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市政道路路基施工技术思路分析

2021-02-21陈文军

新视线·建筑与电力 2021年8期
关键词:夯法压实注浆

陈文军

摘要:在社会经济水平日益提升的今天,中国公路交通事业蓬勃发展,促使公路建设的品质受到社会大众高度重视。在公路施工的过程中往往存在质量问题。由于公路工程项目通常工作量较大,对于工程质量要求标准较高,需要对路基施工管理加以重视,保障公路路基施工技术应用到位,提高公路路基施工的质量效果,以便为路面结构起到必要的支撑作用。对于路基施工中所存在的质量问题,采用相应的质量控制措施,使公路工程施工的稳定性、可靠性更加显著。

关键词:道路路基;施工技术

引言

改革开放以来,国家综合实力的不断提升,带动我国公路工程建设项目的快速发展。公路工程的施工规模和施工量逐年增加,已经逐渐覆盖到偏远地区,带动当地区域的经济发展,同时也为当地居民的日常出行提供便利。当前,人们对公路工程建设施工质量提出更高的标准,要求在公路工程施工中,有效做好每一个施工环节的质量控制工作,充分发挥公路工程的整体效果。在公路工程施工中,路基施工是其中非常重要的环节,路基结构的整体稳定性直接影响公路工程的使用效果。在我国一些地区,由于受到不良地质条件因素的影响,造成地基部分的稳定性和承载力有所不足,如果没有进行有效处理,很容易造成公路工程后续使用过程中产生路基塌陷以及路面裂缝等问题。

1市政道路路基施工技术

1.1注浆加固处理技术

在岩溶路基中进行注浆加固处理施工,主要是对地层中岩溶部分和岩溶内部裂隙灌注施工浆液,如水泥玻璃浆物质或水泥浆物质,以实现对地基的有效填充处理。同时,要将岩溶中的天窗结构全部堵塞,以防地层土颗粒在水平与垂直地质方向发生破坏情况。该施工需形成一个水平帷幕结构,以避免土颗粒发生运移,从而确保路基具有较高的稳定性和可靠性。岩溶路基的注浆加固处理技术主要分为高压喷射注浆加固技术与静压注浆加固技术。1)高压喷射注浆加固技术基于高压射流切割原理,通过设置有喷嘴结构的注浆管,对路基内部特定位置进行喷射注浆。高压喷射设备发出高压射流,可以使施工浆液从设备喷嘴持续向外喷射,从而有效冲击并分解项目地质主体。另外,施工浆液完全凝固后,高压喷射注入的浆液,可在相应土层中让地质主体形成固结体结构。2)静压注浆加固技术。基于电化学、气压、液压等相关科学原理,根据注浆管工作原理,把浆液(具有快速固化稳定作用)注入对应项目地层当中。在浆液注射过程中,可通过强力挤密、持续渗透、不断填充等形式,挤走地基土层中的各种流动物质(如空气、水分等),抢占相应空间位置;待浆液固结之后,该技术可使裂缝胶结、松散土地结构凝结成整体结构,从而促使土层具备更完善的物理力学性能。

1.2强夯法施工

在公路工程路基施工過程中,强夯法处理技术表现出的施工优势和加固效果非常明显,可以有效提高公路路基结构的整体稳定性和承载力,同时通过强夯法的使用,可以进一步降低公路路基土壤的空隙率和压缩性能,全面提高路基结构的压实程度和稳定性。通过强夯法施工,可以有效提高路基基础结构的干密度,同时进一步转变路基基础部分的土壤压缩模量。通过强夯法施工的使用,可以进一步提高基础部分土壤结构的振动液化水平,所表现出的地基加固处理效果非常明显,可以提高路基结构的均匀性和稳定性,有效提高基础部分的承载能力。现阶段,公路路基施工中对强夯法的使用非常常见。采用强夯法施工必须要了解路基土壤性质,可以对一些饱和度相对较低的粉土地质条件、素填土地质条件以及碎石土材料等进行有效处理,同时,可以实现将碎石等不同原材料直接填充到地基基础结构内部。在实际施工中,必须注意强夯置换材料之前要充分做好工程施工区域的地质条件勘测工作,要保证满足强夯法施工的基础条件,以此提高地基整体的压实处理效果。此外,强夯法在公路路基施工过程中表现出的另一种优势是经济成本投入相对较低,并且在工程施工中基本不需要使用辅助性材料,可以进一步控制施工材料成本的投入。与传统的注浆施工以及置换施工处理方法相比,强夯法施工表现出的经济性优势非常明显,可以最大限度地节约工程施工成本,实现道路工程建设更高的经济效益。

1.3排水固结法

(1)在公路软土路基施工路段采用人工铺设的方式铺设排水管,通过排水管道将软土地基中的水分排出,以减少软土地基中的空隙,达到巩固土质,提高其稳定性和强度的目的,该软基处理方法称为排水固结法。(2)排水固结法施工共包括两部分,即排水系统和加压系统。加压系统通过在软土路基施工路段加载实现,通过加载物体的重量,使软土地基产生一定程度的变形,再通过排水系统将其水分排出,提高软土路基的承载力。针对软土地基较薄的路段不得进行加载,应通过重力作用使水分排出,施工效率较低。(3)排水系统主要通过设置砂井或塑料排水板来实现。①砂井的设置主要通过打桩机或射水法在软土地基上打出孔桩,再将打出的孔桩中注入中粗砂,使其形成砂柱,以实现排水效果。该方法可以降低施工成本,也可避免由于地基变形造成的影响,可以有效保证排水效果。②塑料排水板是一种常用的排水板,安置在软基上以形成一条完整的排水通道,便于土层排水。不论采用砂井或塑料排水板进行排水,在软土地基上均应铺设砂垫层,并用胶膜进行封堵,然后再将排水通道内的空气抽出,实现真空,最后在加载的作用下,使软土地基内部的水分排出。

1.4软基加固法

(1)软基加固法是通过向软土地基中添加外加剂,改变软土地基的性能,以达到路基施工的基本要求,多用于软土深度较大的地层中,常用的软基加固法分为三种,即深层搅拌桩法、粉煤灰桩法和高压旋喷注浆法,其中深搅拌桩法主要是利用水泥和外加剂对软基进行加固,使其形成新的复合地基,从而提高地基的稳定性和承载能力,该方法不适用于12m以上的粉土或黏性土中。(2)粉煤灰桩主要是通过人工或机械的方式在软土地基上打孔,再将石灰土、粉煤灰等材料填入孔中,由于填入的材料吸水能力强,填入后可以将周围土体中的水分吸收,从而改变周围土体的性能,使其满足路基施工要求。(3)高压旋喷注浆法是利用钻机将带喷嘴的注浆管钻入软土地基中,然后通过注浆管将配置好的浆液注入软土地,使软土地基的结构组成发生根本变化,从而达到提高承载力的目的,该方法多用于深度30m以上的软土地基。(4)碎石桩软基加固法是利用机械成孔并将碎石投入孔内,再向孔内注入水泥浆使其固结,待孔内水泥浆固结后,采用压浆技术向周围进行压浆作业,提升桩体周围软基的强度,进而提高软土路基的稳定性及承载能力。

1.5土工织物加固法

(1)土工织物加固法是利用强度较高的土工布或土工格栅对软基表面进行加固处理,铺设的土工织物要求具有良好的抗拉伸强度、耐腐蚀性能、承载能力和连续性能,在软基表面铺设土工织物后,可以有效地提升软基的承载力,并起到分离和排水的作用,增加路基的排水能力,最终实现软基加固的目的。(2)利用土工织物加固法进行软基处理,具有施工速度快、施工周期短的特点,可以迅速提升软土地基的强度,但该处理技术只适用于软基深度较浅的地基中,且采用土工织物加固,其施工成本与加固材料相比明显要高,因此不适用于大面积加固施工,在当前软基加固施工中应用较少。

2公路路基施工技术要点

2.1注重测量及放样细节

在正式施工前,工作人员应该对公路工程的中线加以分析,采取措施将其固定,仔细检查并增设合理的水准点,复核实际工程量。准确的判断主体横断面积,复测高程,了解相关要素,促使公路工程的路基边缘和取土坑放样测量顺利实施,明确基本轮廓,使其轮廓能够得到较为合理的标记,根据具体的情况及时上报,保证监理人员全面了解实际情况,做好后续的审查细节。让木桩作为公路工程施工中的重要支撑点,使得断面桩的直线间隔控制于 50 m 的范围,间隔一定的区域设置一个断面桩,平曲线段则根据实际情況而定,可以每隔 25 m 分别设置对应的断面桩,个别区域还可每隔十米设置一个。断面控制桩应该在结构物的两边,规避可能出现的破损问题,按照具体的间隔标准,合理的设置里程桩,让桩号标记在上面,便于后续检验。

2.2注重土方开挖细节

土方开挖的时候,需分析实际的方法,应该根据路堑深度及地形情况进行合理的判断。若是浅路堑,则应该适当地运用单层横向全宽挖掘方法;如果是深路堑,则可以利用横向台阶分层开挖方法。通过对应的方式,保证基本的路堑开挖效果。当每层通道挖出后,可以在工程两侧设置排水设施,还需预留相关设施的出土渠道。确保边坡的稳定程度获取可靠的支持,保证阶梯式边坡顺利形成。开挖的阶段,不可出现超挖以及乱挖的问题,以免影响到正常的公路路基。土方开挖阶段如果发现存在着石方,则应该将分界线适当的设置在土体和相应的石方之中,同时和监理人员展开有效的交流,确保施工方案进行适当的优化和完善。土方地段路床顶面标高时,需对压实沉降量进行分析,开挖过程中,需要重视好相应的保护方案,避免影响到文物古迹和地下管线等。

2.3夯实施工中的相关控制要点

对市政公路路基进行压实处理时,首先要合理选择路基施工材料,以保证路基压实工作完成之后符合公路工程的施工标准。同时,项目施工人员需要对本段市政公路工程路基的整体结构和性质进行深入了解,确定夯击次数和频率,提高路基夯实工作效率,同时保证基础土壤层结构的稳定性。通常情况下,因为强夯吊机设备具有较强的起吊能力,因此,在路基强夯法施工过程中应用非常普遍。将夯锤起吊到特定的高度后,通过自由落体的方式,对基础土壤层形成较大的冲击作用和效果,并且将夯锤的形状设置为梅花型,整体的压实工作效果更加明显。在路基夯实工作过程中需要对夯击次数进行有效确认,夯击次数需要满足特定的条件,同时两次夯击沉降量大小需要满足以下要求:第一,单次夯击能在4000kN·m的条件下,沉降量大小需要控制在50mm之内;第二,单机夯击能超过4000kN·m并且小于6000kN·m的条件下,沉降量大小需要控制在100mm;当单次夯击能超过6000kN·m以上都需要保证沉降量控制在200mm以上,为有效保证夯击工作完成后,夯坑周围地面不均匀沉降位置处于一种可控的范围,同时不会产生较大的突起情况,不能因为夯击坑过大造成提锤难度加大等问题,需要有效结合公路工程的建设施工特性,结合以往的工程项目施工经验,对夯击次数和频率进行有效控制,保证结构的夯击效果和稳定性[1]。

2.4碾压施工技术要点

在具体施工期间,依据有关要求实施碾压处理,遵循由两端向中间、由外至内、纵向进退的基本原则,展开路基碾压施工建设。横向接头的重叠轮迹要符合其50%的标准,纵向碾压轮迹也要控制超过1m,且不得超过 2m 范围之内,压路机设备的行驶时速以4000m /h 为标准。在此次公路工程项目碾压施工阶段,为了促进路基快速固结成形,提高压实作业效果,要使路基承载能力进一步提升,利用冲压补强的方法,在对路基实施 4m 填高之后,进行冲压碾压,碾压次数控制为15t ~25t 之间。除此之外,此次公路路基碾压施工建设中,还要实时监测路基的压实度,利用灌砂法,也可应用核子密度设备实施测量。如若在高填方路基施工建设中,出现碾压进展缓慢的情况,可利用分层方法,将碾压厚度缩小,强化碾压冲击力,保障每次填筑压实度均满足高填方路基施工建设标准[2]。

2.5深挖路堑施工技术要点

一般情况下,路堑坡高超过 20m 的时候,才能实施深挖处理,因深挖路堑施工具有难度过大、受力关系复杂多变、附近岩土因素等方面的影响,为了提高深挖路堑施工的质量效果,需要对路堑边坡施工的坡度加以管控。在此次深挖路堑施工建设中,采用横向分层、纵向分段、两侧同步、阶梯挖掘的模式。进行深挖施工建设时,需要系统优化施工现场,保障运渣运行顺畅,持续挖掘,由于二者间具有相互独立性、互通性等特点,可以一同施工修建。另外,还要重视路基平台的设置环节,平台路基的设计需要满足施工计划中路基标准横断面的根本要求,一般情况下,平台间隔设计成 8m ~12m。宽度超过 1m,且低于3m,平台设立成内倾斜样式,表面横向坡度为2% ,纵向坡度与路线相一致,保持平行,平台排水系统要和路基排序系统相互连接,同时做好有关硬化处理工作。在此次公路路基工程进行深挖路堑施工阶段,还要对边坡加以修正,做好防护干预措施,合理设计排水沟,提高深挖路堑施工技术效果。除此之外,要对开挖尺寸、边坡坡度进行实时测量,路堑开挖支护,保留超过 20cm ~30cm 范围内容的边坡,为施工建设者提供施工便利。

2.6优化地基设计

在分析地基沉降量的时候,对于地基沉降量的变化情况予以掌握,总结规律,研究断面的形式,采用离心模型对沉降的情况进行分析,将地基沉降的规律总结出来,结合各种地基设计方案,对影响沉降量的各项指标进行分析,之后评价沉降与规定是否符合,由此优化地基设计。使用落锤冲击的方式对地基的上体实施压实处理,将地基的压缩性减小,地基的承载力提高。由于土体条件有所不同,在采用强夯法的时候,加固深度也会不同,对于深度的计算可以采用单击夯击能计算,结合使用设计锤重。由于影响加固深度的因素多,为确保加固深度准确,可以采用现场试验结合实验室试验的方法,将加固深度确定下来。

2.7路堤填筑控制

在工程作业期间,也需要做好路堤填筑质量控制,由于该区域横跨度较大,基础路基条件存在一些差异,因此会使用到一些性质不一致的填料来提升基础强度。在具体作业期间,需要对其进行水平分层和分段填筑,随后根据不同要求来进行分层压实作业,每一层填料的填筑层厚度不能超过 50cm,而且在填筑最后一层材料时,其压实后的厚度应控制在 10cm 以下,以提升路堤填筑质量,满足相应的作业要求。

2.8路基压实度控制

在对路基压实度进行控制时,应注意以下几点:第一,做好土质中最佳含水量的控制,这样也需要利用监测手段来对其进行测量,在最佳含水量参数下展开压实作业,以提高作业结果的合理性。第二,对于压实遍数进行控制,正式施工前,会选择试验段(长度不宜小于 200m)进行试验,根据试验结果来确定最佳的压实遍数。第三,选择恰当的压实机具,在该工程作业期间,其单层填筑厚度不超过 50cm,因此应选择重型压实机来参与作业,做好作业前参数调试工作,待满足要求后再展开作业活动,以提高作业结果的可靠性。

结束语

通过以上研究可以明确,随着社会经济水平不断提升,人们的生活品质得到良好改善,为了进一步带动经济发展,需要加强重视公路交通事业建设,为人们的出行提供便利,保障人们的出行安全。为了提高公路路基施工的质量,需要对施工技术要点准确把握,优化施工技术,强化路基施工效率,推动公路建设可持续发展,为社会经济穩定提升奠定坚实基础。

参考文献:

[1]赵勇.岩溶路基施工注浆加固处理技术[J].工程建设与设计,2021(21):186-188.

[2]李儒天.软弱土层市政公路工程路基施工技术分析[J].建筑机械,2021(11):102-104.

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