许炜华
中恩工程技术有限公司 广东省广州市 510640
摘要:道路之于路基相当房屋之于基础,路基对于道路的重要程度不言而喻。而我国幅员辽阔,且地域间地质差异大,道路建设区域经常存在软土地质,为满足软弱地基承载强度就必须采取相适应的软土加固技术,进而保障道路施工的稳定性、安全性。因此,在实际施工中,施工单位应当充分理解各种软基加固技术的特点,选取与现场地质相符的加固施工方案,以提升道路工程项目设计的安全性,促进道路施工产业的发展。本文整理了我国软弱地基的通常特点,提出了现今常用的一些软基加固技术,并分析了每种方法的机理及适用范围。
关键词:软基加固;施工技术;市政道路
1我国软弱地基的通常特点
1.1高压缩性和低抗剪强度
软土地基,指在路面结构层深度范围内的地质构成中含有软土层的地基。软土层孔隙率大,压实度低,且土粒间黏结力低而几乎不具备抗剪能力,因此在地基建设过程中承受较大外力荷载时会体现出很高的压缩性并出现局部土方的侧向滑移,轻则导致路基承载力降低,重则引发道路坍塌等安全问题。
1.2流变性和触变性较强
市政道路修建完成后,地基便开始提供其路用性能,随着漫长服役期的持续,在长期承受的自重和外部荷载的作用下会逐渐产生一定的变形;而如若设计或施工阶段采用的软基处理方式不当,藉由软土自身的高流变性及触变性特点,将加速软基变形甚至松动,进而导致一系列的安全质量问题。
1.3高含水率及大孔隙率
黏土和粉土作为软土的主要成分,其表面的负电荷能够吸附空气中游离的水分子,致使软土含水率较高,相对的孔隙率也大,致使土间接触面积小,整体性能大为降低。
2常用的道路软基加固技术的机理、特点及适用范围
2.1换填+抛石挤淤联合处治法
抛石挤淤,即向淤泥中抛掷石块,石块自身重力远远大于淤泥而将沉底,反之淤泥土则浮出表层,再用机械清理表层淤泥,以此提高地基承载性能。
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对于大面积软基工程段而言,全面开挖换填无论从经济还是效率上均显不妥。对于仅部分地段含有淤泥土层软基,可用抛石挤淤有针对性的进行地基加固,而其余非淤泥地质段则采用换填法处理。且抛填用的碎石材料能够就地取材,还能大大减少弃方,节约成本。而数据显示经此法处理加固的路基一般均能满足工后沉降的要求,较之于全部换填而言显然在节约经济成本,提高工程施工效率方面更占优势。
2.2现浇预应力混凝土大直径管桩(PCC)施工技术
现浇预应力混凝土大直径管桩(PCC)施工技术是一种创新结合技术,作为目前被广泛采取的加固技术之一,综合考虑了振动沉管桩技术和振动沉模壁防渗墙技术的优劣,扬长避短。此法是向植入的钢筋笼管桩内灌注混凝土,待混凝土固结达到规定强度之后再在桩顶铺上砂石及土工格栅,藉此使得管桩在具备足够自身强度的同时也与外部土体有良好的粘结性,进而大大的加强整个软基受力的整体性。
该法的施工便利性、高效性、经济性使得其获得了良好的发展,但对于材料的选择却提出了一大难题,一旦选材出现漏洞,对软基加固效果的影响将是致命的。
2.3粉煤灰碎石加固技术
粉煤灰碎石加固技术,顾名思义,是采用粉煤灰和碎石等一些工程废料对软基的一种补强手段。造价低廉,技术应用方便,且在一定程度上能满足一般路基的承载力要求。
由于粉煤灰及碎石等材料容易引发堵管现象,且无法提供长期的强度支持,因此只适用于无管线或管线稀少路段,以及为满足分期施工而修筑的短期通行路段。
2.4强夯法加固技术
强夯法加固技术是市政道路软基加固技术中最初的工艺技术。利用近百吨的重锤在高空作自由落体的强大动量冲击对软土进行夯实,使软土层在强制压密下实现压缩性的减少而提高强度。
强夯法材料成本低但费时长,权衡人材机的综合成本以及施工工期的考量,一般只用于小范围软基加固。且该法只适用成分构成为粗颗粒土、回填土等低饱和土的软土地基,如若软基本身由饱和土质构成则该法并不适用。
2.5土木合成材料加固技术
土工合成材料加固技术是运用一些新型的土工合成材料摊铺于软土层间,增强土体的整体受力性能;同时由于增加了受力面积,也使得单位面积土体受压减少,从而提高了地基承载强度。
该法的关键在于所用的材料,近年来各种创新科技材料企业如雨后春笋蓬勃发展,也为此加固技术提供了更多的材料选取空间,因应地形选择相符的材料将使得加固效果更为显著。但是也正因为此法对于材料要求的严苛性,对于土体构造变化复杂的实际工程现场很难用单一的材料满足复杂的地质要求,这对土工加固材料的进一步发展提出了挑战。也正因此,现阶段为止土工合成材料加固软基只作为软基加固的辅助手段,需要配合其它加固方式联合使用。
2.6排水固结法
排水固结法是项目进场前对场地进行堆载预压,藉由排水板等竖向排水体将土内孔隙水引出,提前完成软土地基的固结沉降而形成足够地基承载能力的一种方法。所采用的堆载预压重力一般等同或者略大于土体自身重力,相当于人为提前地向地基提供一个土体自重的预压力加速完成土体的自然沉降。
该法适用于土体含水率高的软弱地质,成本低廉;但因费时较长且堆载物会长期占用工程段空间,而一般用于现状无交通压力的路段。
结论
综上,在市政道路建设中,软土地基处理是极为关键的一步,好比建房最首要的是具备一个稳固的地基,道路建设亦需要一个具备优秀承载性能的地基作为首要前提。而要保证软弱地质的地基能达到要求,软基加固技术不可或缺,但更为重要的当是采用科学合理、因地制宜的加固技术,严谨勘察地质状况,严格把控加固流程,严肃施工人员工作态度,在采用科学方法的同时对施工保质保量,方能对安全隐患防患于未然,使得市政道路建设在迈向尽善尽美的道路上更进一步。
参考文献:
[1]乔晓敏.软基加固技术在市政道路施工中的应用[J].绿色环保建材,2017(2):70.
[2]姚润霞.市政道路施工中软基加固技术的应用[J].低碳世界,2017(6):
217-218.
论文作者:许炜华
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/4
标签:地基论文; 技术论文; 材料论文; 道路论文; 地质论文; 淤泥论文; 土层论文; 《防护工程》2018年第34期论文;