对市政道路工程软土地基处理技术的分析研究

对市政道路工程软土地基处理技术的分析研究

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摘要:市政道路发展迅速,为城市居民的正常出行做出了巨大贡献,但是市政道路工程施工过程中也面临着一些困难,如软土地基的处理,软土地基成分复杂,工程性质不良等,因此需要采取措施进行特殊处理,才能够使其满足市政道路建设要求,避免因为软土地基导致市政道路病害。本文分析了市政道路工程软土地基处理技术,探讨了市政道路软土地基的特点和危害以及市政道路工程软土地基处理原则,并对市政道路工程软土地基处理技术进行了讨论。

关键词:市政道路;软土地基;处理技术

一、市政道路软土地基的特点危害及施工处理原则

(一)特点与危害

软土地基是指高含水量、大孔隙比、高压缩性、低透水性和抗剪强度的不良地质土,如果不加以有效处理,可能会出现严重的沉降,导致路面裂缝。软土成分多种多样,往往富含大量碳酸盐、蒸发盐等化学物质和泥碎屑等生物成因物质,承载力低,在软土上直接铺筑道路会使路面出现严重的不均匀沉降,影响正常车辆通行。

1、软基性质

软土地基往往有着较高的含水量和较大的孔隙比,并且流变性比较明显,受到剪应力的作用,软土会缓慢出现剪切变形,导致基础抗剪强度下降,固结沉降结束之后,软土可能会出现进一步的次固结沉降。而且软土地基往往透水性很差,压缩性强,但是载荷作用下如果软土能够排水固结,则承载力和抗剪强度都将显著上升,而且排水固结速度越快,强度上升速度也越快。

2、软土基础的危害

软土地基强度与稳定性较差,对路面层有较大的影响,基层位于软土地基上时,载荷的反复作用会将地基土挤入软土层中,导致基础承载力下降,同时也导致路面受力均匀性劣化。且软土基础含水量高,可能出现反浆破坏路面。软基岩面积较大时,路面在很短的时间内就会出现开裂、下沉、反浆等严重的病害,影响了市政道路通行功能的正常发挥。

(二)市政道路软土基础的处理原则

1、选择合理的施工方案

软土地基市政道路工程为了确保施工能够顺利进行,在控制工期,注意工程细节的同时,也应该考虑到工程后期运行维护和保养工作,结合当地实际情况,对施工方案进行持续优化,保证市政道路工程质量,消除质量隐患。

2、结合施工实际

软土地基市政道路工程为了确保施工能够顺利进行,要对施工阶段的周边环境影响进行充分考虑,如填土施工的影响、噪声对周围居民生活的影响、既有构筑物对施工过程的影响等。

3、科学管理

软土地基市政道路工程施工质量和施工管理水平之间有着十分关键的联系,高水平的施工管理工作能够对施工现场资源进行更加科学合理的配置,保证现场施工各个环节都符合规范要求,从而保证施工质量。软土地基市政道路需要采取科学的管理方法对整个施工过程进行有效控制,正确处理各种突发状况。

二、市政道路工程软土地基常见处理措施

(一)软土地基表层处理

1、表层排水

软土地基如果含水量偏高,但是土质尚可,可以采用表层排水的方式进行处理,填筑道路路基之前首先在施工区域地表开挖沟槽,排除集中在沟槽中的地表水,降低施工区域土层含水量,施工区域将沟槽用作盲沟,可以回填具有良好透水性的砂砾。开挖沟槽时,需要对施工区域地形条件和土质情况进行充分考虑,确保土层水能够顺利排出。水沟断面宽度一般在0.5m左右,深度不超过1m,填筑路堤之前应该先回填沟槽成盲沟,纵向沿着道路走向开挖,横向每10-15m开挖一道,埋设管材时需添加过滤材料保护。

2、砂垫层

软土层厚度不大而含水量很高时,可以施工砂垫层,对软土层进行排水固结,形成地下排水层,降低基础内地下水位,为施工机械提供更好的作业条件。通常砂垫层都使用中砂或者粗砂填筑,要求级配良好,颗粒不均匀系数不超过5。一般情况下,为了使施工机械能够顺利通行,砂垫层往往和表面排水配合,使用横粗砂垫层排水固结。

3、铺垫材料

在软土地基表面覆盖土工格栅或者土层织物。土工材料有着更强的整体连续性,抗拉强度也更高,抗腐蚀性能强,施工也更加方便。铺垫土工材料之后,能够显著降低路堤填筑之后和使用期间的不均匀沉降,路基的承载能力也进一步提高。除了改善软土性质,土工材料还能够起到反滤、排水和补强作用。

4、添加剂改性

粘性土软弱路基,可以在表层黏土中掺加改性剂,从而降低基础压缩性,提高强度。常见的改性剂是生石灰、熟石灰和水泥,能够吸收土壤水分并且发生化学固结,从而改善软基性能。

(二)深层处理

1、排水固结

排水固结处理方法在饱和软土以及冲填土中的应用比较广泛,在土层中布置垂直排水井,使用加压、抽气、抽水等措施,加快软土排水固结,从而提高土层的强度,降低沉降量。常见的排水固结施工方法有堆载预压、真空预压和电渗排水等。

2、水泥搅拌桩

水泥搅拌桩是一种常用并且效果很高的软土加固技术,使用机械设备将水泥浆液注入软土层,充分搅拌,水泥和软土层之间的水化反应生成了凝胶体,从而显著增强土体的整体强度。水泥搅拌桩处理技术还可以细分为干法和湿法两种,湿法搅拌的固化剂为水泥,在钻机的机械搅拌下,软土颗粒和水泥之间充分混合,形成了高强度的水泥-软土复合体。干法以粉喷法为主,软土层天然含水量超过30%,塑性指数超过10,建议使用粉喷法处理,相同的搅拌时间下,粉喷桩的强度高于喷浆搅拌桩,而喷浆搅拌桩的施工控制更加简单。水泥搅拌桩施工之前需要对施工方案进行设计优化,合理设计钻机下钻深度、粉喷高程和停灰面,施工中对这些关键参数进行严格控制,保持水泥泵送连续,并控制固化剂用量误差小于1%,施工结束上提钻头,使用空压机清理管道和喷嘴的残余粉体、泥土,施工下一桩位。

3、振密挤密

振密挤密软基处理方法是指使用挤压或者振动的方式提高软土层密实度,使用打桩机夯打砂性土、人工填土,成孔后灌填砂料,成桩。成桩作业挤压周围砂性土,挤密和振密作用提高了土层密实度,从而增强基础的承载力,降低不均匀沉降量。挤压砂桩方法最早应用于挤密砂土基础,而高能效专用施工机械使得这种施工方式的适应范围更广,在软弱粘土基础处理中的应用效果也十分理想。

4、水泥粉煤灰碎石桩

水泥粉粉煤灰碎石桩借助水泥水化反应和粉煤灰凝硬反应生成高稳定性硅酸钙、铝酸钙水化物结晶,该结晶深入到石屑和碎石孔隙中,形成了一个空间网络,将松散的骨料凝结成为整体,从而显著提高其抗剪强度和承载力水平。水泥粉煤灰碎石桩强度等级在C15-C25左右,设置柔性褥垫层能够显著改善路基的受力情况,改善受力不均,控制不均匀沉降,在砂土、粘土、粉土、淤泥质土等软基处理中的应用效果都十分理想。

三、结语

市政道路作为城市重要的公共服务功能,与居民的正常出行密切相关。市政道路施工面临着复杂的地下构筑物情况和不良地质条件,研究市政道路工程软土地基处理技术,对保证市政道路质量,避免质量通病,延长道路使用寿命有着重要意义。

参考文献:

[1]傅云鲲.市政道路工程软土路基的施工技术探究[J].四川水泥,2015(06).

[2]高建.探析市政道路施工中软土地基处理技术的应用[J].江西建材,2014(17).

[3]于达,杨秋萍.市政道路工程软土地基处理技术措施分析[J].城市道桥与防洪,2015(11).

[4]郑峰,赵敏.市政路桥工程施工中软土地基处理技术研究[J].科技展望,2015(02).

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