探析道路设计中软基处理方法的应用
2014-10-21潘湘元
潘湘元
【摘要】随着我国经济的快速发展,交通运输行业也进入了飞速发展的阶段。而与交通运输行业息息相关的就是其中的交通道路状况了。在交通道路设计过程当中,经常会遇到一些软土地基的问题,如果不能将这些软土地基处理好,就很有可能对道路工程的整体施工质量造成严重的影响,进而就会直接威胁到车主的人身安全。因此,加强道路设计中软土地基处理管理,对于交通运输行业有着十分重要的意义。文章重点介绍了几种常用的软基处理方法及其在道路设计中的应用。
【关键词】道路设计;软基处理方法;应用
前 言
随着国民经济的快速发展,我国交通道路的建设规模也越来越大。在建设过程当中,影响交通道路的因素主要是路基软土的问题,它直接影响着工程项目的施工进度、施工质量等方面。因此,加强路基软土处理对于交通道路的建设有着十分重要的意义。本文就道路设计当中软基处理方法的应用进行一定的探讨,希望对交通道路建设行业有一定的参考作用。
1.软土地基的相关理论
软土地基包括杂填土、冲填土、淤泥质土、高压缩性土等。是指滨海、湖沼、湿地、河滩等沉积的天然含水量高、孔隙大、压缩性强、抗剪强度能力低的细粒土,是交通道路设计过程当中经常会遇到的问题。软土地基的主要特点有透水性差、含水量大、孔隙大、固结系数小、固结时间长、各土层物理力学性质相差大、抗压强度能力差等。
1.1软土地基处理的目的及标准
交通道路建设过程当中,处理软土地基的目的是为了保证道路路基的强度和稳定性能符合相关要求,能够满足道路设计当中道路路基变形的规范。对于道路的整体工程而言,软基处理的关键问题主要是沉降控制,因为对于新软基上的路堤,加宽的路堤变形控制有很高的要求,不仅要控制好总沉降量和工后沉降,还要将工后差异沉降控制在一定范围内。原有路基和扩宽路基的拱横坡度的工后增大值不能大于0.5﹪。从工程使用的角度看,工后差异沉降的要满足路面结构的使用功能,确保路面车辆能安全、稳、舒适的行驶,同时路面的排水要通畅。
1.2道路设计中软基处理的基本原则
基于软土的物理力学性质很差,天然含水量高。对于不同的地区,它的处理方法也不尽相同。因此,设计人员在道路设计中确定软基处理方法时要坚持以下基本原则:设计人员要综合考虑当地的地基条件、施工现场环境,根据公路工程路线的分布状况和地质条件的变化特点,采用动态设计的方法,选择恰当、合理的处理方法。在道路设计过程中,要考虑到施工成本和施工周期的,确保确定的软基处理方法施工工艺有良好的可行性、可靠性、环保性、经济性。
2.选择软基处理方法的考虑因素
2.1土质条件软基处理方法的选用根据不同的地质条件而不同。例如对于砂质地基,由于这种地质的性能相对来说比较好,一般情况下可以当做道路填土地基,当砂性液化现象严重时,可以采用振动固结、砂子加实桩等方法进行处理;对于粘土质土基,几乎所有的软基处理方法都能适用,由于粘土对部分条件反应比较灵敏,如果触动,就会急剧的降低强度。因此,在处理粘土质地基时,要尽量减少对地基扰动;对于泥炭质地基,当泥炭层的含水率超过50%,泥炭层的初期强度比较低,压缩性很大,透水性相对比较大,当一次固结后,会发生沉降现象,可增加强度,为了减少残余沉降的现象,可以采用预压法、反压护道、砂子加实桩等进行稳定处理。因此,软基的处理方法是不能一味的一成不变的,要动态的根据不同的情况而异。
2.2地基构成
当软土层浅薄时,沉降量比较小,滑动破坏危害性小,可以进行简单的表层处理;当软土层比较厚时,要根据处理目的和土质结构,采用合理的方法进行处理;当软土层含有排水层时,且软土层的厚度在3m-4m时,可以缩短固结排水距离,这样可以加速沉降,充分获得固结产生的附加强度,这时就不需要采用砂子加实桩,仅仅进行表层处理或者填土预压处理。
3.道路软基处理方法
3.1PTC桩复合地基
目前,我国生产的预应力管桩根据混凝土强度等级可以分为预应力混凝土薄壁管桩(PTC )、预应力高强混凝土管桩( PHC)、预应力混凝土管桩(PC)等几种情况。而预制混凝土桩基具有装材质量好、施工简单、施工现场环境好、工程地质适应性强等一系列的特点,预应力管桩的造价比水泥土桩造价要高,承载力强。因此,在道路设计过程中,可以考虑桩土共同工作和疏化桩距的方法来进行复合地基的设计。
3.2道路软基浅层处理方法
道路软基浅层处理方法有很多是需要根据实际的地质情况来进行不同的选用的。例如在道路设计中,当遇到土质比较好,但土层含水量比较大的软土地基时,可以采用表层排水法,表层排水法是指在填土前,在地面开挖沟槽,将地表水排除,从而降低地基表层的含水量;当地表土层为砂土或者亚粘土时,可以采用表层压实的方法进行处理,如果地表土层的含水率比较大,可以采用晒晾、搅拌石灰等方法进行预压处理和分层压实处理;当软土距离地面不深并且厚度比较薄的时候,可以采用砂垫层法进行处理,在软土地基上垫一层0.5m-1.2m厚的砂垫层,从而加强排水,加固地基,垫层的材料要根据实际情况确定;当表层为粘性土时,可以采用添加剂法进行处理,在粘性土中加入适量的添加剂,能有效地改善地基的压缩性能,提高地基的强度,常使用的添加剂有水泥、生石灰、熟石灰等。
3.3道路软基深层处理方法
在道路软基深层处理方法当中,例如常用的道路软基深层处理方法有抛石挤淤法、排水固结法、水泥粉煤灰碎石樁等,各种方法需要根据不同的情况进行适当的选用。其中抛石挤淤法适用于常年积水的洼地,地基排水施工不方便,表土呈流动,厚度小的石块能沉到底部,一般情况下,采用该方法进行地基处理时,需要花比较长的时间对沉降稳定进行观察。排水固结法能加速软土的固化,减小地基孔隙的排水距离、改变地基原有排水边界条件,排水固结法的排水系统是由竖向排水体结构和水平砂垫层组成 水泥粉煤灰碎石桩是采用水泥、粉煤灰、碎石等材料混合制成的,特别适合处理粉土、粘性土、砂土及自重固结填土地基的处理。
3.4双向水泥搅拌桩处理路基
在处理路基时候,双向水泥搅拌桩是利用水泥、石灰等材料当做固化剂,利用特质的双向搅拌机在地基深处,对软土和固化剂进行搅拌,固化剂和软土之间会发生一系列物理反应和化学反应生成水稳定性强、整体性比较强,和其他软基处理方法相比较,水泥搅拌桩不仅能降低地基沉降,提高软土地基的承载能力,还能提高施工效率,缩短施工工期,加上双向水泥搅拌桩的造价比较低。因此,在道路软土地基处理当也是经常会用到的。
总结
通过上述,在交通道路建设过程当中软土地基问题对道路工程施工有很大的影响。因此,加强道路设计当中软基处理有十分重要的意义。目前在道路设计中,软基处理的方法有很多种,并且各种方法都有各自不同的特点。在实际施工处理中,建设方和施工方要根据当地各方面的实际情况,选择技术可靠、安全经济的软基处理方法,不能一成不变的只简单的选用一些静态方法,要动态的进行整体考虑,从而为道路工程的施工质量提供强有力的保障。
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