市政道路工程软土路基施工技术探析
2015-10-21王佳政
王佳政
摘要:随着我国城市化进程的不断加快,市政道路建设工程也在逐渐增加。在对市政道路进行建设的过程中,软土地基处理不能满足道路相关技术和质量要求,很容易使路基的稳定性变差,而导致道路变形、沉降等一系列现象发生。所以,为了保证道路的质量,为了确保人民群众的生命财产安全,进行改善软土地基处理具有十分重要的意义。本文分析了了市政道路工程软土路基特点,探讨了市政道路工程中的軟土路基施工技术,以期为我国道路工程建设发展作点贡献。
关键词:市政道路 软土路基 施工技术
道路工程的软基处理是影响到整个道路寿命和经济效益的重要环节,如果其质量无法得到保证,那么就会极大的降低使用寿命,过多的投入维修资金,严重情况下,还可能由于路基所引发的质量问题而导致安全事故出现。所以,市政道路工程的软土路基处理必须要采用科学合理的措施来进行施工,以此来确保软土下的路基工程质量有保障。
一、市政道路工程软土路基特点
1.软土路基具有含水量较高、孔隙比较大的特点。因为软土主要由粘土粒组和粉土粒组组成,并含少量的有机质,在不同地质环境下成絮状结构。当原状软土受到振动或挤压以后,土体絮状结构连接受到破坏,土的强度显著降低,甚至呈流动态。软土扰动后,随着静置时间的延长,其强度会逐步恢复。
2.压缩性高,透水性差。软土的压缩模量Es<4MPa,其压缩性随着液限的增大而增大。软土渗透性小,一般竖向渗透系数在(10-6-10-8cm/s)之间,因此土层在自重或荷载作用下达到完全固结所需要的时间是很长的。
3.抗剪强度很低。软土在荷载的作用下,如果软土路基能够排水固结,软土抗剪强度将产生显著变化。软土排水固结速度越快,则其强度改善效果越明显。
二、市政道路工程软土路基施工技术要点
1.在路基上打砂井。
(1)砂井又称排水砂井,适用于软土层厚度大于5m的路基,普通砂井直径一般为30-40cm,最大的有效处理深度是18m。砂井是利用各种打桩机具或者高压射水、爆破等方法在地基中形成一定规律排列的孔眼,并在这些孔眼中灌入中、粗砂形成砂柱。影响固结速率的主要原因之一是砂井间距,也就是相邻砂井中心之间的距离,砂井间距一般为砂井直径的6-10倍,常为2-4m。砂井长度的确定是由软土层的厚度、荷载大小和工程要求而定的,一般为10-20cm。砂井平面布置形式有正方形和正三角形两种。一般来说,在砂井顶部要铺砂垫层,与各砂井连通,这样可将水排至场地以外。
(2)袋装砂井是深层软弱土的竖向排水体,对于粘性土它的设置能对地基起到置换的作用,同时通过填土预压。形成竖向排水通道,配合砂垫层、堆载预压或超载预压等方法使地下水由单向排水变成三向排水,消散孔隙水,也可有效的防止或消散附加荷载所造成的超孔隙水压力的增高。加快地基固结,加快沉降。
2.表层排水法。在道路路基填筑前,在地表开挖沟槽,排除地表水以降低地基表层的含水量,为了使沟槽在施工中发挥盲沟作用,可以使用透水性良好的砂砾回填。水沟布设应全面考虑地形与土质情况,使排水畅通。水沟断面尺寸一般取宽0.5m,深0.5m-1.0m,路堤填筑前,宜用砂砾回填成盲沟。沟槽的布置沟槽布置要考虑地形与土质,以便于排水畅通,造沟槽尺寸一般取宽0.5m,深0.5-1.0m。路堤填筑之前沟槽内用透水良好的砂砾回填成为盲沟,纵向盲沟沿道路纵向开挖,横向盲沟间距按10-15m布置。若埋设孔管,必须使用过滤材料保护。表层排水法适用于处理软土路基含水量较大,而土质却较好的路基。
3.软土路基施工置换技术。通过多年的实践,对于使用表层处理技术来进行软土路基施工,其施工后的道路耐用性较差,使用频繁,养护达不到要求,致使路基破坏时有发生。为了解决这一问题,施工技术人员通过不断的探索,查阅大量的资料,包括国外道路施工技术的措施等,软土路基施工置换技术便应运而生。这种技术,简单点说就是将施工道路下的软弱土最大量的换做优质土,确保施工地面土地的稳定,减少使用后道路的沉降。但这种方法也存在缺点,就是对地表的破坏程度较大,对环境造成一定影响,还增加了大量的施工成本。除去以上缺点,此施工技术的优点还是很重要的,就是能够充分解决软土路基施工后的沉降问题,确保道路性质稳定,延长使用寿命。这种技术的施工方法一般有两种,一种是通过爆炸技术,将软弱土挤出破坏,一种是采用人工挖掘方法,将软弱土移出。软弱土移出后,强行转制优质的土壤,一般以粗粒土材料居多,这样使得路基的土质得到很好的改善,需要注意的是,在土壤置换的过程中,要将新换的优质土充分压实,以保证最终路基质量,使沉降现象降低。
4.强夯法是将夯锤起吊到的高度。让锤自由下落,路基土在强夯的冲击力和振击力作用下振实、挤密。可提高路基承载力,减少沉降。经夯实后的土体孔隙压缩,同时夯点周围产生的裂隙为孔隙水的出逸提供了方便的通道。有利于土的固结。从而提高了土的承载力。而且夯后路基由建筑物荷载所引起的压缩变形也将大为减小。强夯法适用于河流冲积层、滨海沉淀层黄土、粉土、泥炭、杂填土等各种路基。
三、加固软土路基的措施
1.施工本身角度加快土层排水固结,可选用砂井、砂井预压等方法提高路基承载力。对于黏土中夹有薄砂层或石层现象,可采用砂井预压加固,削弱土的压缩性,使路基承载力增强。如果软土路基加载加大会很容易出现地基土塑流挤出, 需要采取有效措施避免这一现象, 可从以下三个方面进行。对施工速度和加载速率进行控制,速度不能过快。具体做法为利用现场加载试验来观测,在掌握沉降情况后,再对加载速度控制,把握好加载间隔时间,逐渐固结地基,逐渐提高强度,这样可有效避免路基土出现塑流挤出;通过对建筑物四周打板桩来防止出现路基软土挤出, 对于板桩的要求是需具备足够的刚度以及锁口抗拉力,对向外的水平拉力进行抵抗。此方法存在一大弊端, 即材料消耗较多, 不经常使用;反压法防止路基土塑流挤出,软土是否出现塑流挤出取决于作用在基底平面处的压力。压力小则降低了出现塑流挤出的可能。可在基础两侧堆土反压来减少压力差,使得地基稳定性更好。
2.参照地质和施工条件在对软土路基加固过程中, 要因地制宜, 就近取材, 这样能有效的降低施工的成本, 同时也会使工期加快, 在施工过程中要提前做好施工方案,合理的安排工期,同时对可能涉及到地下的其他设施要及时与各相关单位进行协调, 以避免在施工过程中影响工期。实施科学的管理, 在选用了较好的路基加固方法之后, 还要对施工进行有效地管理, 这样才能取得最佳效果。同时在路基加固过程中还要充分考虑加固施工对周围环境的影响。
市政道路是城市经济发展的重要载体, 在国民经济发展中起着非常重要的作用, 所以一定要加强对市政道路的质量管理,确保其安全性。由于市政道路在长年累月的使用中,受到自然界外力的作用,路基会发生一定的变化,特别是软土路基地段所产生的沉降和变形等现象, 都会对公路的质量产生很大的影响, 那么就需要加强对路基的加固措施。我们在对软土路基进行加固处理的时候,要根据具体的实际情况而采取不同的处理方法, 从而保障市政道路的通行安全。
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