刍议市政路桥软土地基施工技术研究

发表时间:2020/9/17   来源:《基层建设》2020年第14期   作者:吴志远
[导读] 摘要;市政路桥工程是我国基建体系的重要组成部分,同时也是我国经济快速发展的根本。
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        摘要;市政路桥工程是我国基建体系的重要组成部分,同时也是我国经济快速发展的根本。在路桥工程建设过程中不可避免地会遭遇软土地基问题,若不能有效处理会对路桥承载能力及使用寿命产生影响。因此,必须深入研究软土地基施工技术。本文阐述了市政路桥工程软土地基的主要特征、危害及技术应用难点,分析了软土地基施工技术在路桥工程中的应用情况。
        关键词;软土地基;强夯法;搅拌桩
        前言
        软土地基受软土密度低、空隙多的缺陷影响,容易出现路基沉降、滑动,甚至部分受压过大的位置会出现塌陷,这些问题不仅严重影响了过往行驶车辆的安全性,同时也导致路桥工程的使用年限大大缩短,增加了地基反复修复的成本支出。因此,在路桥施工过程中,必须谨慎对待软土地基的施工,要掌握施工现场土质结构,采用科学合理的软土地基施工技术,有效提升地基强度与承载性能,从而保障车辆行驶安全,延长路桥使用年限。
        1软土地基特点分析
        软土指的就是淤泥、淤泥质土、泥炭和泥炭质土等,其属于高自然孔隙率、高自然水分、低剪切强度以及高可压缩性细粒土壤。对于具有软土的地基,需要处理在具有软土的区域中建造的地下土壤。在填筑路堤时,必须考虑由于荷载引起的滑移破坏和长期沉降问题而引起的软底的稳定性。
        1.1高可压缩性和流动性
        软土型地基土具有高可压缩性和流动性。软土的水分含量高,堆积密度相对较低,软土中一般含有一些腐植物、可燃性气体以及微生物,故压缩性高,长期不易达到稳定,而且在受到外力条件影响的时候极易发生沉降问题。在上部荷载持续作用及外部荷载影响下土的变形会随时间而增长,导致容易发生强度改变,使得强度不足,极易引起地基边坡不稳定。
        1.2较强的抗剪性
        软土地基土具有较强的抗剪性。柔软的土壤含有黏性的结构性沉积物,因此原始土壤在受到破坏之前具有一定的结构强度,但是一旦外部荷载被破坏,结构非常容易受到破坏,土质强度迅速降低,甚至可能很快变成稀释状态。当软土地基受到外部振动应力时,很可能会发生不良影响,例如挤压、下沉和底部表面两侧的打滑。由于软土地基层中含大量夹粉细砂透体,在垂直以及平面方向会呈现明显差异性,容易造成软土地基产生不均匀沉降。
        2软土地基危害的原因
        2.1软土地质原因
        在工程施工过程中,往往存在某些地段勘察报告、设计图纸不够准确,没有详细说明该路段地基属于软土地质,必须进行软土地基处理才能确保工程施工质量的现象。在此种情况之下,在软土不良地质路段施工路堤填筑,由于填料的自重不断增加,路基会产生不均匀压缩沉降及变形位移,使地基造成失稳,路堤发生沉降。如路基上有建筑结构物,软土地基沉降随时间增长会使建筑结构物发生开裂和破坏。
        2.2路基填料原因
        路基填料不符合要求会造成地基强度不够等不良软土地基病害,在路面荷载的作用下容易产生失稳、塌方及不均匀沉降,导致路基不同程序的破坏。一般来说,以下类型的填料不适合用在道路路基填充中:(1)严禁使用草坪、树根、家庭垃圾和腐殖质等路堤填充物。(2)强烈膨胀的土壤、有机土壤、淤泥、冻土、泥炭和含超标的可溶性盐的土壤不应直接用于填筑道路。如果因填料限制等因素确定要在使用过程中,需要采取某些技术措施将其移除,并且只有在检查测试符合蓝图和规格后才能使用。(3)在水灾地区或土壤季节性冻结的地区的道路上,不应直接用泥土填满。(4)对于细粒土壤,如果流体限制>50%,可塑性指数超过26,并且水含量不适合直接压缩,则不要将其直接用作路堤的填充材料。如果确实需要使用该条件,则需要采取某些技术措施,在检查设计图纸和规格后才能进行操作。(5)浸水路堤、三背回填等特殊部位必须采用渗水性良好的填料。


        2.3排水不畅原因
        水对软土基质构成严重威胁。软土地基的自然水分含量高,渗透率低,假如排水不畅,积水会渗入地基内部层状结构,导致地基强度降低、稳定性变差。在外部承受一定荷载、土体本身自重及外部水温度变化影响因素下,容易引发路基表面出现开裂、凹陷、变形、死水等各种病害。在一部分道路与地下水发生碰撞的情况下,土壤靠近水,必须填充有渗透性填料。压实层表面必须控制在2%~4%的双向横坡,同时要应用防水技术,才能在其上填充高渗水率的填料。渗水性好的填充物的斜坡不能用低透水的填充物覆盖。
        3软土地基施工技术在市政路桥施工中的具体应用
        3.1替代法
        替代方法在软土处理技术中使用最为广泛。用砾石、砂石、碎石和矿渣等更好的土壤材料,通过多层压实来替代软土底部的贫瘠土壤,使地基具有较好的承载力,持力层比较稳固,增强了地基物理力学性能,提高地基抵抗上面荷载作用下发生沉降及变形破坏的性能。该方法应用效果较好,但是质地较好材料的费用往往比较高,考虑到工程成本的问题,一般在软土层厚度≤3m的时候使用较为合适。
        3.2强夯法
        强夯法是一种比较常见的软土地基处理施工技术,此方法的原理类似于处理动态硬化的技术,并且主要使用机械设备进行动态压缩。底座的紧凑性被纵向冲击的动能所致密,提供了更坚实的基础。在动态压缩期间,一般要在地表铺设碎石或矿渣等垫层,施工前要做好排水降水处理设施,在基础上安装垂直排水管,并使用降雨法将地下水位降至固结线以下。强夯过程一般采用铸钢锤或钢筋砼锤,当夯实地基时候,夯锤宜选用底面积较大的。要选择具有代表性的路段作为试夯区域,面积要在500m2以上,测试冲压确定设计参数,例如冲压时间,单个冲压能量,冲压路径和间隔时间。强夯分为主夯、次夯、满夯三种进行,当单击夯击能<2000kN•m时,最后两次夯击时的平均夯下沉量控制≤50mm;当单击夯击能在2000~4000kN•m时,最后两次夯击的平均夯下沉量≤100mm;当单击夯能大于4000kN•m时,最后两次夯击的平均夯下沉量≤200mm。强夯法成本低,简单、方便且易于操作。适用于各种贫瘠的土壤,例如在压实搓成中,如何处理非均质的回填土、砾石和软土、低饱和度淤泥、黏土等,软土的主要区域通常具有良好的补强效果,但效果较差,适用于高度饱和的黏土。
        3.3固结处理法
        水泥搅拌桩的原理是,水泥搅拌桩使用大大增加了基层软土的强度,并提高了基层的承载能力。水泥是硬化剂的主要组成物,所以在实际施工中,普通级硅酸盐水泥必须符合要求,同时使用搅拌桩机将水泥和土壤混合,进而使水泥和土壤形成各种物理和化学反应,形成复合地基,提高承载能力和弹性模量。在水泥搅拌桩技术主要包括粉末喷涂和砂浆喷涂两种类型,也是加固软土地及的主要方法。粉喷水泥搅拌桩的设计原理是将水泥粉喷入预定的孔中,并使用机器将水泥颗粒与孔中的土壤颗粒完全混合。由于水泥,泥炭和软土中水分含量高的软土的硬化作用,需要等待有效的加固。当软土基质的水分含量介于20%~70%时,通常可采用喷涂水泥粉的方法,这种方法可使软土地基得到有效加固,保证施工质量。
        4结语
        市政路桥工程建设期间,软土地基处理技术是非常重要的施工技术之一。在对软土地基进行处理过程中,需要结合路桥设计、施工要求,掌握软土地基水文、地质条件,选择科学的施工方法,做好地基稳定性、形变方面的控制,改善路桥地基性能,减少施工后的沉陷问题,提升路桥工程综合性能,延长其使用寿命,发挥其作用,为人们提供更加安全的出行条件。
        参考文献
        [1]占小剑,杨继凯.路桥施工中的软土地基施工技术[J].科技创新导报,2019,16(35):25-26.
        [2]武晓燕.公路桥梁工程中软土地基施工技术分析[J].山西建筑,2019,45(05):138-139.
        [3]徐建铭.路桥施工中的软土地基施工技术分析[J].地产,2019(12):154.
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