湖南高岭建设集团股份有限公司 湖南省长沙市 410005
摘要:在市政道路工程的建设施工过程中,软土地基问题是影响道路结构安全和使用性能的重要因素。由于软土地基中通常含有大量饱和性黏土,其不仅在承载能力和结构强度方面均很难满足市政道路工程的施工要求,而且由于其水渗性比较差,容易出现变形等问题,因此如果不对其进行有效的处理就会直接造成市政道路工程产生不均匀沉降以及裂缝变形等病害,会严重威胁市政道路工程结构的稳定性。所以施工单位要全面分析软土地基特点,并采取科学的处理方法,以保证市政道路工程的质量能够达到设计标准和施工要求。鉴于此,文章对市政道路工程软土地基的加固方法进行了研究,以供参考。
关键词:道路工程;软土地基;处理方法
1软土路基的概述
软土包含淤泥和沙土,多数分布在河滩,沿海和沼泽地等区域。从本质上讲,软土是一种含水量高,压缩性高的细粒土壤,也决定了将它作为路基带来许多困难。软土路基的主要特征表现在以下几方面:(1)土壤承受能力较弱。软土结构松散,当表面受到挤压时,极易发生形变,以软土作为路基,当重型车辆经过时,路基变形,路面也会随之下沉,出现坑洼,如此一来,极大的影响了道路的正常使用。(2)软土路基易发生下沉。因为土壤结构松散,密度小,所以当受到较大的压力后,软土的密度会逐步变大,路基就会发生下沉,而长年累月的经过连续车辆通行后,路基与路面都会产生下沉,路面容易发生断裂,影响道路的使用。(3)孔隙率较高的饱和软土地基内部的土壤水分含量较高,土壤内部很容易出现较大的空隙,地下水位的季节变化直接影响到了软土地基的承载能力。软土地基内部的土壤形式主要分为两种,分别为粉土和粘土,这两种土壤内部还有大量的负电荷,并且负电荷会位于软土的表层结构,会直接吸收外界环境当中的空气和水蒸气,使得软土地基内部的含水量不断加大,造成了软土地基内部的土壤颗粒空隙率较大,直接影响到了道路工程的施工稳定性。
2软基加固施工技术在市政道路施工中的应用
2.1浅层加固处理技术
在道路工程进行施工的过程中,软土地基深度如果少于3m,则浅层处理是代表性处理方式。如换填垫层法、抛石挤淤法等。在对待对路基深挖要求较低的道路施工工程时,该技术可以达到较为理想的预期效果,假如施工地点下挖土层大于2.8m,这种施工方式就无法得到较好效果。通常情况下,施工方式的选择要根据实际施工路基的土质情况。加固层作为软土地基加固中一种操作较为便利的加固方式,在短时间内便可以获取理想的施工效果。一般在某些施工要求不高的道路工程中,是可以采用加固层的施工方式。
2.2粉喷桩加固技术
粉喷桩加固技术作为一种新型技术,主要利用石灰与水泥等材料作为固化剂,采用搅拌机将软土地基与固化剂强制搅拌,使软土基地与固化剂产生一系列反应,形成具有水稳性与标准强度的道路地基。粉喷桩加固技术以粉体作为固化剂,在对地基处理过程中无需再向地基中注入其它材料,固化剂充分吸收地基中的水分,处理后地基柱体承载力较高,不仅能减少加固土柱体压缩率,同时下卧层沉降量也能够得到一定减少。在加固过程中,由于粉喷柱刚度大于周围地基土体,在路堤荷载作用下,材料模量能够有效分散地基应力,桩体能够分担大部分周边荷载,减少了桩间土的应力,提升了地基承载力,从而减少了地基沉降。粉喷桩通过喷注水泥粉与地基土形成一定状态,并在中间形成复合层。复合层力学性能远远优于原有天然软基土质,能够在均匀应力的同时增大应力扩散角。粉喷桩在施工过程中,无需向地基中注入附加水,桩体的水泥粉会吸附在周围软土中,发生发热与膨胀作用,因此桩周围土层会出现挤密效果。
地基加固后初期强度较高,其对含水量较高的软基处理效果尤为明显。粉喷桩加固技术能够有效增加地基承载力,但需要根据工程实际需求,对桩长、直径、桩距、强度等合理安排,且很难做到一次设计就达到较佳效果,因此需要对桩长与桩距不断调整,直至满足工程施工需求。由于粉喷桩质量设计变量较难控制,因此需要对粉喷桩成桩质量进行检测。由于粉喷桩体强度相对较低,检测过程中一般采用破坏性措施[7]。测试主要针对合格桩与不合格桩数量进行确定,针对桩体长度、直径、成型、强度、偏位、断桩等情况进行检测,以保证桩体整体满足质量要求。一般可通过动力触探、放线检测、动力触探、反射波测试等方法,对地基承载力、变形模量、单桩承载力等进行检测。粉喷桩作为一种高速处理软基技术,能够较为合理的减少软基沉降,整体工期相较于以往的排水固结法缩短4~6个月,且处理后软基沉降量得到明显减少。
2.3粉煤灰碎石桩加固施工技术
在市政道路工程的施工过程中,粉煤灰碎石桩加固技术是处理软土地基的常见方法,相关施工人员将碎石粉煤灰以及石屑等材料进行充分搅拌,有效提高混合材料的强度。在市政道路软土地基施工过程中,通过使用该混合材料进行垫层,可以有效提高道路路基结构的稳定性。通过该项软土地基加固技术的有效应用,可以充分保证道路地基结构的承载力得到明显的提高,并且整个施工流程相对简单,施工效率和施工效益都可得到全面的提高。通过该项软土地基加固技术的有效应用,不但可以节省大量的工程施工原材料,并且对周围环境所产生的污染较小,但是这种加固技术也存在相应的问题,比如,在混合料的施工过程中经常会出现管道堵塞问题,尤其是使用泵送混合料的方法,由于会产生较大的施工压力,会产生比较严重的爆管事故,产生爆管事故的主要原因是由于粉煤灰碎石的流动速率相对较慢,在规定的时间范围之内无法将混合材料充分输出。除此之外,由于大部分的泵送管道的半径较小,对混合料的输出效率形成了不良的影响,进而会出现不良的管道堵塞问题。
2.4堆载预压方法
在对软土路基进行加固处理时,也可以采用堆载预压方法,利用外部荷载强制软土路基基层土体中所含的水分排出,从而减少土层结构中的孔隙,使软土路基密度能够满足施工要求。在采用堆载方法处理软基时,施工单位应首先根据道路工程的实际情况来选择软土路基处理的各项技术参数,并科学的确定荷载定额。在预压堆载的过程中,施工单位应对每层堆载预压加强监测,并合理确定观测频率和周期,以确保处理效果能够达到设计标准。在堆载预压施工过程中应将加荷速率严格控制在每天0.1m左右,防止堆载超出地基结构的负荷能力,破坏地基结构的完整性和稳定性。未来在施工过程中应尽量将堆载底部面积加大,且底部面积应适当小于其顶部面积。
结语
综上所述,在道路工程施工中,软土路基的地质条件难免会遇到,对整个工程的施工有着非常大的负面影响,使工程的施工质量和安全不能得到保证。因此,在道路工程施工之前,一定要充分认识到软土路基的土质条件,全面掌握施工周围的环境,然后科学合理地选择出合适的处理方法,只有这样,才能保证软土路基的稳定性和安全性,全面提升道路交通的安全出行。
参考文献:
[1]彭璇.软基加固技术在道路施工中的应用[J/OL].交通世界,2019(28):32-33.
[2]杨丽丽.软基加固施工技术在市政道路施工中的应用研究[J].江西建材,2019(11):179-180.
[3]刘静.市政道路施工中软基加固施工技术概述[J].住宅与房地产,2019(30):195.
[4]冉东升.道路工程软土路基施工探讨[J].河南建材,2019(5):230-231.