要:软基处理在市政道路建设的实际运用中有着重要地位,科学得当的处理方法是道路建设的必要条件。本文结合工程实际对市政道路工程中软基处理技术进行探讨。
关键词:市政道路;软基;方法
前言
随着我国的道路建设发展迅速,在道路建设工程中,会遇到多种地质并存的情况,如软土路基。所谓软土,从广义上讲就是天然强度低、压缩性高、透水性小的软弱土层。在软土上修筑路基,必须要进行相应的软土处理,否则会出现路基沉陷、破坏、滑移等现象,严重影响道路的使用寿命及质量,对市政道路和人民生命财产安全造成威胁。市政道路软土路基处理基本是借用公路的软基方法,由于市政道路和公路之间的工程特点存在一定差异,因此对工后沉降的要求比公路要求高,需要具体问题具体分析,从而更科学地提出适应市政道路的软基处理方法。1、市政道路下的管线铺设数量多,种类多样,这些管道包括排水管道、通讯管道、煤气管道等,都对路基的沉降提出了一定的要求,特别是排水管道对于路基的要求最为严格,若道路软基出现问题,发生压缩沉降和位移的现象时,就会对管道的稳定构成威胁,从而致使管道的薄弱处破裂漏水而引发其他问题。2、由于市政道路的下设管线关乎着人民的正常生活,且道路的修缮也会影响城市交通,所以,市政道路的软基特别是其中出现的不均匀沉降问题,就成为当前市政道路建设与维护的重点问题。但现状却是由于缺乏统一科学的市政道路地基沉降要求和规定,市政道路的软基沉降标准和要求多借用公路的要求,这既无法有效保证市政道路的软基处理,也造成了很大的浪费。
一、市政道路软基处理常用方法
1、换填垫层法。将路基一定深度范围软弱土层换填好的砂、石、土或石屑等材料,经压实做成压缩性低、承载力高的垫层。根据换填方式不同分为:抛石挤淤法、换填土和爆破挤淤法。
2、堆载预压法。在工程建造前,消除大部分工后沉降,提高地基强度。一旦工后沉降满足要求,强度达标后,修筑道路路面。
3、加载预压排水固结法。预先加载地基,通过排水体排水,让地基土固结,提高承载力,减少工后沉降。以前排水体常用袋装砂井,在顶上铺一层土工布加筋垫层,既可横向排水通道,又可均化不均匀沉降。
4、深层搅拌法。用水泥或其他材料作固化剂主剂,经深层搅拌机械将固化剂和软土强制搅拌,利用他们之间所产生的物化反应,形成具有一定强度的加固体。深层搅拌法分为喷粉搅拌法和喷浆搅拌法。目前国内常用于加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水较高且地基承载力不大于120kPa的粘性土。处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时,宜用试验确定其适用性。
5、煤灰碎石桩。利用工业废料与碎石掺适量水泥形成胶凝体,有一定强度、良好形成低标号混凝土桩复合地基,可节省水泥砂。
6、加筋法。在软土地基上沿水平方向铺设一层或多层的加筋材料,并与填料组成一定厚度的加筋垫层,可以提高地基的承载力,均化地基应力,减少地基的不均匀沉降。但当地基中具有较厚的软土,如果单纯用加筋垫层来处理,即使承载力满足要求,地基也会产生较大的不均匀沉降。从减小沉降方面考虑,水泥深层搅拌桩不失为一种有效的处理方案,其形成的水泥土桩复和地基的工作状态是:桩和桩之间土的变行协调,充分发挥桩间土的作用,可以提高地基的承载力,减小地基的沉降。当软基较厚,且对承载力和沉降要求较为严格的地基处理时,可以考虑综合加筋垫层和水泥深层搅拌桩的优点,用加筋垫层和水泥深层搅拌桩复合地基联合处理软基。在加筋垫层的作用下,充分发挥水泥土桩与桩间土共同作用的特性,提高地基的承载力,减小地基的沉降,均化地基的不均匀沉降。当加筋垫层采用新型复合地基的整体强度大大提高,处理效果更为明显。
二、施工工艺及评论
某隧道连接线道路工程,全长4.71km,路面标准宽度50m,双向六车道,是泉州市东交通骨架工程,城市主干道“二纵”之一,为城市一级主干道。其中软基路段长2.53km,几乎占全长的一半,软基处理是该工程最主要的分项控制工程之一,因此设置了若干试验段,实施动态设计和信息化施工。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该工程位于人工围海造田区,长期受潮汐影响。场地上部为人工填土,厚度仅0.5m 左右,密实度及均性差,工程性质不良。下卧淤泥层厚10~15m,属高压缩性、低透水性、低强度的软弱土体。
污水管、雨水管以及预留煤气管位布置在非机动车道下,交通信号电缆和路灯电缆布置在非机分隔带下,其余管线布置在人行道下。
3.2 软基处理方案该道路工程为城市主干道,管线很多,雨、污水管线埋设较深(最深达7m),对沉降敏感,软基路段均为填方路堤,工期紧。为了满足路基两侧的雨、污水深埋管基工后沉降≤10cm 的要求,在保证工程质量的前提下,尽量降低造价,该工程提出了国内首创的中央机动车道下采用袋装砂井配合堆载预压排水固结处理,非机动车道及人行道下采用粉喷桩复合地基处理的设计方案。袋装砂井的直径为70mm,间距为1.2m,三角形布置,水泥土搅拌桩直径为500mm,间距1.0m,三角形布置,袋装砂井和水泥土搅拌桩均穿过淤泥层和淤泥夹砂层,进入粉质粘土层,砂垫层厚0.5m,一层单向土工格栅加筋。约40%的路基采用粉喷桩处理,约60%的路基采用袋装砂井排水固结处理。因为粉喷桩处理的单价约32 元/延米,而袋装砂井排水固结处理的单价约3.5 元/延米,仅为粉喷桩处理费用的1/10。因此,软基处理费用可节省一半左右,超过1000 万元。
3.3 处理效果评论
为了检验这种“中间软、两边硬”的地基处理方案的可行性,在路中心、两种处理方法交界处的两侧、路肩以及坡脚处埋设了总沉降盘、分层沉降盘、孔隙水压力计、测斜管、土压力盒和水位计进行观测。
通过观测,可以得出以下结论:
(1)袋装砂井处理段内,最大的总沉降量发生在路中,为1269mm。两侧粉喷桩处理段内,最大的总沉降量发生在交界处,为254mm,约为路中最大沉降量的20%。在上部填土荷载的作用下,袋装砂井处理段和粉喷桩处理段之间产生了较大的差异沉降,最大差异沉降达717mm。
(2)中部袋装砂井处理区向两侧粉喷桩处理区的侧向位移(最大值为241.16mm),明显大于坡脚处的侧向位移(最大值为48.87mm),坡脚处最大侧向位移位于地表,两侧交界处的最大侧向位移均发生在地表以下5~6m 深的淤泥层中。
(3)袋装砂井处理段路,基压缩范围随填土的加高而变深,压缩量随深度由大变小,80~85%的压缩量发生在地表下8m 范围内,压缩层范围主要位于粉质粘土层以上13~16m 的淤泥和淤泥夹砂层。
(4)粉喷桩处理段与袋装砂井处理段相比,复合地基的压缩量很小,压缩层在地表以下到15~18m 范围内,压缩量的大小与深度无关,主要受粉喷桩施工质量控制。
(5)各测点的孔隙水压力基本上随着填土高度的增大而增大,加荷间歇期,孔隙水压力逐渐消散,加载435d 后,土层的固结度达到85~95%。
(6)水泥土搅拌桩复合地基中,土应力和桩应力都随着填土高度的增大而增大,在停止填土后的堆载期间,随着土体的固结,桩应力逐渐减小,桩土应力比由1.88 逐渐减小至1.11。
结束语
软基处理深刻影响着道路的整体建设水平,我们必须重视其处理方法,不断加以创新,从实际情况出发,不仅考虑实用性,也要将经济效益列为重要的标准,使道路成为经济发展和人民社会生活水平提高的重要纽带。当前,我们在道路软基的处理领域总结出了许多有效的经验,而随着经济发展,道路建设越发显现出了复杂性,所以我们要不断加强软基处理方法的探索,提高市政道路建设水平。
加强软基处理方法的探索,提高市政道路建设水平。
参考文献:
[1]林世新.浅谈市政道路软基处理方法[J].科技与企业,2014.
[2]邱水贤.浅谈市政道路软基处理常用方法与效果评价[J].中国城市经济.2011.
论文作者:李伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/3
标签:地基论文; 市政道路论文; 承载力论文; 路基论文; 道路论文; 淤泥论文; 工程论文; 《基层建设》2019年第7期论文;