市政道路施工中软土地基施工处理探析论文_ 于佳伟

市政道路施工中软土地基施工处理探析论文_ 于佳伟

摘要:市政道路是一个城市繁荣发展的基础,从大的范畴讲,城市道路的建设完善,大大促进城市经济的发展速度;从小的方面讲,市政道路的建设完善,关乎着人民出行速度,对人们出门办事的效率影响很大,也是城市经济发展的一项重要影响指标。但是道路施工常常会因为各种不良地质条件的限制,地基处理会遇到各种各样的难题。

关键词:软土地基;市政道路;施工处理

随着近年来我国经济的高速发展,城市化水平也在不断提高。而市政道路作为城市基础设施之一,也随着城市化的发展,进入了规划设计、施工准备阶段。市政道路是一个城市繁荣发展的基础,从大的范畴讲,城市道路的建设完善,大大促进城市经济的发展速度;从小的方面讲,市政道路的建设完善,关乎着人民出行速度,对人们出门办事的效率影响很大,也是城市经济发展的一项重要影响指标。但是道路施工常常会因为各种不良地质条件的限制,地基处理会遇到各种各样的难题。在我国,特别是南方地区,容易遇到软土地基,软土是一种特殊的地质形态构造,是指土质较软,如果不对其进行特殊的处理。直接在上面修建市政道路的话,会引起新建市政道路的不均匀沉降,影响市政道路的使用寿命。为此,工程师们对软土地基根据其特性和自身丰富的施工经验,做了非常详细的研究,提出了切实有效的处理措施。

一、软土地基的概念

广义上讲,软土地基现在已经发展成了一种泛称,是指各种各样不适宜做路基的不良地质条件的集合,这种不良地质条件不适合直接作为道路地基来使用,一般要进行处理才能作为市政道路的基础,它一般包含以下几种类型:

1、软土:狭义的软土指淤泥和淤泥质土,这两种土是常年在水中沉积形成的,经过水的沉淀等各种作用力影响,软土孔隙率大、含水量高,它的抗剪强度低,抗压系数高,渗透系数小。直接将软土作为地基,在上面修建市政道路的话,它的承载力将远远无法达到要求,地基会产生下陷变形,短时间内很难快速恢复,而且变形后不容易稳定,花费的时间较长,有些特殊情况下,市政道路不得已修建在很深的软土地基上,这时候设计时就要充分计算好上面覆土层的厚度,深层的软土不能作为持力层,不仅如此,其他方向的作用力也要充分考虑,同时要考虑市政道路周边的地质条件等因素,详细分析规划后,才能开展施工。

2、冲填土:冲填土类似于淤泥质软土,它也是软土的另外一种表现形式,和淤泥质软土的区别在于,是被河流、海洋等动态水冲积而形成,河道清淤时,挖泥船将大量的河底淤泥散落到空气中,吹到河岸上形成的沉积土壤,冲填土一般都是粘性土,也包括粗颗粒的卵石、河沙等,这种土一般含有大量的水分,粘性土水分无法轻易排出,它的特点和淤泥质土类似,表现为强度低、不易固结、压缩性高,市政道路也不能直接以冲填土作为路基,修建道路在上面。

3、杂填土:又叫垃圾土,它是由人为造成的一种土的类型,没有固定的特点,它是生活中各种垃圾组成的,比如灰尘、建筑垃圾、工业废料以及生活垃圾等等不规则的物品,堆积在一起行程的。它的特点是没有固定的形态和特质,结构松散,强度低,极不均匀,并且遇到水会发生形态改变。

二、软土地基的施工措施

软土作为一种地质构造,会在某一区域大范围的存在,城市规划中道路往往无法完全避免经过软土地基,一旦改道,会影响城市的整体规划,对周边居民的出行带来困难,如果城市市政道路规划不当,会造成巨大的经济损失,这种情况下就要考虑一定的施工措施来保证软土地基的稳固性。

1、表层排水法:就是将原土表面的水分大量排出,压实地基,进而使地基满足要求,但是这种方法具有一定的局限性,一般只能用于含水量较大的软土地基处理,而且施工过程中,要对地基土进行取样分析,确认土的含水量是引起土质变软的主要原因,否则排水法很难达到要求。

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表层排水法施工步骤为:在地基的施工前挖好沟槽,然后开始填土,使软土中的水沿着沟槽流出施工区域,通过这种方法,能有效降低土壤中的含水量,不用挖除原有软土,简化程序,确保工期满足计划要求。

2、砂垫层法:在原有软土地基上铺设进行一层砂垫层,提高原地基的密实度,这种方法的适用范围是软土地基土层较薄,软土地基含水量高,一旦地基软土层较厚,砂垫层铺设法会影响路基位置及高度,给施工带来困难,砂垫层厚度的确定,要注意和地基施工的实际情况相结合,同时要注意合理区间的选择,选择砂垫层的优点在于它具有良好的透水性,利于填土内排水的顺利排出。砂垫层铺设时,通过推土机和自卸汽车的配合施工,使砂垫层能达到要求的密实度和均匀性。

3、敷设材料法:当道路地基软土土质结构并不是很均匀的时候,可以通过增垫材料或敷设材料的方式来解决这一问题,如果不对其进行有效处理,直接在上面修建市政道路的话,很有可能在地基承载力较高时出现局部的沉降,甚至会导致市政道路地基侧向变形。因此,将抗拉强度及抗剪强度较高的材料敷设在不均匀性软土层上,可以提升整个地基土层的支撑能力,进而确保顺利施工及工程的质量。

4、置换法:又叫挖除回填法,是将软土地基中的软弱土层全部清理挖除出来,用碎石、砂等优质土来换填,这种情况能够有效根除软土地基的弊端,但是造价较高、施工程序相对繁琐。置换法一般也有两种方案,一种是强制置换,一种是人工挖掘。一般来说,人工挖掘要比强制置换的效果好很多。通常置换材料一般选择粗颗粒的碎石、砂等优质土,用这种方法处理的软土地基效果良好,就算路基遇到水浸等不良自然因素,也不会发生不均匀沉降、下陷等情况,这种方法施工中要特别注意:粗颗土在换填时,一定要保证碾压密实。

5、强夯法:强夯法具有成本低、施工简单等优势,通过这种方式能够提升软土地基密实度、平整度。具体施工中,往往采用吊装机械吊起重锤,在重锤的自由落体运动下,给软土地基一个较大的冲击力,对软土进行有效的压缩,保证地基土层能够加密,提升地基土层的强度、硬度。在市政道路施工中,对于强夯法的运用十分广泛,但这一软基处理方法也存在一定的限制性,在砂土、碎石土、湿陷性黄土、粘性土条件下较为适用,而如果地基土壤含水量较大,则不适用采用强夯法,在夯击下会让水体渗入土体中,反而会引起不良效果。在适用强夯法施工中,需要对软土地基是否含有大量水分,若水分较多则需要先进行排水;之后根据工程情况,设计夯击力度、夯击次数,同时控制重锤高度,满足市政工程施工需求。

6、水泥粉煤灰碎石桩加固技术:该项技术具有加强的功能性,但施工复杂,成本也相对较高。具体施工中,是采用粉煤灰、水泥、碎石等原材料拌合,在施工点钻孔,将拌合料灌入钻号的孔中,拌合料会沿着孔洞间隙进行流动,起到良好的填充效果。待拌合料凝固后,会形成碎石桩,但必须注重清孔,避免孔内杂物影响拌合料的流动性。当然,拌合料配置中,需要能够设计好碎石、粉煤灰、水泥原料的比例;在开孔过程中一般选择螺旋钻孔方式,避免对市政道路整体稳定性造成干扰。

三、结语

软土地基不适合作为市政道路的地基,但是现实情况中,由于道路规划或者城市建设的各种各样的原因,不得不将其作为地基,施工时要对其进行有效处理。如果处理不到位的话,市政道路的施工质量就会不合格,道路的承载力就不能满足要求,一旦有不良因素出现的时候,市政道路就会发生塌陷、变形,所以,在工程实际施工中,要尽量避免出现类似的情况。

参考文献:

[1] 余丹丹著,中国水利水电出版社出版,《道路与桥梁工程施工技术》.2011年

[2] 孔纲强、王保田著,清华大学出版社出版,《路基工程》.2013年

论文作者: 于佳伟

论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷第20期

论文发表时间:2020/1/16

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