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摘要:本文首先阐述了市政路桥工程软基加固的重要性及常用的处理技术,并结合工程实例对市政路桥软基处理技术应用进行了分析与探讨,以供同仁参考。
关键词:市政路桥;软基处理;常用技术;实例论证
一、前言
近年来,随着我国城镇化建设的快速发展,市政路桥作为城市的重要基础设施,建设的要求也越来越高。而市政路桥工程软基处理一直是路桥建设中的技术难题。因为软土路基存在很大的危害性,在很大程度上会阻碍城市路桥发展,因此需要采取科学、有效的措施对软土路基进行相应的处理。基于此,下面通过工程实例对市政路桥软基处理的常用技术进行了分析与探讨,以供同仁参考。
二、市政路桥建设软基加固的重要性
路桥运输是社会经济发展的重要基础,其建设施工质量与运输事业的发展息息相关,只有在保证市政路桥施工质量的前提下,才能创建出完善的市政路桥体系。目前,在国民经济与科技持续发展的背景下,城市规划建设得到了很大程度的完善,这也促进了市政路桥事业的后续发展。在面对口益扩张的交通压力时,无疑对市政路桥施工质量提出了更高的要求。在市政路桥工程施工中,如果软土地基处理不当,将会使路基沉陷过大而导致路基失衡、路面开裂、路面无规则起伏,路堤彻底破坏,使构造物(如挡墙、桥台、排水管涵等)失稳或断裂, 从而使其失去其使用功能而造成塌方、跳车、掏空路基使路面塌陷而对行人及车辆造成极大的危害。因此,在市政路桥工程软基加固方面,需要相关施工队伍切实加大力度开发施工技术,并采取有效的手段提高人员总体素质,从而有效解决软基问题,起到间接推动市政路桥建设事业健康发展的目的。
三、市政路桥工程软基处理常用技术分析
(1)换填垫层处理方法。这种方法具体而言就是把路基的深层范围内的软土层,运用人工或者是机械开发的方式,填入石块等比较坚固的材料,与此同时,还要采用机械碾压的方式来对软基进行打压和夯实,使得路桥的承重能力不断的提高,只有这样,才会满足相关的土地规范及基于地基的设计路桥需求,进而提高我国市政路桥软基处理工作的有效性,使得我国的市政的公路的建设更具安全性。
(2)塑料排水板。通过对软基形成原因的分析得知,造成软基的主要原因为地基中的含水量过大。除此之外,在施工过程中,由于大多工序需要在露天的环境下进行,所以会受到环境因素的直接影响。如果地基的含水量超出限度,则会对地基密实程度造成本质的影响,进而产生不同程度的软基问题,不仅影响施工,还会引发沉降等问题。为此,应在路桥施工中对路基排水给予足够的重视,结合实际情况与现有条件采取具有一定针对性的防排水措施,其中,塑料排水板的使用较为广泛,具有操作简便,成本低廉,效果显著等多方面优势,其主要施工过程如图1所示,是当前市政路桥建设的主流地基排水方法。
图1、塑料排水板施工
(3)重锤强夯处理方法。这种方法是一种比较直接且有效的方法,因为它是将重达8到30吨的重锤,从高空中以自由落体的方式落下,并经过多次的重复,实现了有效范围内土体完全被压实,使得地基的承重能力提升,但是这种方式,一般都会选用在非饱和粗颗粒含量高的土质上进行,针对一些饱和度较高的粘性土,处理效果并不突出,特别是一些淤泥与淤泥质土,不适合使用这样的方式做
加固处理。
(4)预应力管桩技术。市政路桥建设施工过程中,时常会遇到地基松软的情况,极大的增加了施工难度,为此,施工队伍需结合实际情况,采取相应的处理和加固措施。预应力管桩作为一种较为常用的软基处理加固技术,它不仅可以准确控制软基情况的产生,还能对现有的软基进行有效的处理和加固。其基本工作原理为,在较为松软的地基位置上安放预应力管桩,具体操作为:首先,应通过勘查准确找出软基的分布位置,以提升软基处理加固的针对性与准确性,避免技术运用不到位以及与实际情况不相符等情况的发生。其次,在加固位置明确之后,需进行测量,准确定位打桩点,同时为后续打桩施工做好前期准备,合理配置必要的施工机械与材料,并组织安排施工人员到位。最后,结合测量成果,实施打桩施工,将预先准备妥当的管桩放置在指定位置,可以起到提升施工质量的作用。打桩时,工作人员需根据施工现场周边的实际情况与特征选取与其相符的管桩。打桩完成之后,需在其周围设置具有一定显著性的警示标语,以免发生安全事故,确保施工安全。
(5)挤密法。利用挤压或振动方法将砂、石材料挤入软土地基中,形成较大的密实柱体,提高软土地基的抗剪强度。对疏松砂土而言,在挤密砂石桩成桩过程中,桩套管挤入砂层,该处的砂被挤向桩管四周而变密。挤密砂桩的加固效果包括:使松砂地基挤密至小于临界孔隙比,以防止砂土振动液化;形成强度高的挤密砂石桩,提高了地基的强度和承载力;加固后大幅度减小地基沉降量;挤密加固后,地基呈均匀状态。对软弱黏性土而言,主要利用砂石桩本身的强度及其排水效果。
(6)水泥搅拌桩。水泥搅拌桩主要用于饱和软基的处理加固施工,如图2所示。通过实践得知,水泥搅拌桩的合理使用,可充分发挥出水泥所具有的固化作用,该加固技术的主要操作流程为,使用特定的搅拌机械设备,对水泥砂浆进行充分的搅拌,促使固化剂与软土产生反应,进而起到提高地基承载力的作用。
图2、水泥搅拌桩加固技术
(7)粉喷桩加固处理法。粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩一般为5根,通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。粉喷桩适用于处理淤泥、淤泥质土、含水量较高的粘土、粉质粘土和粉土等,处理效果显著;对杂填土、冲填土和人工填土等软土地基也有加固效果
(8)袋装砂井预压排水固结法。在地基中设置袋装砂井作为竖向排水体,并铺设横向排水垫层,同时对地基施加固结压力来实现的。由于天然软土地基抗剪强度低,一次性加载或速率过快的分级加载,都可能使地基中剪应力增加超过土层固结强度增长而产生危险。因此,对于路堤施工来说,预压系统(在此即路堤填筑)的设计就成了整个工序的重点和难点。加载系统设计的关键在于确定合理的分级加载速率和每次加载的大小。在进行预压荷载设计时,通常把总的填土高
度分成二、三级,并据此来确定分级填土的高度和预压时间。但这样的加载计划往往难以确保施工期内路基的安全稳定,并且可能使施工时间过于延长而不符合实际要求。为此有关技术人员在实际工作中,结合路堤填筑的施工特点,总结出“薄层轮加”的加载方法,根据每次填土后地基强度的增长来安排填筑速度,按每次填土的厚度、地基强度的增长量和施工期间土的动态变形特点作为确定停载间歇时间的依据。
四、市政路桥工程软基处理实例分析
某工程为隧道连接线路桥工程,全长4.71km,路面标准宽度50m,双向六车道,是城市一级主干道。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。该工程场地上部为人工填土,厚度仅0.5m左右,密实度及均匀性差,工程性质不良。下卧淤泥层厚l0~15m,属高压缩性、低透水性、低强度的软弱土体。城市污水管、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。
软基处理方案: 该路桥工程为城市主干道,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,该工程采用袋装砂井配合排水固结法处理,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,如图1所示。
图1 软基处理标准横断面图
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m,而袋装砂井排水固结处理的单价约3.5元/延m,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。
五、结 语
总之,在市政路桥建设中,需要在软土地基修建时, 若对地基处理不当, 就会因地基沉降或差异沉降过大而影响道路和桥梁的正常使用。因此在市政路桥规划时要根据实际情况和经验进行多方面比较,选择可行,经济,适用的处理方法。本文中在解决软基处理问题时,在同一断面的不同位置采用不同的软基处理方案(中间为排水固结法处理,两侧为水泥搅拌法处理),能显著提高管线地基的承载力,满足管线对沉降的要求,大幅降低造价。
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论文作者:唐孝仁
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第08期
论文发表时间:2019/7/15
标签:地基论文; 市政路论文; 路基论文; 工程论文; 淤泥论文; 路堤论文; 方法论文; 《城镇建设》2019年第08期论文;