摘要:软土地基施工所受到的不确定因素非常多,而且还很容易受外部条件的影响,主要有:地形和地貌,地质条件和气候原因,这些不确定因素严重影响了道路的稳定性和安全性。对于一些特殊的地质条件下施工,一定要加强软土地基的处理工作。在施工过程中,一定要采取科学合理的方法对软土地基进行加固,同时还要进一步巩固软土地基加固的技术,争取对这一领域创新出新的施工方法。
关键词:市政道路工程;土地基处理;施工技术
1 软土
软土大约形成于15000~10000年以前,它们是岩石的风化产物,在水流速度较缓的淡水区域或咸水区域经过数千年的沉积而成。软土中含有大量的有机质,软土含水率高、压缩性大、透水性小。
软土大量分布于海滩、三角洲、潟湖、湖泊、沼泽、河口湾,它们的色泽呈灰黑色、绿色,外观呈现典型的海绵状结构或蜂窝状结构;手感比较滑腻,并伴有腥臭味。
2 软土性质及软土地基病害
软土富含微生物、腐殖质,有机物含量在10%~60%之间(甚至超过60%),软土天然孔隙比>1,塑性指数>20,抗剪强度<30kPa,含水量极高,常处于流动状态;受压后其自然结构不能自动复原。
软土地基由淤泥、松软土、有机质土、泥岩、松散砂等土层构成。在软土地基上敷设的道路,往往出现路易失稳,路桥结合出现3~50cm的沉降,路面开裂(导致车辆行驶时发生跳车),或路面出现大面积的“麻面”“蜂窝”以及路面下陷等,不一而足。
3 市政道路施工中影响软土地基处理的因素
3.1 地基状况
由于市政道路工程都是建设在城市之中,绝大多数面临的地基情况就是土质疏松、土层稀薄,当这样的软土地基在受到外界压力冲击的时候,土质问题会变得难以把控,由此影响到软土层的强度,为了有效避免这种情况地发生,在实际施工过程中,必须要减少甚至是避免对于疏松软土层的冲击与干扰,根据施工图纸设计进行科学有效的处理。在很多时候,还会遇到软土层低浅的问题,这种情况下,就必须进行浅土层软地基的表面加固处理。
3.2 道路等级
道路等级对于市政道路施工的投入起着决定性作用,一般而言,道路等级越高,成本投入越高,对于地基的要求也就越高,而且对道路表面的平整度要求也就越高。在等级较高的市政道路的地基处理过程中,应当更加注意软土地基对于道路质量的影响,而在一般市政道路的施工中,遇到软土地基,应当在其上敷设一层相对质量较高的基础路面,这样就可以有效减小软土层对于地面平整度的影响。
3.3 施工环境
施工环境包括市政道路工程周围的原生环境对于施工质量的影响,也包括施工现场对原生环境造成的影响。如果市政道路工程所处的地理环境降水量大、地下水位高,那么在实际施工中,要避免由降水造成的软土地基垮塌与沉降问题;另外,在施工时,也要考虑到施工现场对于环境的污染,噪音或者震动对于周围原有建筑可能造成的沉降或者剪切变形等问题。只有全方位综合考虑,才能避免各种损失的发生。
4 市政道路施工中的软土地基处理技术
4.1 地面表层排水法
在软土地基处理技术中经常会用到表层排水法,也就是说在路基的表面上进行沟槽开挖,让地表水沿着沟槽排除地表,以此来减少土层的含水量。沟槽排水法主要目的是为了给施工的大型机械创造安全的施工环境,为施工的安全提供保障。为了能够使沟槽的发挥出真正用处,通常情况下是在开挖之后,使用高透水性的砂砾回填。在开挖沟槽时,设计人员应该根据地形和土壤条件,设计排水通畅的沟槽,沟槽宽度一般保证在0.5m,深度为0.5m~1m之间即可。
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4.2 砂垫层法
在软土层施工过程中为了加速沉降速度、缩短固结时间,通常会在软土地基的表层铺设一层厚度约为0.6~1m的砂垫层作为软土固结所需的上部排水层。在铺设砂垫层时通常采用的是中砂或者是粗砂,砂石品质良好,颗粒均匀,大颗粒砂石含量不得超过总量的3%~5%。借助推土机进行铺设,在铺设过程中不宜出现集中的荷载作用,加载的速度要与地基的承载力增加速度相适应,防止出现塌陷。如果遇到透水较差的土质时,为了防止砂垫层被覆盖应该对砂垫层做出防护措施。
4.3 稳固剂表层处理法
这种方法主要是使用生石灰、熟石灰、水泥、土壤离子稳定剂进行混合,浇筑进软土里面,以此来改变地基的压缩性以及强度特性,保证施工大型机械的施工环境。根据软土的实际情况软土表面处理厚度通常保证在3cm~6cm之间,如果处理厚度不够加固效果不明显,太厚的话施工成本会大大提高。在用水泥和石灰石处理之后的地表层必须要经过压实和保养。用水泥、熟石灰或离子稳固剂稳定处治土应在最后一次铺设后立刻进行压实;生石灰稳定土,必须在铺设一开始进行压实,生石灰水解结束后再次碾压。
4.4 强夯法
由于强夯法施工简单、方便快捷、造价低、效果好,在路基施工中经常会被用到。强夯法被称为动力固结法,就是用重达15t~45t中的重锤,从距离地面10m~50m的高空做自由落体运动,以此来夯实路基。强夯法并不是适用于所有的地质条件,根据过去的施工经验,强夯法在厚层淤泥和淤泥质地比较不同的情况下,施工效果不是很理想,同样的如果粘粒直径小于0.003mm的软土地基是不能采用强夯法处理的,但是对于常见的软土地形施工效果是非常好的。强夯法的施工流程大概分为以下几个步骤:(1)进行强夯时所使用的重力机械应该是夯锤重量至少4倍以上。(2)如果夯锤质量重5吨,那么要保证夯锤自由落体高度为3m~5m,保证落锤力度达到600kN/m~1000kN/m(3)强夯过程中,强夯顺序为先夯击边缘逐渐向中间递进,一夯挨一夯来夯实,在施工时要保证同一位置应连夯两个循环下;两循环的夯位之间距离要错开夯锤半径长度。(4)强夯施工操作完成之后要立即清理路基表面,将路基面整平至标高位置。(5)所有操作完成之后,进行检查保证完成下沉量维持在设计沉量在九成以上。
4.5 换填法
换填法顾名思义就是将一定范围之内的软土地基清除之后,填上材质比较坚硬的填充物例如鹅卵石、煤矿渣等。要想保证换填能够达到最佳效果,在施工过程中最好是分层分步逐次进行换填、夯实、碾压,直到达到设计的硬度。换填法比较少适用于浅层软土比如砂土、腐殖土、混杂土等软土层;已经经过固结回填的土层例如低洼地区固结等,比较适用换填法;同时比较适用山部地区处理岩石斜坡,或者是湿陷性的黄土;通过使用换填法可以很好的减低冬季冰冻使得突然爆裂的情况。
4.6 土工合成材料法
土工合成材料法具备过滤、防渗、隔离、固定、排水以及保护等作用,合成材料是将人工合成的分子聚合物作用在土壤或者是岩石结构中,起到保护性作用。合成材料再放到软土内部与软土结合后形成复合土壤,由于土壤具有一定的抗剪拉的特征,在软土层内部形成抗拉结构与土壤进行摩擦从而产生作用力,抑制上下软土或者是横向软土的变形,从而使得土侧的压力增加保护了土体结构的完整性,最终提供了土壤的抗剪强度。
结束语
市政道路工程作为民生基础建设,在为市民提供生活便利的同时,能够有效美化城市面貌,在现代化建设中具有很高的地位。而软土地基是影响其工程质量的主要因素,有效处理软土地基的不利影响至关重要,在实际施工中,解决好软土地基问题,是发挥市政道路工程社会和经济效益的有效手段。
参考文献
[1]孙俊峰.软基加固技术在市政道路施工中的应用分析[J].工程技术研究,2018(9):81-82.
[2]陈定宝.市政道路施工的软基加固技术探析[J].住宅与房地产,2018(21):207.
论文作者:卢彦辉
论文发表刊物:《城镇建设》2019年11期
论文发表时间:2019/8/26
标签:土地论文; 土层论文; 市政道路论文; 沟槽论文; 地基论文; 过程中论文; 路基论文; 《城镇建设》2019年11期论文;