【摘 要】随着我国城镇化建设速度的不断加快,国家也加大了对基础设施的建设。在修建道路的过程中,遇到的地质条件也越来越复杂,如遇到的软土地基,必须进行加固处理,才能保证路基的稳定性与承载力,若处理不当,不仅会对道路工程施工质量水平造成影响,同时还会对道路通车的安全性与舒适性造成不利影响。因此,在城市道路规划设计及施工建设过程中,必须采用可行的软土地基处理技术,使路基承载力得到提高,这样才能将市政道路的价值充分发挥出来。
【关键词】市政工程,软土地基,处理方法
引言:软土地基是一种不良的地基,地基的稳定性和变形直接影响工程质量,所以必须对软土地基进行处理。本文将对软土地基处理方法进行研究,希望能对我国的市政道路工程建设有所帮助,
1市政道路软土地基的物理特性及危害
1.1软土地基的物理特性
软土是天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、透水性小、承载能力低的一种软塑到流塑状的黏性土,如淤泥、淤泥质土、水下沉积的饱和软黏土以及其他高压缩饱和黏性土、粉土等。
1.2软土地基的危害
软土地基的强度低,沉降量大,易引起路基开裂损坏。在较大荷载作用下,地基易发生整体剪切、局部剪切等破坏,造成路基失稳导致路面沉降,影响路面的行车安全。
2市政道路软土地基处理方法
根据软土地基的具体情况,进行技术经济比较,依据先简后繁、就地取材的原则,综合分析,用选择合理的软土地基处理方式来进行加固,这是对行车的安全性与舒适性的重要保证。
2.1我国市政道路软土地基常用处理方法
2.1.1换填垫层法
根据具体的软土层厚度,将一定范围内的软土挖出,用能满足相关规范及设计值要求的土、砂、砾石等材料回填,当软土层厚度小于3.0m且位于水下或含水量较高时,可使用抛石挤淤(片石直径一般不小于30cm),并采用重锤、机械、平板等进行碾压和振动夯实。以提高软土地基的承载力、降低压缩性,从而充分保证道路施工的优质性和安全性。
2. 1.2重锤强夯法
这种加固处理方法是指利用8~30t的重锤,严格按照8~20m落距范围,利用重锤自身的重力产生对软基土层的冲击夯实效果。重锤和地面接触时会产生巨大的冲击波,随着软土地基的不断压实,软土地基内部土体结构发生改变,压缩性会逐渐降低,承载力不断提高。软基承载力在强夯压实以后,通常可以提升1~5倍以上,利用这种方法可以对较深范围软基起到加固作用,加固深度可达到5~10m的范围。此方法适用于非饱和粗颗粒含量高的土质,不适用于淤泥和淤泥质土。
2. 1.3加载预压排水固结法
在软弱土层中设置排水体,进行加载排水,这时地基软弱土层土体固结性能将会随着地层含水量的降低而加强,从而提升道路地基综合承载力。具体的方法有砂垫层预压、塑料排水板或者袋装砂井预压、真空预压或真空联合堆载预压等。软土层较薄时,宜贯穿软土层,预压期不宜小于6个月。预压期和预压高度应根据要求的工后沉降量或地基固结度确定,从而提升软基综合承载力,使道路施工建设需求得到充分满足。
2.1. 4辅助添加法
辅助添加法适用于表层为黏性土的软土地基,在表层黏性土中掺和生石灰、熟石灰和水泥等辅助材料,通过搅拌以后,软基中土壤含水量将会明显降低,同时出现土壤颗粒抱团的效果,随着时间的推移固结土体及土壤内部将会出现明显的化学性固结反应,软基黏土的成分将会出现本质上的变化,最终达到土体固结稳定的效果,充分满足地基承载力要求。
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2. 1.5桩基法
当软土基地较厚,难以大面积进行深处理时,可采用打桩的方式进行加固处理,处理方式有粒料桩、水泥搅拌桩、水泥粉煤灰碎石桩、先张法预应力混凝土薄壁管桩、现浇混凝土大直径管桩。其中,粒料桩、水泥搅拌桩、水泥粉煤灰碎石桩施工工艺较复杂,能够缩短预压期。先张法预应力混凝土薄壁管桩、现浇混凝土大直径管桩施工工艺复杂,桩体强度高,工后沉降小,造价偏高。
2.2软土地基处理新技术
2.2.1 CFG桩长螺旋成孔技术
CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩,适用于地面下深层处理。CFG桩的施工采用长螺旋钻孔管内泵压混合料成桩,通过长螺旋钻机将土钻出,并钻至桩底标高时,将混凝土沿钻杆孔道泵送至孔底,边泵送边提升钻具直至标高为止。CFG桩与桩周土层共同形成复合地基,提高软土地基的竖向承载力,施工工艺相对简单,施工质量易控制,且成桩速度较快。适用于各类软土地基,是一种应用范围广,效果可靠的地基加固方法。
2.2.2爆夯技术
爆夯法属于动力固结,施工方法为:先在软土内设置竖向排水通道(如袋装砂井或塑料排水板等),然后在软土地基上施加一定的堆载,待沉降基本稳定后,再利用在软土深部埋设的炸药包,使其爆炸产生强烈扰动,使软土强度降低,继续产生附加压缩沉降,同时利用软土中的排水通道快速排水,达到排水固结沉降变形,软土地基强度增强。
爆夯法工期较短,不需要预压土方,适用于紧急性工程。
2.2.3双向搅拌桩技术
东南大学岩土工程研究所在国内成功研制出双向水泥土搅拌桩(双向搅拌桩),可从根本上改善水泥土搅拌均匀性、提高成桩质量。双向水泥土搅拌桩的基本原理是:对现行水泥土搅拌桩机械的动力传动系统、钻杆以及钻头进行改进,采用同心双轴钻杆,在内钻杆上设置正向旋转叶片,在外钻杆上安装反向旋转叶片,通过外钻杆叶片反向旋转的压浆作用阻断水泥浆上冒途径,并通过上、下2组搅拌叶片正反旋转,有效提高搅拌均匀性,确保成桩质量。双向搅拌桩的主要优点有:
(1)利用常规设备加工改进,易于推广。
(2)双向搅拌,阻断浆液上冒,提高搅拌均匀性,保证水泥土搅拌桩的水泥掺入量,确保成桩质量。
(3)内、外钻杆旋转方向相反,搅拌产生的剪切力基本抵消,减小了施工对桩周土体的扰动。
(4)搅拌效率提高,可将现有工法的四搅两喷改变为两搅一喷。施工时地面无冒浆现象,桩身强度沿深度分布均匀,且较常规搅拌桩有明显的提高。
2.2.4 Y形沉管灌注桩技术
Y形沉管灌注桩是一种派生于传统沉管灌注桩的异性灌注桩,其断面形状为三段弧线,弧面向内组成曲边三角形。它采用普通沉管桩的成桩工艺,仅将原有的圆形管桩模改成Y型桩模,横截面以“Y”代替了预应力管桩的“O”型,Y形沉管灌注桩增大了桩的表面积,增加了侧摩擦力。在不增加工程量的情况下,摩擦承载力可提高30-50%,据专家预测,与预应力管桩相比,这一技术的造价将降低20-25%。Y形沉管灌注桩既保持了施工的快捷,大幅提高了桩基的承载能力。
3结语
综上所述,我国的市政道路施工中可供选择的软土地基加固技术非常多,但每种加固技术都存在一定局限性。所以在具体的施工过程中,应针对具体的软土地基情况,对地基土质、道路性质及土层结构层等因素进行综合考虑,选择相适应的加固方法,这样才能有效地处理软土地基。同时,严格控制施工的每一个环节,保证工程建设质量,从而使工程取得较好的经济效益和社会效益,为我国的经济建设作出贡献。
参考文献:
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[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(17):310-312.
[3]秦阳.软土地基处理新技术的发展与进展[J]. 山西建筑,2012(38):80-81.
论文作者:冯果
论文发表刊物:《低碳地产》2016年8月第15期
论文发表时间:2016/11/11
标签:土地论文; 预压论文; 土层论文; 承载力论文; 钻杆论文; 地基论文; 水泥论文; 《低碳地产》2016年8月第15期论文;