摘要:对于道路工程而言,若想提升整个道路系统运行的稳定性与安全性,需要及时开展路基填筑工作,严格规范土壤含水量,保证各项参数都能符合要求,在机械设备的碾压下,能大大增强整个路基的压实度,然而往往会在软土地基阶段发生问题。通常来讲,在软土地基路段会有较厚的淤泥层,该部分含水量高,且承载能力差,土质疏松,导致整个部分土质的稳定性较差。一旦软土地基出现问题,会对整个道路工程的稳定性构成威胁,容易滋生安全隐患。本文就道路工程软土地基处理技术进行了探究。
关键词:道路工程;软土地基;处理技术
软土地基处理一直以来是道路施工领域非常重视的问题,也是质量控制的关键环节。在施工过程中如果软土地基处理不好,直接影响以后道路的运营舒适性和寿命。
1软土地基概述
软土地基普遍定义是指由软弱土构成的压缩层,具有承载力低、渗透系数小、天然孔隙比和沉降变形大、天然含水量和压缩系数高等特点。由于软土地基普遍存在不稳定性,易受扰动,它常常造成道路路基出现不均匀沉降,甚至是整体失稳破坏。
2软土地基的特点
2.1含水量较高
软土当中的成分主要为粉土粒以及粘土粒组,且具有少量的有机质,该类土体具有较高的孔隙比以及含水量。当其含水量越大时,其在抗剪程度方面表现越小,且具有更大的压缩性。如含水量较低,那么则具有较小的压缩量以及较大的强度。
2.2透水性差
透水性差也是软土的一项主要性质类型,在荷载作用下具有较慢的固结速度。如果地基当中具有较高的有机质含量,土当中则可能产生气泡,在对渗流通道造成堵塞的情况下对其渗透性产生影响,即如果在软土层施工,那么其上方的建筑将在较长时间以后才能够稳定,且在荷载作用下,强度也具有较为缓慢的增长速度。该种情况的存在,对地基土工程特性的改善具有不利影响。
2.3抗剪强度低
软土自身所具有的抗剪程度较低,且同排水固结性具有密切的联系,在不排水剪切时,其内摩擦角接近于0,内聚力在20-25kPa范围内。
2.4流变性强
在荷载作用下,软土在剪切力作用下将逐渐产生剪切变形情况,并因此衰减抗剪强度,即在主固结沉降完成后,且能够继续产生固结沉降情况。
3软土地基的危害
软土地基在工程建设过程中基本属于不可预见性的问题,勘测设计过程中没有详细资料进行描述软土地基具体情况时,施工过程中一定要按照规范规程以及工程实地软土地基情况进行实施。一旦处理不合理,就可能发生质量事故。一般出现的主要质量事故为路面局部出现凹凸不平、大面积不均匀沉陷,路面局部出现不均匀裂缝和部分路段倾斜,严重的时候地基出现问题可能引发交通事故。
3软土地基处理方法
随着科技的进步,越来越多的道路工程软基处理方法开始得到运用,可将这些处理方法归类解析。
3.1浅层软基处理方法
对于低洼、浅挖路段以及地基承载力不足的浅层软土路段,浅层软基处理方法的适用,更易于满足路面地基的强度需求。对浅层软土的常用处置方法有换填法、浅层加固法、抛石挤淤法。
3.1.1换填法
通过人工或者机械等方法,将在施工过程中出现的软土地基发掘出来,然后在这些地方回填足够砂砾、碎石等强度较高、稳定性好的材料,进而提高其承载力,保持路基的稳定。该方法适用于处理浅层非饱和软弱地基、膨胀土地基、湿陷性黄土地基、素填土和杂填土地基等。但是对于比较深的软土地基的处理,这种方法并不适用,仅限于不大于3m的浅层处理。
3.1.2抛石挤淤法
从路基的底部出发,由中央位置向两边抛掷一定数量的片石,能及时将淤泥挤到路基的范围,进而增强整个路基的强度参数,且在选择片石时,尽量选择不易被风化的大型石块,石块的尺寸通常为0.3m,还要在上层铺设0.1m厚的碎石与同样厚度的砂层,然后再将土壤填充上。运用此种方式,主要适用于软土厚度为3.0m、外层没有硬壳、排水难的地基形态。
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3.1.3浅层加固法
对于有些地段可以在土中掺入水泥和生石灰,利用土他们之间的化学反应,从而达到加固土体强度的作用。适用于处置浅层湿陷性黄土、非饱和软土、杂填土等地基,仅限于不大于2m的浅层处理。
3.2中层软基处理方法
中层软基处理方法适用于软土地基相对较厚的路段,该方法用于深度范围一般为3-15m的地基。
3.2.1强夯法
该方式又称之为动力固结法,即将重锤以反复的方式提高到高处自由落下,以此形成对地基的夯实,进而不断降低其压缩性、提升地基强度。该方式适合应用在杂填土、碎石土、粘性土以及粉土等地基类型当中,不仅能够有效提升地基强度,且能够对土的湿陷性进行消除、实现抗振动液化能力的改善,并因此可以应用在湿陷性黄土地基当中。而对于饱和度较高的粘性土,其处理效果则不明显。
3.2.2袋装砂井法
该方法是将透水性好的沙袋沉入软土地基内,形成竖向排水通道。软基中的水分在载荷的作用下,从排水通道排出,从而达到排水固结软基的目的。但对于处置软基中有较大深度的泥炭层应谨慎选用。
3.2.3水泥搅拌桩
利用深层搅拌机械或粉喷机械将水泥浆或水泥粉与地基土原位拌合,搅拌后形成柱状水泥土体,以减少沉降,增加稳定性,提高地基承载力。适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高,地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土地基。
3.3深层软基处理方法
深层软土地基处理深度一般大于15m,深层软土地基处理方法适合使用于软土地基厚度大的路段。
3.3.1钉形水泥土双向搅拌桩
由施工机械自身的动力系统,分别带动同心钻杆上的内外两组搅拌叶片同时正、反向进行旋转搅拌,从而形成钉子状的水泥土搅拌桩。适用于处理淤泥、粉土和粘性土地基,最大处置深度可26m。具备了传统水泥搅拌桩的优点,同时还具备了施工无振动、无噪声,无地面隆起,无污染环境,搅拌均匀、成桩质量可靠等优点。
3.3.2CFG桩
在软基中以碎石为主要骨料,并掺入粉煤灰、石屑或砂以及少量水泥,按一定的比例拌和成一种具有一定粘结强度的半刚性桩体。桩体与桩体间土层相互作用构成了复合地基,它们通过桩顶褥垫层一起承受来自上部的荷载作用
3.3.3PHC管桩
PHC管桩又名预应力高强混凝土管桩,管桩在专业工厂里采用先张法预应力,结合离心成型工艺,经过蒸压养护,而制成的一种空心圆筒体的等截面混凝土预制构件;然后运往施工现场,通过锤击、静压等方法沉入软基中形成高承载力复合地基。
3.4竣工验收
软土地基处治完毕后,工程部及时按照以下质量标准组织竣工验收:
①砂垫层:砂的规格和质量必须符合设计要求和规范规定;适当洒水,分层压实;砂垫层宽度应宽出路基边脚0.5-1.0m,两侧端以片石护砌;砂垫层厚度及其上铺设的反滤层应符合设计要求。
②反压护道:填筑材料、护道高度、宽度应符合设计要求,压实度不低于90%。
③软土地基上的路堤,应在施工过程中进行沉降观测和稳定性观测,并根据观测结果对路堤填筑速率和预压期等做出必要调整。
4结语
综上所述,作为道路工程系统的一项重要工序,软土地基处理技术至关重要,做好地基处理的合理化处理,处理好地基的变形与强度问题,是道路工程施工中需要注意的关键问题。道路工程软土地基处理技术的实施,能大大降低事故的发生概率,对软土地基部分进行设计与施工时,应从地基、结构、建筑、使用等多个角度出发,及时操作一定的处理措施,以避免发生路基不均匀沉降的问题,能保证建筑物的科学性使用。
参考文献
[1]卫俊峰.市政道路工程软土地基处理技术探析[J].科技经济市场,2016.
[2]于达,杨秋萍.市政道路工程软土地基处理技术措施分析[J].城市道桥与防洪,2015.
论文作者:庞小祥1,陈晓鹏2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/24
标签:土地论文; 地基论文; 路基论文; 方法论文; 强度论文; 道路论文; 含水量论文; 《基层建设》2017年第9期论文;