浅谈城市道路设计中软基处治问题
2020-02-18吕江峰李铠同
吕江峰 李铠同
(云南省交通规划设计研究院有限公司, 云南 昆明 650299)
城市道路中的软土路基主要就是软弱基层结构,含水量普遍偏高,稳定性较差,如果不能合理进行设计,将会诱发很多严重的问题。因此,在城市道路设计的工作中,应结合软基的具体工况,制定完善的设计方案,尽量避免软基处治不当带来的整体破坏性影响。
1 城市道路设计中的软基处治问题
在城市道路中软基的含水量较高,压塑性也很强,如果在设计工作中不能合理进行处治,将会导致在工程建设中难以有效处治软基,最终诱发路面沉降的后果,轻则影响行车舒适性,重则影响行车安全性。
1.1 浅层与深层处治问题
目前,在城市道路的设计过程中,若未能严格进行软土地基结构的浅层与深层处治设计,难以结合软基的特点合理进行浅层与深层的处治,将导致软基的浅层结构与深层结构的含水量难以控制,土层的物理性能较差,对项目整体路基稳定性会造成不良影响。
1.2 沉降环境处治问题
近年来,在城市道路软基处治方面,需针对具体工况,再结合软基结构的特点与规律制定出完善的沉降环境处治方案,但针对软基结构工后沉降严重超标的工况,还没有高效的处治措施。目前,虽然在设计方案中采用清淤换填法、抛石挤淤法、土工聚合物法、石灰桩法、排水固结法、水泥土搅拌桩法、CFG 桩法、管桩法等进行沉降环境的处治,但是,设计方案缺乏科学性与合理性,整体效果较差,均存在结构不稳定、沉降难以控制等问题。
2 城市道路设计中软基结构处治问题的解决对策
城市道路设计的工作中应全面分析目前存在的软基结构处治问题,制定完善的设计方案,有效开展软基结构处治工作,具体措施为:
2.1 浅层与深层的设计方式
实际工作中应强化浅层与深层方面的设计力度,有效解决软基结构问题。①在浅层处治设计中,应针对软基的具体工况进行分析,一般采用浅层排水的方式控制工后沉降。可在道路中设计盲沟,使得软基中的水分排出,以此减少软基的含水量。设计的盲沟不仅可以用于解决软基问题,还能用在后期工程中,起到良好的排水作用,预防水进入路基中诱发结构质量问题。②在深层处治设计中,要先解决软基的含水量过高的问题,在其中设计垂直性的排水井,并完善其加压功能与抽水功能,有效控制软基结构中的水分,再设计水泥搅拌桩加固结构,使得软基结构中的土体发生化学反应,形成强度较高的凝胶体。在设计工作中强调将水泥材料喷洒到软基中,搅拌处治之后提升软基的稳定性与强度[1]。
2.2 沉降环境处治方面的设计措施
沉降环境处治方面应该做好相关的设计工作,完善设计方案与模式,增强整体的设计工作效果。具体措施为:
1.换填处治
换填处治的方式,主要是将软基中的土壤挖除,在其中填充强度、承载力较好的材料,例如:片石、碎石、碎石土、二灰土等,再进行逐层密实处治。在城市道路设计中,应重点明确软基薄层区域的换土处治,将换土深度设计在3m 左右,在其中设置碎石、灰土垫层,提升承载能力。另外,还需要在其中增设分堆摊铺的系统,要求将垫层的原材料,先堆积成为土堆,之后利用机械设备摊铺,提升软基垫层的荷载拉力,并增强其承载力。设计工作中还需注意,设置逐层压实方案,要求采用压路机设备进行压实,降低软基地层区域的含水量,形成低含水率密实结构。
2.排水固结设计
排水固结法的原理是降低软基土质中的含水率,并将其中的空气共同排除,然后进行压实处治,增强结构强度与硬度。城市道路设计采用排水固结法,应在软土结构中设计竖向排水井,缩短距离,采用有效排水方式进行软土加固处治,增强路基结构整体稳定性。根据相关的排水形式特点,可在城市道路设计中进行固结法的分类处治,首先,设计降水预压系统,通过抽排软基中水分,减小空隙压力,增强固结作用。其次,设计电渗排水系统,就是在软基结构中通直流电,在电场作用下水会从阳极流入到阴极,并从阴极的位置将水分排出,以免水分在阳极的位置补充,可全面降低软基中的水分,并增强稳定性。最后,可设置真空预压系统,就是采用真空泵在软基砂井中抽气处治,为达到密封性要求,还需在土层上方设置垫层,使用薄膜密封处治,保证真空泵的抽气效果,减少软基结构中的含水量,增强其稳定性。除此之外,还可以设计堆载预压系统,就是在软基中进行预压处治,减少其中的含水量,提升结构的密实度与承载力,以此有效解决目前存在的软基问题[2]。
2.3 高强度夯实设计措施
在城市道路设计中应重视高强度夯实处治,可有效解决软基结构的强度问题,提升软基的密实度,增强抗压效果,提升软基结构处治的质量。在设计高强度夯实措施的过程中,可利用强度较高的夯实措施进行处治,挤压软基中的水分,提升结构的牢固性与抗压性,并保证符合现行标准。在选择夯实机的过程中,重视操作强度,确保强度的设置符合要求,可有效进行软基的处治。与此同时,还需重视捶底部位置的设计,保证夯实点的准确性。为确保夯实质量,在设计工作中还需严格进行夯实强度的控制,保证软基夯实的均匀度符合要求,以此确保整体软基结构的处治效果[3]。
2.4 水泥搅拌桩的设计
城市道路设计中为有效解决软基问题,还应重点设计水泥搅拌桩,通过水泥搅拌桩提升软基结构的稳定性和强度,并增强其承载力。采用深层次的搅拌机设备,将水泥浆搅拌到软基结构中,搅拌之后形成强度较高的结构。此类方式适合应用在泥炭质土,加固效果很好。在设计中采用水泥搅拌桩,可增强地基的强度,保证整体刚度符合要求,在一定程度上还能限制软土变形,预防出现地基稳定性问题,降低总沉降量,形成复合型的富集结构,增强系统的荷载力,在设计工作中需要结合具体状况进行处治,保证软基结构处治的效果[4]。
3 结语
在城市道路软土路基设计中,软基处治还存在很多问题,不能确保路基整体结构的稳定性与强度,则会影响行车的舒适性和安全性。因此,在城市道路设计中,应总结以往设计和施工经验,树立正确观念意识,采用深层与浅层处治相结合的方式,合理设计沉降环境的处治系统,保证城市道路软基结构处治效果,满足现行标准规范要求,从而改善城市交通环境。