市政道路工程中软土路基施工技术的应用分析莫奕群论文_莫奕群

摘要:在城乡经济高速发展过程中,道路工程建设项目逐渐增多。当前很多地区的市政道路由于长期受到了雨水冲刷、灌溉冻胀等影响,导致土质变得过于松软,产生软土路基,严重影响市政道路工程的质量。另外,我国大部分地区都是温带季风性气候,昼夜温差相对较大,降水集中在5~9月份,进一步增加了软土路基的面积。基于此,需要总结市政道路软土路基的影响因素,了解软土路基的特点,采取有效的措施加强市政道路施工质量。

关键词:市政道路;软土路基;施工技术

引言

软土地基是道路工程建设中常见的一种地基类型,其含水量大、承载力低,不能满足道路工程施工需要,有必要采取相应的处理技术。作为施工单位和施工人员,应该认真开展施工现场调查,根据施工现场需要制定健全完善的施工方案。认真组织施工人员开展工程建设,把握技术要点,遵循工艺流程,提高软土地基处理效果,确保道路工程质量。

1市政道路工程软土路基特点

软土由淤泥与黏土颗粒群共同组成,在软土路基中具有比较大的含水量,其孔隙度比较大,在特殊的地质环境下表现为絮状结构。具有35%~80%的含水量,1~2的孔隙比,在剪应力的作用之下容易出现剪切变形的现象,降低了抗剪强度,在建设过程中可能会出现比较大的次固结沉降现象。

软土路基有较为明显的结构性特征,在振动或者挤压之后会降低土壤的强度从而出现流动现象,软土的伸缩性较强,但是渗透性较差,具有<4MPa的压缩模量,随着压缩性的提升,其液限指数也在增加。在垂直方向上的渗透系数一般为10-8~10-6cm/s。软土具有20°~35°的内摩擦角以及<20MPa的抗剪强度,可见其抗剪强度较低。在高速道路软土路基的施工过程中要充分结合软土自身的特性进行施工。

2市政道路工程中软土路基施工技术的应用

2.1换填处理法

不同地理条件下软土地基的处理技术也不相同,这就需要根据软土地基的性质进行相应的换填处理法,这种处理技术的难度较小,并且在选择填充材料时也有许多选项,但是在填充材料过程中需要对整个填充面的稳固和平整因素等进行充分考虑,这样才可以为道路提供基础的质量保障。换填处理技术主要包括埋法、抛石法以及爆破法等。抛石法通常适用于道路工程施工中排水条件较差的区域,由于石材的来源比较广泛,并且不需要对其进行再加工和处理,因此是一种极为常见的处理方法。而使用抛石法是为了使软土地基可以形成一定的坚硬度,从而提升路基的硬度。值得注意的是,首先要对一些不合格的土质进行排除,之后才可以使用换填处理的方式。

2.2排水固结施工技术

在对软土路基纵向排水之时,可使用施工袋装砂井,还可以通过塑料排水带将水排干净。排水固结技术主要通过土层结构重量预压方式,在垂直排水阀支持下,把砂井之中土体孔隙水完全排出,使土体变成固结形态,从而从整体上增强土体强度以及软土路基承受力。在使用该技术的时候,施工人员需要明确软土路基形态,看其是否保持稳定,或者出现沉降问题。排水固结施工技术对土层要求较高,在使用该技术之时,应用的排水体系方向为纵向,工程采用塑料排水板(如图1所示)排水。施工时,相关施工人员应当保证水平排水体的厚度以及含泥量等都符合规定。另外,还应当进一步调整荷载,保证地基可在荷载影响下固结。由此可见,该技术可以保证路基的稳定性,解决沉降问题。

2.3强夯技术

强夯技术是指在软土地基处理中,利用大质量的重锤,从几米甚至是几十米的高度下落,对土体进行动力夯击,让土体产生强制压密进而减少压缩性,提高路基承载力。作为软土地基处理的重要技术措施,强夯技术所使用的机械设备较少,施工工艺流程简单、操作方便。同时该技术适用范围较广,能有效提高路基承载力,加固效果明显,通常可以提高路基强度2~5倍。该技术处理后的软土地基,变形沉降量小,压缩性可降低2~10倍。此外,强夯技术施工效率高、速度快,经过处理后的土粒结合紧密,强度较高。应用强夯技术可以节省软土地基加固材料,施工费用低,综合效益比较明显。

2.4高压喷射注浆技术

高压喷射注浆技术是在化学注浆法的基础上发展而来。具体施工过程中,首先利用钻机进行钻孔施工,将带有喷嘴的注浆管插入土层预定位置后,利用高压设备使浆液成为20MPa以上的高压射流并喷出渗入土体,在重力、离心力的综合作用下,土粒与浆液搅拌混合并按一定比例重新排列组合。等浆液凝固之后,在土体中形成一个固结体并与桩间土一起构成复合地基。最终实现加固软土地基,提高路基承载力,减少路基变形的目的。在软土地基加固中,利用该技术进行处理,不仅能达到预期效果,还有利于提升结构耐久性,甚至可以形成永久性工程,对确保软土地基加固综合效果具有积极作用。

3工程案例

某市道路工程长度其5.7公里,设计等级为城速路,标准路幅宽度60m,双向10车道。全段路线约75%经过吹填造地区域,已经真空预压处理后提交作为本项目建设用地。

3.1地质条件

拟建场地典型地质断面结构组成如下:①素填土:密实度及均匀性较差,力学强度低;②填砂:新近回填,密实度及均匀性较差,力学强度低;③吹填土:主要为吹填淤泥,含水量高,孔隙比大;④淤泥:饱和、流塑状态;⑤粉质粘土:可塑状,中等压缩性,力学强度一般;⑥中砂:中密状,中等压缩性土,力学强度一般~较高。原设计方案考虑采用水泥搅拌桩进行路基处理。处理前场地承载力特征值约60kPa,吹填土含水率约85%。设计要求处理后复合地基承载力特征值需满足:车行道≥100kPa,人行道≥80kPa,桥头路段≥120kPa。

3.2试桩及方案调整

常规单向水泥搅拌桩试桩出现较为严重的冒浆现象,无法成桩或成桩桩体松散,成桩范围内桩体强度离散性较大,无法满足设计要求。经调查分析后认为造成此种状况的主要原因:吹填土含水率过高,土颗粒较细,塑性指数高,扰动后力学强度极低。常规单向水泥土搅拌桩进行土体后,因叶片切削作用上层土体变的破碎,水泥浆液在喷浆压力、钻进压力、超孔隙水压力的共同作用下沿钻杆上行导致冒浆。

原设计方案不适用于实际场地条件,根据专家论证意见,综合比选方案优劣,考虑采用双向水泥搅拌桩湿喷法处理本段路基,实际使用过程中体现出良好成效。双向水泥土搅拌桩相比普通水泥搅拌桩在本项目体现出的优点主要有:①内、外同心钻杆上的搅拌叶片同时正、反双向切削、搅拌土体,上部叶片可限制浆液在压力作用下的上升通道,浆液可始终集中在两组叶片之间,有效阻止了冒浆。②正、反向切削可减小浆液集中效应,促进浆液融合充分,有效提高了成桩质量。③正、反向叶片搅拌产生的剪应力相互抵消,有效减小了土体扰动程度。

结语

总之,为保证市政道路软土路基正常施工,对于影响施工的各项因素要加以控制,保证施工进度。对软土路基施工技术要进行不断的优化创新,从而保证市政道路软土路基工程施工的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]方怀霞.论道路桥梁工程中路基路面的质量控制策略[J].统计与管理,2017(4):145-146.

[2]王明法.市政道路工程软土路基施工技术分析[J].四川建材,2017(11):137-138.

论文作者:莫奕群

论文发表刊物:《城镇建设》2019年2卷21期

论文发表时间:2019/12/2

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