摘要:软土路基施工技术是保证道路路基质量的关健技术,近几年公路与城市道路的施工过程中,成功采用了一些软土路基的有效处理方法,在道路的使用寿命期内有效的保证了道路的使用功能。本文结合实践中对软土路基处理的经验、对软土路基处理方法及工程应用进行了探讨分析,得出一些切实可行、经济合理的处理措施。
关键词:城市道路;软土路基;处理措施;施工
路基是路面的基础,行驶在路面的车辆把荷载通过路面传给路基,如果路基机构整体或某一组成部分的强度或抗变形能力不足以抵抗这些应力、应变及位移,则路面会出现断裂,随着城市道路的不断建设以及技术水平的不断提高,路基越来越发挥着不可替代的作用,因此必须确保路基的施工质量,尤其要处理好软土路基。在城市道路工程中经常会遇到软土地基,地基中常见的软土,一般是指处于软塑或者流塑状态下的粘性土,天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低,并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质,工程地质条件较差。因此,对软土路基的处理必须提出切实可行的技术措施。
一、软土路基施工处理原理
通常情况下,土中矿物都具有不同程度的亲水性,水的浸入使土体与水发生强烈的相互作用,致使土粒周围的结合水膜加厚。水的存在又起到润滑作用,降低了土粒之间的内摩阻力。大量水浸入土体使土体离散,形成湿坍和水化现象,降低了土体的稳定性。影响土体稳定性的因素主要有分散度、土的成分、土中天然胶质的性质以及土体的密实性。土体的密实度越大,则孔隙率越小,水不易浸入土体,因而水稳定性较好。从土体的特性可知,含水量和密实度对于土体的强度、稳定性影响较大,也是加固处理的关键。加固土的方法有机械方法、物理方法、外加剂法、热处理、电化学方法等。加固土时所出现的各种作用过程是非常复杂和多种多样的,视土的性质和结合料的种类不同而异。一般说来只有产生化学过程和物理化学过程才能使土体的强度和稳定性得以彻底的改善。而物理过程则是加速并保证化学过程和物理化学过程的充分发生。
二、软土路基施工中存在的主要问题
1、软土路基在路堤填筑施工过程中和路堤填土完成后,地基都要产生较大的沉降和剩余沉降,如何控制剩余沉降达到设计标准;如何确定路基的预留高度以保证路面达到设计标高;如何进行沉降控制,以尽保证不同构造物接头的平顺,减少跳车现象。
2、由于软土强度低、固结慢,软土路基在路堤土施工过程中容易造成地基失稳。在施工中如何控制填土速率,以确保地基稳定,而又不影响工程的进度和质量。
三、城市道路软土路基原因及处理措施
(一)软土路基成因分析
1、软土路基由于其天然含水量高,孔隙比大,多呈软塑或半流塑状态,天然含水量常达到70%,甚至更高。透水性差,在加载初期,地基中空隙水压力较高,影响路基强度,施工中表现为压实困难、不便行车和施工作业。由于其空隙比较大,土颗粒间结构不稳定,具有压缩性等特点。
2、在施工过程中填筑完成后,软土路基在路堤的自重作用下也会产生沉降,这种沉降将在很长的时间内持续发展,大大超过一般路堤的沉降量。严重是在靠近填土部位的挡土墙、边沟排水设施也会受到沉降或水平移动的影响。即使完成路面工程后,还可能继续产生沉降,引起路面结构的破坏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
(二)处理措施
随着近些年城市化进程的不断深入和发展,对于城市道路路基的处理有了新发展和变化,其中软土又包含了更多层次的内容,主要是由于人为而产生的人工填土,就包括杂填土,是人类活动形成的无规则堆积物,成份比较复杂,且大多数情况下比较疏松和不均匀,因而对软土路基的处理方法提出了更高的要求。
1、换填垫层法
换填法就是将基础底面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去,然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗浸蚀性,抗剪强度较高、压缩性较小的砂、碎石、卵石、素土、灰土、粉煤灰、矿渣等材料以及土工合成材料分层填筑、并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动,使之达到要求的密实度,成为良好的人工地基,此方法适用于各种软土路基。
2、挤淤置换法
挤淤置换法是依靠换填材料的自重以及借助于其他外力,使软弱层遭受破坏后被强制挤出而进行的换填处理。换填的宽度、深度以及换填材料,可根据计算确定,但换填深度除考虑沉降和滑移稳定以外,还应置换到使地基承载力大于换填体荷载所需的深度。根据目前工程实践,挤淤置换地基适用于厚度在10m以内的流动性大,基本无硬壳层的大面积流塑状淤泥地基处理。
3、强夯置换法
强夯置换法适用于处理高饱和度的粉土与软塑一流塑的黏性土等路基,这种方法是将夯锤提到高处使其自由落下形成夯坑,并不断夯击坑内回填的砂石等粗颗粒材料,使其形成连续的密实的强夯置换墩与周围棍有砂石的夯间土形成复合地基,经强夯置换法处理的地基,即提高了地基承载力,减小沉降,又改善了排水条件,有利于软土的固结。
4、气泡混合轻质材料填土法
气泡轻质士就是在原料土中按照一定的比例添加固化剂、水和气泡,经充分混合搅拌后倾成的轻型填土材料。气泡混合轻质材料的容重为5-12kN/m3,具有较好的强度和压缩性能,用作路堤填料可有效减小作用在地基上的荷载,也可减小作用在挡土结构上的侧向压力。主要优点为可大幅度地降低填土荷载,减少软基的附加应力,抑制软基的沉降和侧移,提高路堤的稳定性;可简化甚至取消软基处理,简化软堪路堤中地下结构物的结构设计;施工工期短。这种方法属于置换法的一种,为软基处理提供了新的技术。
5、加筋土垫层法
路堤中的土工材料加筋通常指土工织物、土工格栅、袋装砂井的加筋作用,近些年在城市道路的建设工程中广泛应用,以增强路堤在快速填筑过程的稳定,缩短下期。在软基土筑堤,通过在堤底铺设水平向加筋垫层,以保持完整连续,改善浅部的应力场和位移场,均化应力分布,进而通过改变地基土体破坏形式来增加低级的承载能力。大最实践表明,由土工布、土工格栅构成的水平向加筋体的主要功能在于降低路堤坡脚出的应力集中现象,隔离上下土体,有效地防正从路堤坡脚处开始的渐进性破坏,进而提高路堤的稳定性,它能在一定程度上调整不均匀沉降,可适用于各种软上地基。
四、结束语
在城市道路路基的设计中,很多软土路基处理方案不能满足工程要求而出现较大的调整,或者造成较大的浪费。所以为减少软土路基造成的损失,必须因地制宜,结合工程的实际情况,标本兼治,不断应用新技术、新工艺、新材料,在工程施工中严格遵守规程,控制好填筑材料的质量、级配及填筑速度,综合选择简单的合理有效的路基处理措施,必要时可多种处理措施综合使用,并通过实际工程经验总结出经济合理效果最为明显的措施,同时还应考虑其施工的方便性、可行性及经济性,以免造成不必要的浪费和损失。
参考文献:
[1]李瑞.软土地基处理施工技术[J].山西建筑,2007,33(13).
[2]孙跃文.公路软土路基处治方法探究[J].科技创新导报,2008(8).
[3]王乐辉;;路桥过渡段软基路基路面的结构设计与施工[J];建材与装饰(中旬刊);2008年07期
[4]赵利刚;;浅析路桥施工过程产生的问题及其处理方案[J];黑龙江科技信息;2010年04期
论文作者:覃彦轶
论文发表刊物:《基层建设》2016年8期
论文发表时间:2016/7/14
标签:土路论文; 路堤论文; 路基论文; 地基论文; 方法论文; 路面论文; 强度论文; 《基层建设》2016年8期论文;