市政道路施工中软基加固技术分析
2014-12-25唐步峰
唐步峰
摘 要:随着经济的快速发展,我国的道路建设规模越来越大,在进行市政道路建设过程中,路基软土的问题已经成为影响施工进度、施工质量的主要因素,因此,加强道路施工软基加固技术和处理有十分重要的意义。
关键词:市政道路;软基加固;技术
中图分类号:TU99文献标识码: A
引言
市政道路施工质量直接影响着城市的市容面貌,也是城市实现长远发展的关键。近几年我国城市化进程不断加快,城市规模也在不断增长,为了满足城市发展要求,政府部门制订了一系列道路工程政策法规。软基加固作为道路施工中非常重要的技术,必须深入研究分析,才能使市政道路质量得到明显提升。
一、市政道路软基施工的相关概述
在道路设计过程中经常会遇到软土地基处理问题,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,软土地基包括杂填土、冲填土、淤泥质土、高压缩性土等。
1、软土地基处理的目的及标准
软土地基的处理目的是为了保证道路路基的强度和稳定性能达到相关要求,并且满足道路路基变形的要求。对于道路扩宽工程,软基处理的关键问题是沉降控制,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、平稳、舒适的行驶,同时路面的排水要通畅。
2、道路设计中软基处理的基本原则
设计人员要综合考虑当地的地基条件、施工现场环境,根据道路工程旱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。
二、市政道路施工中软基加固技术分析
1、粉煤灰碎石桩技术
目前我国大多数市政道路施工阶段都需要采用软基加固技术,而最常见的软基加固技术是粉煤灰碎石桩技术,该技术效果优异,在我国各大城市进行市政施工时都有应用,加固技术较为成熟。粉煤灰碎石桩技术的加固原理为:将水泥、粉煤灰、碎石、石屑进行混合,在掺混均匀后注入等比例水进行搅拌,搅拌均匀后可以混合准备好的材料,凝固后形成高粘度桩体结构。在凝固后的高粘度桩体结构通过检验后,可以将其与软土路基掺混,仔细的掺混之后可以形成复合垫层。复合垫层可以在多个方面上满足市政道路施工要求,而且对道路工程软土路基稳定性提高也有很大的帮助。粉煤灰碎石桩技术在市政道路施工过程中具有较大优势,具体优势为:施工流动性较大、强度比高于传统施工方案、经济效益优秀,可以在不影响道路施工质量的前提下节约原材料,而且其污染性较低,可以防止施工环境遭到破坏。但是粉煤灰碎石桩技术仍然存在一些缺陷,其主要缺陷就是泵管容易堵塞,一旦泵管堵塞就会导致施工停止,严重影响施工周期,而且如果管道压力过大,就会导致泵管爆裂。为了保证采取粉煤灰碎石桩技术不会影响施工周期,必须在施工前根据实际施工条件决定是否使用粉煤灰碎石桩技术。
2、强夯加固技术
采取强夯法作为市政道路加固技术,也是城市道路建设过程中常用的加固技术,其应用范围十分广泛。强夯法加固与动力加固技术是相同的技术,其主要技术施工方案就是通过机械设备实现软基加固。该方法的主要优势就在于:软基加固最终效果要优于其他软基加固技术;强夯法在各类应用区域都属于效果优异的加固方法;强夯法可以有效降低软基加固成本,而且施工工艺简单,可以在保证道路施工质量的前提下,使施工质量得到有效降低。强夯法软基加固技术采取机械设备碾压软土,反复碾压后可以使软土原始结构破坏,最终使软土强度得到极大的增强。采取强夯法作为软基加固技术,非常适用于工期较短而且施工面积较大的施工区域。
3、现浇混凝土管桩技术
现浇混凝土管桩技术是近几年在市政道路施工过程中发明的新型加固技术,与其他软基加固技术相比,现浇混凝土管桩技术更能满足城市化建设需要。现浇混凝土管桩技术的优势包括:采用振动沉膜壁防渗墙技术,而且还使用了预应力混凝土与振动沉管桩等多种新型技术,现浇混凝土管桩技术的施工工艺简单,可以有效缩短施工周期,对道路施工质量控制更加方便,可以有效提高市政道路施工质量。
4、水泥搅拌桩技术
水泥搅拌桩技术与其他软基加固技术相比,施工特点十分独特。水泥搅拌桩技术主要负责饱和软土路基加固,通过水泥的固化效果,使软土路基承载力得到有效提高。施工过程需要将水泥放入特定设备中,在充分搅拌后,将其灌入软土中,两者产生反应后可以使软土路基凝固。水泥搅拌桩技术的主要步骤为:第一步,详细计算与检验搅拌桩所在位置,在详细认真的调试后,使搅拌机可以处在最为理想的位置上。第二步在水泥搅拌过程中,搅拌机还需要将已经搅拌完成的水泥浆液存储在集料斗,同时继续搅拌没有混合完全的水泥浆液。水泥搅拌桩技术与其他加固技术相比,施工工艺较为复杂,对施工人员的专业要求较高,所以在我国市政道路施工阶段并没有广泛应用。
三、市政道路施工中软基处理的方法探讨
1、PTC桩复合地基
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特点,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。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。
2、道路软基浅层处理方法
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、道路软基深层处理方法
常用的道路软基深层处理方法有抛石挤淤法、排水固结法、水泥粉煤灰碎石桩等,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。
4、双向水泥搅拌桩处理路基
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中有十分广泛的应用。
结束语
市政道路有多种软基处理方法,每种方法都有独特的优势与效果,而且施工难度也有很大不同。在选择加固技术时,需要根据实际施工环境决定研究方案,并且需要结合地基性状、道路施工标准、周边环境影响等因素,选择适合工程条件的方案,尽量选择经济效益最高的方案。
参考文献
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