摘要:市政道路施工的工程中包括软土地基,也是市政道路工程的病害之一,而质量差的软土地基会给城市道路带来隐患,如道路沉降。为了市政道路的社会效益和经济效益必然要实现软土基加固技术在市政路桥施工中的应用。本文主要从软土基的特点、软基对市政路桥的危害和集中软土基加固技术三个部分进行盐研究,旨在推动市政路桥工程的发展和提高其质量。
关键词:市政路桥施工;软基加固;软土地基
前言 城市化进程也随着经济的发展而不断加快,虽然市政工程建设已经取得了不错的成就但仍无法满足目前市民的高要求,市政工程迫切急需先进的技术去支撑其发展。软地基是市政路桥工程建设必不可少的环节,但也一直成为了市政路桥施工的重难点。软地基的加固技术是影响市政路桥工程质量的决定性因素。为了避免软土地基带来严重的安全事故等问题,必须加强重视程度,在寻求经济效益的同时对不同的软土地基采用不同的加固处理方法,提高施工质量,才是保证市政路桥施工质量的前提条件。
一、软土地基特点分析
(一)高压缩系数、低抗剪强度
软土地基的孔隙率大小是影响其承载能力的主要原因之一,即孔隙率越大,承载能力越差。若不适当采取改善措施就会影响软土地基的强度,从而造成路面沉降和塌陷等严重后果。这些后果会带来巨大损失,不仅严重影响市政路桥的质量、增大安全隐患、严重影响使用寿命、而且无形之中增加了路桥的养护难度和后期的维修费用。此外,由于路面塌陷、沉降给市民的出行带来不便也会造成市民降低对政府工作的满意度。
(二)较强的触变、流变性
软土地基本身就具有较强的流动特性,而软土地基在市政道路工程完成之后就会一直承受自身重力及外界的负载力,在这两种环境下,软土地基发生形变问题就无法避免。此外,在软土地基的设计及施工过程中若没有采取合适的软土基处理方式,那么在很大程度上市政路桥是不可避免出现一系列塌陷、沉降等质量问题,此时,软土地基的加固技术也就无从谈起了,失去了应用的意义。
(三)含水量大
软土地基因其特殊的组成成分造成含水量大,从而因其孔隙率大造成软土地基的强度差。相比其他土层的含水量,软土地基因其自身成分特性要高出许多。软土地基主要是由粘土粒和粉土粒两种成分构成,正是因为这两种土粒的表面有大量负电荷使得软土地基结合水的能力也大大提高,由于结合的水很难在自然条件下由表面排除故破坏了软土地基的力学特性,从而使得市政路桥质量难以保证。
二、软土地基带来的危害
(一)路面侵蚀
混凝土或者碎石是市政路桥施工过程中采用最多施工原材料。路面侵蚀主要来源于两方面的原因:其一,原材料的问题。市政施工的多采用不具有抵抗侵蚀能力的混凝土或者碎石,这种缺乏足够的抵抗能力的材料在面对自然环境的破坏其精密程度难以保证,甚至会发生桥基结构松散或者桥基材料脱落等严重后果。其二,人为操作不规范。在施工过程中因为人员操作不规范或者施工条件艰苦造成软土地基的工作没有做好,在下雨或者下雪等自然降雨和地下水影响两方面共同作用下会侵蚀路面。
(二)路面硬化
一方面软土地基自身具有较差的的坚固性、稳定性;另一方面施工材料(沥青、混凝土)也不具有足够强度的稳定性,这就使得路面硬化的概率大大增大,很难满足市民对市政路桥工程建设的高要求。
图1钉型搅拌桩施工流程示意图
(三)路面沉降
市政路面关系着市民安全出行,若路面发生沉降不仅带来巨大的经济损失还会给市民出行带来不便,由此降低市民对政府工作的满意度。路面发生沉降主要是因为软基土层的过渡段遭到了地下水的冲击,冲击造成软土地基的部分水土流失地基强度下降继而引发部分路面发生沉降的后果。路面发生沉降也容易引起路面发生断裂的后果。
三、软基加固技术的应用
国民经济的发展也会受到市政建设工程的影响。目前新技术的出现也促进了软土地基加固技术的提升,同时对市政路桥施工的质量有了明显改善。此外,市政路桥工程中软土地基的加固工程也引起了企业的高度重视,对施工的各个环节和技术都有严格规范和要求。本文提出了以下几种加固技术:
(一)预应力管桩加固技术
预应力管桩技术是一种细长空心筒体混凝土预制构件,它是采用离心成型法和先张预应力工艺制成。预应力管桩加固需要先结合施工场地的松软程度然后确定应该加固的软基位置及打桩位置,最后打桩施工过程中选择适合当时地基情况的预约构件型号。在进行预应力管桩加固过程中需要克服以下重难点:首先,准确对市政路桥的地基进行松软程度的计算,确定出软地基打桩的具体位置及需要加固的范围。其中,打桩的作用就是以加强软土地基的承载能力来确保加固技术的牢靠性,因此明确具体的打桩的位置对加固工程具有重要作用。其次,市面上有很多型号的适应力管桩,在加固施工过程中需要依据软地基土层中的组成成分、孔隙大小以及沉降数据来进行科学合理地选取预应力管桩,才能保证选择的型号和数量是符合要求的。再次,为了方便后期工作高效进行可将上一阶段找出的打桩位置放置明显的标示牌或者做明显的标志。最后,尽管采用预应力管桩来加固软土基有很多的优势,但是不可避免因其技术短板造成的其他类型的沉降现象。预应力打桩必然会延长施工周期、增加填土时间、消耗更多的材料,这个过程是很难控制不出现沉降问题。
图2预应力管桩施工技术
(二)现浇混凝土管桩施工技术
这种技术是综合发展而来,结合了振动防渗透沉模壁、沉管桩两种工艺技术。为了提高管桩强度以及承载能力,这种加固技术就是将混凝土浇筑到管桩内,管铺设砂石层在管桩顶部以及防止土工格栅。扩大承载面积和提高管桩自身强度是现浇混凝土管桩加固技术的两个优势。这种工艺可有效缩短施工工期、受用寿命增长继而在市政路桥地基加固工程中得到了广泛应用。目前施工过程中最多的仍旧是采用土木的合成材料以实现筋层拉力增大时会连带桩帽上的力会竖向增加,但是这种工艺仍旧摆脱不了沉降现象的出现。因此,研发出新型的土木合成材料是每个企业迫不及待急需解决的问题。
(三)喷射注浆法
一般喷射注浆法多用于人工填土路基、有较强粘性的软土地基中。使用高压设备是该技术有别于其他加固技术的显著特点。其基本原理是先破坏原软土地基土层结构,然后高压装置喷射的固化浆会和土层固化融合为一体,这种固化一体的土层有较强的的硬度可以起到加固的作用。本加固技术相应的控制参数见图3。
图3浆体喷射搅拌桩施工的允许偏差、检测数量及方法
(四)强夯法加固技术
强夯加固法是一种成本低、适用范围广、最初始的软地基加固技术。它的原理就是采用动力加固软土地基,因此限制住其适宜小范围且拥有较长的施工周期的工程中。强夯法主要是提高软土地基的强度,具体工作原理即在高空中对几百吨的重锤施以自由落体运动来夯实土层,是强制性地变少土层的压缩性。强夯法不适宜在饱和的粘土层中使用,对组成成分是大颗粒土、粘性土及低饱和的粉土有明显的加固效果。此外,新工艺新材料的发展也为软基加固技术开辟了新天地。选择土木合成材料、塑料排水板等都可扩大技术的适用范围,而且也给企业带来了可观的经济和社会效益。
四、结束语
尽管市政路桥工程发展迅速,但优良的市政道路才能市民出行带来较高的安全保证。软土地基是影响市政路桥安全性的因素之一,严重阻碍了市政工程建设的发展。本文针对软土地基的特性和危害提出了相应的加固技术,虽然这些加固技术在市政工程建设中得到了很好应用,但是需要明确最佳的加固技术是对不同的软土地基需要采用不同的加固方式才能保证社会效益和经济效益。结合软土地基的特性及实际情况,选择合适的加固技术才是确保市政路桥工程质量的关键。
参考文献:
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[3]刘守龙.市政路桥施工中的软基加固技术研究[J]. 建筑知识,2016(8):106.
论文作者:欧启钦
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第23期
论文发表时间:2019/6/12
标签:土地论文; 技术论文; 路面论文; 预应力论文; 市政路论文; 土层论文; 地基论文; 《建筑细部》2018年第23期论文;