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摘要:市政道路施工系统作为当下城市建设发展中的重要工作,对城市的基础建设具有重要的意义。在本文中,笔者将根据自身的工作经验,对我国当下道路施工中的软基问题进行详细的分析,并列举相应的加固措施,以期为同行的工作人员提供借鉴。
关键词:道路施工;软基加固;
前言
随着我国道路施工项目的不断增多,施工中出现的问题也随之不断出现。在当下的道路施工过程中,软基问题对项目的整体施工质量都具有较大的威胁。因此,总结当下的软基处理技术,并针对施工现场进行加固技术的选择,是当下作为道路施工技术人员必须具备的能力之一。
1软土地基的性质和造成影响
1.1软土的性质
软土地基是道路建筑施工比较常见的一种地质,厂矿道路设计就必须要对软土作出考虑并根据软土的特点采取针对性的设计。软土实际上就是软弱土层,这种土层的特点是强度低但压缩性比较高。如果道路施工中有软土地基,处理不好就很容易导致路基不稳而出现路面塌陷的情况,最终也会造成道路被破坏甚至无法正常使用。软土大体上可以分成三种类型,分别是淤泥、软黏性土质和淤泥土质。而软土之所以会强度低,其主要原因就是这种土质本身含水率就比较高,而且孔隙又比较大,吸水容易排水难。一般有软土的地基其承载力都不会达到道路设计的要求,为此就需要根据相关的地质资料,采取有效的处理措施。
1.2软土地基造成的影响
1)沉降。
软土地基中产生最大也是最明显的影响就是沉降,任何建筑施工或者道路施工,只要因地基不稳而导致地面沉降,工程将面临重大的损失。而导致地基沉降的最关键的因素就是软土,由于软土土质本身在强度上就比较低,汽车在公路长期碾压后,更加剧了地基不稳的状况。
2)硬化。
土层之所以会出现硬化,其诱导因素是施工单位在进行地基处理时选择的材料没有按照要求合理分配材料的比例,从而导致土层出现硬化不均匀的现象。软土地基的路段中其地质结构本就不稳定,很容易在外力的影响下改变地质结构,软基处理过程中如果没有进行科学的材料配比,将很容易导致土层硬化。
3)侵蚀。
土层侵蚀主要受到施工材料的影响,尤其是在软土地基中,这种影响更为显著。土层中含有大量的软弱土层,而施工单位在处理软土地基时,会将砂石、水泥等掺入地基中,由于软土地基中土层较为松软,经过长时间的雨水冲刷,地基施工使用的材料被冲散,导致路基中的材料紧密性降低。
2软基加固技术在道路施工实践中应用
2.1袋装砂井
袋装砂井实际上就是利用了排水固结法,其设计办法是在原来的地基中开挖一条呈竖向结构的排水通道,之后加入一些材料强化软土地基的荷载,这样就可以把软土中的水分积压出来,然后再从预先设计好的排水道流出土层。水分排出后,软土中的孔隙之间会变小,从而实现软土固结。此外,沙袋起到固结作用后,还可以利用超静压水消除软土中孔隙,从而让土层中的有效应力增强,实现强化地基的目的。排水固结法是目前道路施工中处理软土地基比较成熟的加固技术,其不仅应用了综合纵向的排水系统,而且还使用了超载预压,对厂矿道路设计起着非常有效的作用。
2.2砂垫层
砂垫层与袋装砂井的作用原理比较相似,都是通过外力作用排出软土中的水分,从而让土层中的孔隙减小,达到软土加固的效果。不同的是,砂垫层是在土层中横向设计一段隔水层,采取这种办法不仅可以起到固基作用,而且还可以避免土层因排出水过多而渗入到路基中,使路基因浸泡而被损坏。砂垫层中一般都会用粗砂石作为垫基材料,垫层的高度一般要控制在0.5m~0.9m,宽度一般要超过路面宽度的0.5m~1.0m(如图1所示)。由于砂垫层使用的材料主要以粗砂石为主,但也不可避免的会掺入细粒,因此为了避免垫层中有过多的细粒导致垫层中的排水孔隙被堵塞,在进行道路设计时可以在垫层的中间加设反滤层。砂垫层适用于道路施工或者路堤施工工期比较长的工程中,如果是路堤施工中,那么垫层的高度低于路堤的两倍。此外,因为这种方法对材料要求较多,那么一些砂石材料比较多,且软基表层没有隔水层的地方就比较适合采用砂垫层。
2.3换填法
换填法多数情况下用于一些在处理地基承载力与建筑所要求的没有达到标准,同时软土厚度也较小的情况。换填法的工艺流程就是首先把需要处理的软土全部或者部分挖出,开挖的深度最好控制在2m以内,然后将强度较大的材料或者其他稳定性高、防侵蚀的材料分别换填进土层中,比如天然砂砾,再利用强夯机等设备以分层压实的方法将材料压紧到要求的密度。使用这种加固技术时,为了确保材料可以被压实,还需要对材料中石头含量、粒径等进行检查。通常情况地面5m之下称为浅层,超过这深度就被视为深层,因此根据地面深度的不同,使用换填法时还要进行浅层和深层处理。对浅层地基进行人工处理时,除了要注意地基土质的物化性质,还要考虑地面建筑物的荷载能力。针对浅层地基,换填法是将杂填土、淤泥质土、散填土和淤泥进行换填。道路施工有时会在一些比较特殊土质的地段进行施工,比如黄土地区,在处理这种土质的软土地基时,换填法可以消除地基湿陷性,以及膨胀土地基产生的膨胀作用。
3灌浆法加固技术
随着时代的不断发展,在面对路面的各类问题时,灌浆法的加固手段在路面的修复过程中扮演着重要的角色。下文中,笔者将对灌浆法具体的施工流程与施工过程中需要注意的问题做详细分析。
3.1施工原理与施工流程
灌浆法加固技术的原理在于将砼土流体形态时,借由高压泵机将砼土加压打入裂缝体中,在保持一定压力的形态下进行砼土养护过程,直到缝隙被高强度的砼土所填满为止。这样的加固手段能保证路基以下的裂缝结构被重新填满,而砼土与原材料之间的连续性保证了整体的受力均匀,进而修复路面的断裂破损现象。
3.1.1定孔位
在施工开始前,对破裂的部位进行详细的调查,分析开裂部位的原因。若为表面层开裂,可在距离开裂处5mm左右的区域对面层进行进行定孔。若开裂的程度已经到达了承重层,则应当对开裂区域进行测算,将灌浆孔位定位在便于对路基基层进行灌浆工作的区域。
3.1.2钻孔机就位
钻孔机电源选择一般的柴油能源系统,保障在钻孔过程中的转头的的动力。另外,应当考虑此时路面对钻孔机的承重能力,避免二次塌陷的情况发生。
3.1.3灌浆机就位
灌浆机位置的选择也遵循就近原则,在路面的其他的区域外固定好灌浆机即可。
3.1.4压水实验
在转孔完成以后,对缝隙内的空间进行注水实验,注水实验过程中,保持水压在0.1Mpa左右。水压实验的主要目的在于对地下裂缝空间的探测。因此在对水体加压的过程中,应当保持对周围路面环境的观察,对出现渗水的区域进行及时的记录,以便于推测地下裂缝的形状。
3.1.5插管,封锁、提升管道
在对地下裂缝进行了详细的分析以后,将缝隙内的加压水体抽出,并对渗水处进行相应的封锁。在封锁的过程应当注意避免对面层的损坏。最后将加压的水管取出。
3.1.6安装注浆管道
安装注浆管道的过程中,注意避免对缝隙面层的损坏。在注浆管道固定完毕之后,留下一定的可见区域便于观察浆体的沉降过程,以便于判断浆体是否已经填充缝隙内部。
3.1.7注浆
在注浆过程中,保持对浆面的观察过程,根据浆面的沉降与渗水点的状况判断浆体是否已经充满了缝隙内部。此外应当格外注意浆体的温度,由于当下浆体的配比一般都有专业的厂家进行配比,在以商业砼土的形式运输到施工项目所在地。因此,施工人员对浆体的配比过程并不是太理解。在配比的过程中,水泥的比重决定了浆体的温度,一旦浆体在温度过高的状况下灌入缝隙,在养护硬化完成之后,由于热胀冷缩的效应,会使得填充体内仍然存在着一些空气裂隙,这些空隙将破坏路基的力学连续性,对地基的承载能力,有较大的影响。
结语
在本文中,笔者通过对当下道路施工中的软地基概况进行了详细的阐述,并根据自身的工作经验提出了几点加固软地基的相关措施。由于时间仓促,笔者希望这篇文章能起到抛砖引玉的作用,引发读者关于软地基加固更多的思考,为我国未来的市政道路工程提供一些借鉴。
参考文献
[1]陈荣胜,方华坤.公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用[J].福建质量管理,2016(4):152.