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市政道路工程施工中软土地基处理技术的思考

2022-09-20陈洋

建材发展导向 2022年17期
关键词:软土市政道路含水率

陈洋

(北京城建十建设工程有限公司,北京 101118)

近年来,伴跟着我国社会主义市场经济的发展,现代化工程和城市化进程也日益推进,城市公共建设工程是巨大的社会基础设施,和我国人民的日常生产生活息息相关,但城市公共施工的质量和技术水平也会对人民出行质量产生威胁和危害。这就要求我们施工单位要对城市的道路工程的施工进行严格的规范操作,在处理软土地基问题时,要有一套严格的计划方案。而软土地基本身抗剪强度较低,极易在建筑施工中产生变形问题,一般情况下,也无法将它直接作为市政道路地基,所以施工单位就需对软土地基采取合理的加固方式,以进一步提高软土地基硬度、坚固性及其相应的承载能力,使其能够达到市政道路工程施工建设要求。但在选用管理施工技术时,建设单元须对软土地基情况加以充分考虑,以确定对软土地基管理标准,并按城市道路建设施工规范,选取合理和应用最科学的现场施工管理技能,从而提高了软土地基工程质量。

1 软土地基的基本概述

1.1 软土地基特征

软土地基自身有诸多特征。软泥是细小颗粒状泥土,多数都富含一定有机化合物,在土壤当中含水率高,同时在土粒间孔隙度也相对大,在抗压上则相对薄弱,如出现高压将会导致土壤进一步压缩,易因受压缩造成地基承载力变差,这样土质的结构层面也就容易发生变化:①含水量高空隙大。含水率高且空隙大是软土地基重要特征,因不同地区主要是由泥砂、粉土粒等物料所组成的,使得不同地区表层含有大量会对空气中水汽进行吸收的带负电,从而将吸收的水汽滞留在表层导致其含水率大幅上升。随着含水率上升,土粒间粘结程度也随之下降,由此产生不同区域间缝隙较大问题;②承受外力能力较低。因软土地基含水率较高、空隙大使其压缩力系数较高,承受外力性能也相对地减弱;③触变性大和流变性较强。因此软土壤基因重力、外力作用也会随着时间推移而出现各种程度的变化现象,触变性与流变性十分显著,在未加固情况下极易因软土流动而影响道路使用。

1.2 软土地基危害性

随着地质条件和地层类型差异,软土地基也产生了不同特性,因此软土地基存在很大的危害。城市道路建设中软土地基的危害性是多种多样的,主要体现在地面土质孔隙度和水分、土方流动性、高压缩系数等方面。因软土地基存在很大沉降率,如负荷承载力不强将直接损害建筑基体,而土质在外力压制下,显示出强烈的流动性将直接影响与土方的结合强度,造成地面严重沉降,使路面无法实现正常通过功能。软土地基具有很大的压缩系数,在外力长期压力影响下,出现土基塌陷情况,并造成地面出现损害而使路基缺乏安全性。路基沉降量过大从而出现道路失衡,路基塌陷下沉、路基裂缝和地下管道破裂等状况。所以,在城市道路施工中,要想施工好道路就一定要进行对软土地基修复工作,从根本上彻底改变其特性,彻底改变路基使用稳定性,从而增加其硬度,彻底改变软土地基抗剪特性、防完全液化特性、强度。所以,在各项工程开展前一定要做好相关勘探工作,进行地质环境检测;其次在软土地基处理上,一定要从实际情况出发,选择合适方法解决问题,这样能够一定程度上节约成本,也能确保工程建设质量。

2 市政道路工程中软土地基处理技术有效运用的重要性

和一般市政路面地基比较,因软土地基存在较大含水率,同时其土壤孔隙度也相对很大,所以如它所承载的外来负荷很大,会导致地面下陷、变形,导致整个城市道路工程地面结构稳定性降低,这样会对路面总体品质产生不良影响。针对这些状况,各施工单位也不得不对在市政道路施工软土地基进行科学处理,提高其硬度、坚固性、耐压等各种特性,以降低路面施工中各类隐患问题。不过,在具体施工处理工作中,还是会因多种因素影响,导致处理效果达不到相应施工标准要求,这也难以提升软土地基的良好性能,道路工程施工质量也得不到有效保障。而将科学合理处理技术,应用到市政道路工程软土地基处理工作中,则能促使施工单位在软土地基特点基础上,选择出更合适的处理技术,同时也能够减少软土地基处理中的隐患问题,对改善软土地基的结构有非常重要作用。处理技术的合理运用,可以增加软土地基的耐剪力与硬度,并提高其耐压能力、承载能力等,进一步保障软土地基的稳固性,从而提升市政道路工程的整体质量。

3 城市道路建设中软土地基的管理原则

3.1 根据土质条件选择处理技术

软土地基因由于其土质的种类不同,特性不同,在工程中采取的处理方法也不同。为此,应当根据工程现场实际的地质特征、土质条件,仔细分析研究,并因地制宜的提出科学合理的施工方法,选用合适的软土地基处理技术。施工单位人员要加强实地勘察力度,提出科学、合理、经济,完善的施工技术方法,并选用最符合实际情况的施工技术方法和工艺材料进行施工。施工人员对于软泥的基本性质、特征有充分的认识,并严格遵循科学合理的、有针对性的施工技术标准与管理办法,对软土地基加以管理,大大提高了软土地基工程建设质量,为后续工程的顺利完成打好了基础。

3.2 根据施工环境选用处理技术

在城市道路工程建设中,环境,周围建筑,以及处理地面时产生的震动等都是直接影响路面建筑施工品质的各种原因。所以,一定要充分考虑到各种环境因素的危害,在选用建设项目施工技术与工艺时,一定要加大实地勘验力量,并选用科学合理的方式予以建筑施工。针对各种复杂原因影响的工地环境,应当结合采取各种新科技方法提高软土地基管理的有效性,以提高软土地基工程建设品质。对软土地基影响严重的区域工程建设应当以减少下沉和控制堤岸稳定为原则,在工程建设中还应当做好对地基的下沉和水平位移监测,以确保工后沉降情况符合要求。

3.3 根据道路性质选择处理技术

不同级别的城市道路具有不同的建筑条件,由于路面层次不同,道路使用的材料性质也会有所不同,层次越高的道路对于施工人员要求也越高。所以,要根据道路设计规范、特点选用合乎等级的建筑施工技术人员进行建筑施工。对于软土地基时,级别较低的路面,可简单进行处置,等地面平均沉降全部完成后,再进行全面铺设。而高级路面软土地基的处置则根据国家规范的建筑技术标准加以严密把控,同时其地面的平均下沉等级也应当满足规范标准。在对软土地基处理技艺的过程中,施工单位及技术人员要重视软土地基处理工艺技术应用,并严格遵守根据相关的标准进行建筑施工程序,认真执行遵循有关技术标准、技术规范精神进行施工,以确保软土地基处理技艺建筑品质。

3.4 当前软土地基主要问题与施工现状

在整个道路工程结构中,路基处于最底层,是该结构的基础所在,其稳定与否将对整个道路结构的安全性和稳定性造成直接影响。对整个建筑过程来说,软土地基所带来的破坏问题主要有:1)地基产生了不平衡的沉降。市政道路施工工程,由于施工战线长作业面大,难免会出现软土路基路段,为了使软土路基的结构强度和承载力得到满足设计需要,同时提高市政道路的施工品质,就必须根据软土路基结构特性,加以合理的加固与处理,包括换填处理土、强夯法、排水胶结等,以减少对软土路基土层的影响,使市政道路的地基不平衡沉降量得到有效抑制,同时严格控制软土路基剩余沉降和沉降量间的差值,保证市政道路达到设计和质量要求;2)边坡失稳。市政道路在软土路基建设中往往会发生边坡基础损坏的现象,主要是因为对软土路基建设的管理不够严格,对山体边坡基础不能进行有效的管理。因此,必须提高政府对市政道路边坡等基础工程建设的管理水平,以提高基础施工的工艺。在基础工程建设中,必须根据市政路面工程的实际状况,选择科学的处理方法,以明确市政路面等边坡工程建设的效果。

4 城市道路施工中软土地基的处置方法

在现代的市政道路工程基础建设中,需要非常重视对软土地基的管理问题。通过工程建设经验研究表明,对软土地基施工的治理加固技术主要分为下列几类。

4.1 表层处理技术

软土路基表面处理技术主要应用于地基土壤较疏松的区域,通过利用排水、铺设和填料的手段,增加土壤地表的硬度,从而降低了地面的局部产生变形、下陷的现象。在施工过程中提高了施工机械作业的效能,并尽可能确保填筑物料得以均衡布置。而表面处理技术重点是对处理软土路基的土壤表面,因此施工单位人员必须要全面掌握处理地段的土壤情况,包括土层的含水率、强度等,并初步地对数据的主要参数加以整理和总结。在需要的情况下,可以采用动物实验方法来判断土壤的真实情况,同时技术人员也必须采用相应的工程技术方案和保护措施。但是表面处理技术也有缺点,虽然它可以有效增强软土地表层的硬度,但却并不能提高道路的使用年限,所以这在未来的软弱粘性土质道路建设中还需要着重加强。在路面完成建设后要进行修补与保护的工作,并且还要考虑在处理软土地基后,市政道路的后续使用寿命。

4.2 换填法

市政道路软土路基处理施工中使用的主要处理方式是换填处理法,换填法主要应用于在土层地表以下约0.5~3m深的软弱土层,一般主要使用方法是开挖或换填处理,通过把软弱地层全部挖除或部分挖除,并选择透水性好,承载力较高的材料进行土方回填压实,从而达到设计承载力要求,常用的换填材料有:砂砾、碎石、砖渣、废弃钢渣等。该方法施工技术简单,易于掌握。

4.3 排水技术

在表层排水法工程建设中首先,必须布设沟槽。而在布设沟槽时,也必须按照市政道路建设现场的实际地势加以布局沟槽,而沟槽开挖深浅也必须按照地下水位、土质形态等合理决定,以保证较软土地基周围的水分经由沟排泄。据研究表面,如果软土壤基中含水率较高,则必须加密壕沟的数量,以便增加软泥排水效果,从而降低了软土壤基中的含水率。另外,在施工壕沟时,还必须先按照排水量的需要设定壕沟长度,其宽度大约为0.5m,且水深同样宜在0.5m以内,在回填土前,还必须先在壕沟下方填透水能力较好的集料颗粒,以便于形成盲槽,从而增加了排水效率。

4.4 机械夯实法的应用分析

因为软土地基的土壤十分疏松,且缺乏较好稳定性,所以,在对软土地基的处理中,提高其本身的硬度就成为了施工管理的首要任务,而采用高强度的夯实法则能够实现这一目的。在对机械夯法的实际运用时,施工人员必须及时对软土地基的结构分布状况进行科学的勘测,并结合具体情况,选择适宜的机具,对土地实施合理的碾压、打击和夯实工作,在这一工程中,施工单位要加大对地基夯实工艺各阶段的监控力量,并根据具体的监测数据,对碾压和夯实工作的强度、范围、频次等方面作出合理控制措施。例如,施工人员在采用光轮碾机等机械设备时,对道路软地基进行了夯实处理后,就可以采取每三分之一重叠的方式,循序渐进的进行夯实,这样既可以使地基强度满足一定的建筑规范要求,还能够获得良好的夯实效果。对高强度机械地基法来说,它本身的施工方法就比较简单,具有易管理、见效快等多种优势,这一技术的有效应用,有利于提高软土地基的强度以及道路整体的稳定性,可以说,其性价比相对较高。

4.5 水泥搅拌桩加固技术

混凝土搅拌桩的加固技术,可以对软土地基进行补强处理。使用水泥管桩的加固技术特殊方法并不是十分复杂,主要使用较为特制的搅拌机搅拌混凝土与固化剂,再经过搅拌机使二者之间产生理化反应,这样可以使建筑物的承载能力实现最大化。但是虽然采用水泥搅拌桩加固技术的成本有点高,但是这并不影响这个技术的应用范围,而且由于水泥搅拌桩加固技术运用起来十分的简便,并且加固作用也是非常好的。

4.6 粉喷桩加固法

在使用粉喷桩加固方法完成软土地基处理的过程中,还应该掌握好浮船坞内下钻的深浅、停抹灰面层的喷粉高度,以确保喷粉桩的合理长度,并且还应该考虑的是喷粉机应该安装粉状物料称量设备,这样一来就能够有效地防止因喷粉量误差而对施工人员所带来的干扰。同样,还应该经常对粉喷桩的成桩孔径及其混凝土平衡情况加以检验和测定,并且也要检查粉喷桩,以便于把孔径的限制在2cm以内。在完成粉喷桩施工的时间,当钻机磨损并上升至地基下方50cm的位置,就应该停机喷粉了。如在喷粉的流程中发生停滞,则执行二次喷粉接桩操作的时候,应当将其与下一次喷粉所重叠的距离限制在1m之内。

5 结语

综上所述,在市政路面施工中使用软基加固技术,可以更有效的提升市政路面施工的品质。而选用良好的软基加固技术,可以直接提高市政路面施工的品质与技术水平,让市政道路路面变得更加平顺,给人类日常生活带来更为愉悦的感受,同时也可以在一定程度上降低道路安全事故的出现。通过不断的实验研究和案例总结表明,软基加固技术的使用可以很大的改善城市市政道路的整体承载能力,但同时也要注意软基加固技术的选型与应用。每一个软基加固技术并不能孤立的,而需要通过灵活选用,使各个基础加固技术之间互相弥补,以达到最佳的加固效果。

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