浅谈市政道路软土路基的处理方法

2014-04-21 00:36洪韬陈永国
城市建设理论研究 2014年11期
关键词:软土路基市政道路施工技术

洪韬 陈永国

摘要:软基处理是道路工程建设的重点和难点。在道路施工之前,应该针对施工要求和软土特性找到合适的处理方法,提出并实施软基处理的具体施工技术,为市政道路工程建设的顺利进行打下坚实基础。只有集结所有建设者的智慧,汇集所有建设者的努力,中国的市政建设事业才会逐步完善,并一步步走向辉煌。本文分析了市政道路施工过程中道路软基施工遇到的主要技术问题,阐述了对道路软基处理的常用方法以及软土基路堤填筑的关键工序,并对这些方法进行评价。

关键词:市政道路;软土路基;施工技术

中图分类号:TU99文献标识码: A

引言:随着经济的不断发展,城市化水平也在不断提高,城市道路路网也在不断的完善,同时,城市道路也在进行不断的改建,很多的道路也在进行大规模维修,在城市道路改建过程中,对软土地基进行处理的时候遇到的问题就成为了人们关注的重点。在城市道路建设中,软土地基对城市道路带来的危害非常大,因此,对其要进行科学有效处理。对软土地基的特点进行了解,能够找到软土地基的处理方法,同时也能在实际的工程中进行应用,同时也能在进行软土地基设计的时候提供必要的依据。

一、软土及软土路基变形特点

软土地基通常含水量是非常高的,土壤的空隙非常大,因此在压缩性方面非常高,同时因为土壤的含水量非常高,土壤的透水性也非常差,导致土层的分布情况非常复杂,在物理力学性质方面差距也非常大。软土地基非常容易出现变形特点,在变形方面变形量大,主要是因为土壤在压缩稳定方面所需要的时间长,这使得侧向变形情况比较严重。软土地基土壤自身的含水量大,这使得水分不会轻易出现自流的情况,同时在透水性方面也非常低,在饱和作用下,水不能很好的排出,导致土壤处理方面要面临的问题非常多。

二、道路软基施工遇到的主要技术问题

在市政道路工程建设中,有时会需要在由淤泥和淤泥质土构成的软土上进行道路工程施工建设。软土具有高含水量、高孔隙性和高压缩比等特点,软土地基及其不稳定且易变形。因此,在施工时需要高度重视严格控制。如果软基处理不当或者不能达到相关技术标准,不但会延误工程实施的进度,还会直接影响工程质量,甚至为道路建成之后的保养和维护埋下隐患。依据对软基施工过程的研究,可以将技术难题划分为如下三个方面:

1、软土路基强度低

为了建设高质量的公路,避免引发行车安全问题,首先要确保路基的强度以及使用期限。然而,天然软土强度普遍较低,在受到挤压或震动之后,土壤强度大幅度降低,极易在路面出现变形和下沉等问题,从而导致道路工程不能满足其基本要求。为了避免这种情况,在软基施工过程中,技术人员会通过软土取样、分析和研究,制定出提高土体密度的施工技术措施,满足道路工程对地基土承载力的要求。

2、边坡软基易受雨水冲刷

在市政道路工程中,需要对边坡路基进行处理,这就需要首先考虑路基的稳定性。这就增加了软土地段的边坡软基处理的难度,需要达到更高的标准。因此,施工技术人员需要采取整体综合性的手段。既要保证边坡路基免受雨水冲刷的损坏,也要考虑道路工程的总体施工效果。

3、控制沉降和剩余沉降难度大

在城市规划的过程中,难免需要对软土地段进行道路工程建设。为了增加软基的硬度和承载力,通常会选择在地基中需要添加硬质土。这种做法虽有成效,但同时也产生了一个客观的技术问题,即如何控制路基的沉降和剩余沉降的比例。因此,技术人员在软土路基的填土过程中,需要对路基的沉降和剩余沉降严格把关,以确保路基建设符合相关工程建设标准。

三、城市道路软土路基处理施工措施

1、针对路基软基的表层处理措施

针对软土路基含水量比较大的情况,土质却比较好的时候可以采用表层排水法进行处理。在道路路基修筑前,要对地表进行沟槽的挖掘,这样能够更好的将地表水进行排除,同时,沟槽在施工中也能发挥盲沟的作用,在操作完成以后可以选用透水性比较好的砂砾进行回填。在进行沟槽布置的时候要对地形和土质情况进行必要分析,这样能够保证排水是非常通畅。在路堤填筑以前,要对沟槽的尺寸进行必要设计,要保证沟槽的排水效果,同时也要保证在进行布置的时候能够更好的促进道路工程的施工。

在软土地基路基层比较厚而且含水量非常高的情况下,可以采用砂垫层法对软土地基进行固结,达到排水的目的。砂垫层能够更好的对地下排水层进行作用,同时也能更好的降低填土内部的水位情况,同时对道路工程的施工机械条件也能进行改善。在进行砂垫的时候通常对砂的粒径也有一定要求,通常选择中砂或者是粗砂来进行施工,在施工的时候要保证很好的级配,这样才能更好的保证填铺的效果。在施工过程中为了更好的保证施工机械能够通过,在使用透水性比较差的粉土时,要采取必要的措施来进行处理。对软土地基还可以进行表层的铺设,通常可以进行一层或者是几层的土工织物,土工织物通常在整体连续性方面非常好,同时在使用方面抗拉强度非常高,耐腐蚀性也非常好,在施工过程中也非常方便。在施工过程中进行路堤的铺垫能够避免出现路基不均匀沉降的情况,同时在施工中能够提高路基的承载能力。在铺垫材料方面通常选用编织土工布或者土工格栅,在软土路基上进行铺设能够更好的起到排水和隔离作用。

软土路基的表层为粘性土时,可以采用在表层粘性土内掺入添加剂,改善地基的压缩性能和强度特性。使用较多的添加剂是生石灰,熟石灰和水泥。这类添加材料可以降低土壤含水量、产生的团聚效应,而且随着时间的推移会发生化学性固结,从而增强土体的稳定性。

2、城市道路软土路基深层处置措施

排水固结法。排水固结法适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基,通过布置垂直排水井,改良地基排水条件,并采用加压抽气抽水渗电等措施,加速土基排水固结以及强度增长,从而达到提高土基承载力,降低沉降的目的。排水固结法一般有堆载预压法,真空预压以及电渗排水法。

水泥搅拌桩加固。水泥搅拌桩加固的基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程,利用机械设备将水泥喷入待处理的道路软土路基内,并不断上下搅拌均匀,促使水泥与土发生水解水化反应并形成凝胶体,最终形成一种稳定的结构整体,从而提高了土体的整体强度,满足路基使用承载力的要求水泥搅拌桩根据施工方法可以分为湿法和干法两种。湿法搅拌桩是利用水泥作为固化剂,通过机械进行持续的深层搅拌,在路基深处将软土和固化剂强力搅拌,形成有足够强度的复合地基。水泥搅拌桩加固分为浆喷法和粉喷法,当土质的天然含水量大于 30%、塑性指数大于 10 时一般采取粉喷法,因为一般情况下相同的搅拌时间内粉喷法比浆喷法处理的软基强度要高,但是浆喷法施工便利,容易控制施工质量。水泥搅拌桩必须根据试验确定的技术参数进行施工,施工应该控制钻机下钻深度、喷粉高程以及停灰面以确保搅拌桩有足够的长度。在喷粉接桩时,需保证喷粉重叠长度大于 lm。搅拌桩施工时。水泥的泵送过程必须连续,固化剂的用量误差应控制在于 1%之内。完成搅拌施工后,将钻头提离地面,开启空压机,清除管道及喷咀中的残余粉体和附着泥土,然后桩机移向下一桩位。

振密挤密法。通过挤密或振动使深层土迷失,砂桩是利用打桩机在松散的砂性土或人工填土中冲击或振动成孔并灌填砂料后形成的桩体。在成桩过程中,由于以周围砂性土产生了挤密作用,或同时产生了挤密或振密作用,从而提高了周围土体的密度,改善了地基的承载性能和整体稳定性,减少了地基的沉降量,消除或部分消除湿陷性或液化性。挤密砂桩最初主要用于挤密砂土地基,随着高效能专用机具的出现,又逐渐用于可液化粉土地基的加固。近年来,通过与预压法联合使用,在软弱粘性土地基上取得了良好的效果,成为一种用途极为广泛的地基处理方法。

四、软土基路堤填筑的关键工序

在对软土地段进行软基处理之后,还需要经过加载处理。逐渐消散超孔隙水压力,降低孔隙比,固结地基,提高软土密度,增强抗剪力。同时,为了防止堆载速率大于软基抗剪力增速,损害路基的整体稳定性,在加载预压时需要逐级处理。即等这一级的沉降趋势稳定后,再施加下一级荷载,促进软土地基的固结和路基的稳定。为了保证填筑路基的稳定,需要采取的措施主要有两种。

1、通过沉降速率控制填筑速率

路基填筑的速率与地基沉降速率应保持一致。在地基条件相同的情况下,填筑速率越大,沉降速率就越大,危险性就越高。因此,用沉降速率控制填筑速率是保证填筑路基是否稳定的关键因素。

2、增设反压护道

增设反压护道指的是抬高原设计护坡的位置,使其达到路堤高度的一半。由于软基的抗剪性弱,因此护道要与路基上方同步施工,形成一个整体,增设反压护道可以使得路基承载力扩散至一个较大的范围。虽然增加了一些土方使用,但对增加施工的连续性、均衡地基受力和缩短工期都有利。此外,考虑到软土地段往往是水位较高的地段。与普遍地段相比,做好排水处理显得尤为重要。因此,加深排水沟、完善排水系统也是增强填筑路基稳定性的有效方法。

在软基路段实施道路工程建设时,需要考虑路基加载所造成的地基沉降,特别是修建通道、涵洞,越接近中线的地方沉降就会越严重。对此,涵洞、通道处的施工方法通常有两种:一是填土预压法,即在挖槽施工之前先进行填土堆载,使地基沉降到位;二是预留沉降量法,即通过计算合理设定有关部位的预留沉降量,同时设置施工缝处理管节接头。在施工过程中严格控制,避免出现沉降导致的错位。

五、结束语

很多的道路工程施工,在软土地基上进行施工,经常会出现整体塌滑的情况,对整个道路工程的结构有很大的影响,同时也会导致工程的安全受到很大影响。在市政道路施工工程中,出现软土地基是无法避免的,软土地基的危害是非常大,为了保证施工的质量,对软土地基要进行必要的处理,这样才能更好的促进城市化水平的提高,同时也能更好的促进经济发展。

参考文献:

[1] 张海勤.蒋小军.浅谈沿海地区软土路基处理的设计与施工[J].城市道桥与防洪,2009.(4).

[2] 魏晨民.如何加强道路工程软土路基处理技术的发展与创新[J].北京大学学报,2004.

[3] 孙涛.石灰粉煤灰改良软土路基施工技术[J].安徽建筑,2005 年 02期.

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