软基加固技术在市政道路施工中的应用探讨

发表时间:2020/9/17   来源:《建筑实践》2020年第14期   作者:钟惠文
[导读] 文章分析软基发生沉降的原因,探讨市政道路施工中软基加固技术的应用
        钟惠文
        身份证号码44138119910203****

        摘 要:文章分析软基发生沉降的原因,探讨市政道路施工中软基加固技术的应用,并对具体案例进行研究。
关键词:灌浆加固法 预压法 夯实法

        随着经济的发展,市政道路工程在国家的城市化发展中起着至关重要的作用,优良的地基处理方案是市政道路安全和质量的保障。在施工过程中具体情况具体分析,根据不同的软基情况选择最为适宜的软地基处理方法。
1.软基发生沉降的原因
软基沉降的发生主要有3个过程:瞬时沉降、主固结沉降和次固结沉降。这3个过程可以分别用Sd、Sc 、SS 这3个变量来表示,总的沉降指标用S来表示,那么地基总的沉降量就等于3个变量之和。
1.1瞬时沉降情况
        瞬时沉降主要是指在路堤进行回填土壤的过程中,由于松软土壤在自身的重力作用下形成的沉降。这种变化是一种剪切变形,没有发生体变。
1.2主固结沉降情况
这个变量主要表示的是粘性土壤在受到荷载过程中发生的沉降。一般粘性土壤在饱和状态下会存在很多空隙,空隙内充满水分,在自身土壤重力作用下,水被挤出,因而土壤发生了变形,最后形成了一定的沉降就是主固结沉降。
1.3次固结沉降情况
        这种沉降主要发生在主固结沉降过程之后,土壤再次发生沉降和变形,这种沉降也被称之为蠕变。发生的主要原因是在不断填土的过程中,由于受到夯实等外力,土壤的颗粒之间的结构骨架遭到冲击,发生了变化,进而形成了蠕变。
2.市政道路的施工中软基加固技术的应用
2.1灌浆加固法
该技术的主要施工工艺如下:
将水泥灌注在地基左右同时摊平压实,一直到水泥变成规则浆脉,就达到了标准。主要原因是软基本身的特点是不够均匀,只有让地基均匀平整后才可以进行下一步骤的施工,在填充水泥浆的过程中需特别注意两个问题:首先是在施工中水泥浆液要持续不断地以圆柱状进行填充,同时灌浆孔周围的土壤需要压实,只有这样才会形成塑性变形,达到施工工艺的要求;其次就是不断观察地基土壤部分是否有裂缝形成,如果有,可以用水泥砂浆进行填充,进而形成土壤与水泥的结合体。因此这种复合地基的形成对灌浆技术起着至关重要的作用,特别是桩体与地基之间位置的复合地基需要完全达到标准,才能保证灌浆技术达到要求的作用。
2.2加筋处理法
        软基处理的过程中可以采用加筋的方式进行处理,原理是通过在路基中埋入高强度、大韧性的土工聚合物、拉筋、受力杆件或柴(木)梢排等方法加强路基的自身强度,增加抵抗地基变形沉降的能力。具体的处理方法为清除一定量的软土,利用加筋材料与砂石的混合物作为地基持力层铺设在下面,然后进行加筋施工。最常用的土工格栅就是一种优良的浅层软地基处理材料,能限制软基和路基的侧向位移,增加了侧向约束,从而降低应力水平,加强了路基刚度与稳定性,提高了路基的水平横向排水,使荷载均布,采用土工布覆盖摊铺,既提高路基刚度,也使边坡受到维护,有利于排水,增加地基稳定性。
2.3预压法(静力排水固结法)
这种方法也被称之为静力排水固结法,具有技术先进、安全性高、工艺简单的特点,同时适用范围比较广泛,可适用于冲填土、饱和粘性土淤泥质土壤以及淤泥等软土构成的地基,一般在软基中土壤中的空隙比较小,所以软土加固是通过一定的方法将空隙填满。预压法能有效清除空隙中的水分,增大土壤的强度和耐力。预压法的压实程度可以达到10m,所以是一种非常好的处理方法,近年来得到了广泛的应用。


2.4夯实法
        这种方法的主要机理就是利用夯锤强大的夯力砸实地基,夯距最大可达到35m。软体地基在巨大的振动和冲击力作用下,增大了地基的强度进而使地基更加坚实稳定。目前在我国这种技术应用得也非常广泛。这种技术可以在杂土、砂土、高回填土、湿陷性黄土、碎石土等地基中进行应用,同时还能在粉质粘土液化和粉砂液化的处理上起到良好的作用,如果软地基中含有比例较大的水分,那么在处理时就要格外注意夯实位置的选择以及沉降量的大小,这也是夯实技术的关键所在。
3.具体案例研究
3.1案例一
        阳江市有一处道路进行加宽,但这道路处在湖泊冲击区,需要对路面进行拓宽,但是土壤稳定性很差,所以在施工过程中需对软地基进行处理,同时需要进行土壤换填。该路段土质主要为软弱土、软土等,同时存在一定比例的沉积淤泥,饱和后土壤状态为流塑状,地基存在一定的液化现象。该路段道路工程在铺筑前,首先应考虑道路的沉降特点以及铺筑后能否满足车辆行驶的压力,经过对实际情况的勘察以及相关数据进行分析,最后得出结论,由于新路基与原有路基存在压实度、填料以及强度的差异,所以在铺筑后可能会产生纵向裂缝或不匀称的沉降,所以在处理时需要格外注意,经过研究后决定使用对地基进行加筋处理同时使用挖台阶的方式,尽可能降低新路基与原有路基的差异,尽量使原有路基与新路基形成整体,在进行施工的过程中如果软土的厚度≤3m,那么可采用换填的方式进行处理,在换填后的路基填筑中按台阶宽2m、深1m进行控制,同时添加土工格栅进行回填压实。软基深度>3m的采用水泥搅拌桩进行基础处理。应用比较广泛的42.5级水泥桩,一般间距为1m~1.5m之间,桩基础的深度达到穿过软弱土层即可,为了加强桩基础的强度,可在水泥中加入一定的石膏。
3.2案例二
        该案例中的地基主要是河流区域,地基中含有一定比例的淤泥质或淤泥,淤泥的厚度变化较大,主要在3m左右,软土具有特殊的物理学特点,分布区域主要在沟谷平原及山间洼地。主要在沿途过程中的一沟谷处存在软弱层,同时表层是约2.5m厚粘土,也是淤泥的一种,其中还含有一定比例的有机质(有机质的物理学特性比较特殊,15.OkPa的快剪粘聚力、39.6%的含水率、1.098的孔隙比、1.06的液性指数、0.578MPa-1的压缩系数、0.00121cm 2 /s的固结系数。
该层的下面为含有一定比例碎石的粘土,该路段施工比较简单,可以直接采用换填的方式进行处理,将淤泥清理干净后用透水性较强的碎石进行换填,深度一般达到坡脚处即可,一般需要直径>2cm碎石土,底层1m可采用20~30cm的块石土进行挤压密实,在换填过程中必须分层进行施工,每铺筑一层就要压实一层,每层的厚度约为30cm。压实一般采用机械进行压实。
        在压实的过程中可使用20t的重型压路机进行碾压;松铺的厚度需要严格控制,在碾压之前需要进行试压,试验碾压最适宜的土壤厚土,一般在25cm~30cm之间最为适宜;在碾压的过程中需严格控制碾压的宽度、坡度和路堤尺寸,一般碾压的尺度要比设计尺寸宽35cm左右;严格控制碾压工艺,合格后方可进一步施工;严格控制碾压的均匀程度和碾压强度,避免产生沉降不均匀的现象;严格控制土壤的含水量,压实的土壤水分含量不宜过多,一般在2%以内,在进行整体施工之前先进性试压,没有问题后进行大规模铺筑。
4.结束语
        综上所述,软基这种不良地质会影响道路的路基及路面质量,这个问题严重制约了市政道路的建设。在施工过程中必须严格控制施工质量及工艺,避免地基的强度及稳定性出现问题,造成不必要的损失
参考文献:
[1]马晓燕.道路施工中的软基加固施工技术应用[J].交通世界,2017(19):80-81.
[2]刘超.道路施工中的软基加固施工技术应用研究[J].华东公路,2016(03):43-45.
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