城市道路路基设计中的软基处理技术

发表时间:2020/11/23   来源:《建筑实践》2020年第20期   作者: 张新华
[导读] 随着我国社会主义市场经济的飞速发展,我国各行各业都得到了极大的提上,
        张新华
        身份证号码41048119771227**** 河南郑州450000

        摘要:随着我国社会主义市场经济的飞速发展,我国各行各业都得到了极大的提上,道路交通业也不例外。道路建设对我国交通运输行业的稳定发展起着决定性的作用。但在实际施工建设中,会受到多种多样的因素影响,为了延长我国道路的使用寿命,确保人们的出行和运输安全,对道路路基的设计和实际施工的相关技术要进行优化,确保工程质量能够符合相关标准,显得尤为重要。在路基路面的设计中,对软基的处理技术需要格外关注。应采用动态设计理念,对软路基的路基设计结合项目实际情况进行优化,做好全方位的处理,保证优化设计下的处理方案能够合理、有效,通过采取有效的处理措施来保证软土地基的处理质量,从而保证整个路面工程的施工质量达标。
        关键词:城市道路;路基设计;软基处理技术
        引言
        作为一种天然含水量较高的细粒土,软土具有透水性差、抗剪强度小、压缩性高等特性,若处治不当极易影响工程质量。为此,在路基设计中,必须重视软基处理方法的合理选择,根据工程实际情况,采取行之有效的处理方案,从而提高路基的承载力和稳定性。
        1软土地基的特点及危害
        软土地基具有透水性差、抗剪强度小、高压缩性等特点,若在软土地基上修建道路工程,势必会影响路基的稳定性和承载力。因地质条件不同、地层不同,均会影响软土地基性质。在设计、施工等环节,稍有疏忽将会产生质量事故。如软土地基处理不当,将会造成路堤失稳,沉降量过大,最终影响施工质量,甚至威胁行车安全和舒适性。
        2城市道路路基设计中的软基处理技术
        2.1换填法
        换填法就是将表层不良地基土挖除,然后回填有较好压密特性的土进行压实或夯实,形成良好的持力层。从而改变地基的承载力特性,提高抗变形和稳定能力。换填法大多用于浅层软土的处理,一般小于3m,对于软土层较厚时如果使用换填法就会不经济,并且会产生新的问题(如深基坑、高边坡处理等),同时换填材料应满足路基填料要求。
        2.2振冲碎石桩法
        振冲器的振动使土颗粒重新排列并通过回填料使土体挤密,土体孔隙比减小,土的内摩擦角和干密度加大。加固土体后,桩体与桩间土共同作用,以提高地基承载力,减少沉降。碎石桩的承载力和沉降量很大程度上取决于原地基土对其的侧向约束作用,该约束作用越弱,碎石桩的作用效果越差,因而该方法用于强度很低的软黏土地基时应考虑其适用性。
        2.3水泥搅拌桩在城市道路软基处理中的应用
        水泥搅拌桩用水泥作为固化剂,以特制的搅拌桩机将水泥浆液喷入软土中并充分搅拌,使得水泥与软土之间发生物理化学反应,固化硬结成有着一定整体性与强度的加固土,提高软基土的变形模量和抗压强度;适合处理泥炭土、粉土、淤泥及淤泥质土。经水泥搅拌桩处理后,软土地基的加固效果明显,且可以快速投入使用。同时其加固设备具有结构简单、易于操作、噪声低的优点,在交通、港口软基处理等领域被广泛使用。水泥搅拌桩的施工流程:桩位定位测量→桩机移位到桩位→桩基垂直度校正→预搅下沉→提升喷浆搅拌→重复下沉搅拌→重复提升搅拌。注意每次喷浆搅拌前应计算好水泥和水的比例,制备水泥净浆。在水泥搅拌桩钻孔前,应先检查管道中是否有堵塞的情况,并用水冲洗整根管道,确保管道无堵塞,等到排水完毕后才能进行钻孔。为了确保水泥搅拌桩的桩体垂直度达到规范要求,可将吊锤悬挂在主机上,通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离的相等来检查桩体的垂直度。

下一步是检查每个已固化的搅拌桩的质量,主要检查水泥用量、水泥浆搅拌的次数以及在灌浆过程中是否存在断浆的现象。每台施工机械应配备计算机记录仪,以确保每米桩体的搅拌程度和水泥浆的加入量是否满足设计要求。同时现场应配备水泥浆比重测试仪,以供质检人员可随时抽查检验水泥浆中水灰比是否符合设计要求,以控制水泥搅拌的施工质量。此外,水泥材料的配合比要控制合理,水泥的配合比宜为0.45~0.55。水泥搅拌桩的施工采用二喷四搅拌技术。为了避免堵塞管道,第一次钻探可带浆下钻,喷浆量应小于总量的50%。每根桩的正常施工时间不少于40min,喷浆压力不小于0.4MPa。成桩质量检测。水泥搅拌桩在施工完毕约一周后,应检测水泥搅拌桩的质量。在施工完成三周后需对水泥搅拌桩的水泥土混合体进行检测。此外,还应测试搅拌桩的抗压强度,以检查其是否符合设计要求。待检测完毕后应及时封闭好取出位置。
        2.4固结排水法设计
        所谓的排水固结法就是指对软土地基进行加压作业并在其内部加快其自身的排水,对于水力冲填土、淤泥质黏土和各类淤泥进行处理时建议采用这一方法。附加的荷载会影响到软土地基,降低其孔隙比,从而产生固结变形,而土的有效应力就会随之增加,大大的提升了沉降的速度,沉降也会提前完成。采用排水固结法处理软土地基时应保证其填土预压期是超过了6个月的,应详细的分析实地考察所得到了相关资料,对工后的沉降要求进行严格把控,且排水固结法设计不应对周围重要建筑物、管线等造成影响。目前,实际的工作中我们经常会用到塑料排水板法、真空预压法、袋装砂井法和堆载预压法等加固方法,应根据软土性质、填土高度、沉降计算与稳定验算结果、施工工期等确定具体的处理方法。
        2.5强夯法
        该法主要是将重锤从高处自由落下,对湿软地基进行强力夯实,以提高其强度,用强夯法加固的土基,承载力会明显提高,沉降量也会降低。很多类型的土质均可以采用这一方法,如低饱和度的粉土、素填土、杂填土、湿陷性、黏性土、碎石土和湿陷性黄土等看。如果黏性土和粉土的饱和度较高,那么在使用这一方法前应先进行验证,其处理深度最高可达30m,在施工作业过程中应考虑充考虑到周围的环境影响,这主要是由于强夯会产生强烈振动,会影响到周围环境。
        2.6堆载预压设计效果
        在工程堆载预压区域,由于无法有效处理回填土料问题,最终决定采用吹砂。加之淤泥土属于强度偏低的软土,其强度远远无法达到设计要求,可采用分级堆载方案。即根据理论计算结果,按照分级间歇吹填设计方案进行施工。施工后,检测吹填砂料排水后的质量密度,从而获取每级堆砂总厚度。在吹砂预压施工中,为避免地基失稳,严禁作用于地基上的荷载大于地基土极限荷载,若超过极限荷载,加荷需分级完成,并做好加荷速率控制。在前一级荷载作用下,地基达到一定固定度后,才能进行下一级荷载施加。考虑到按理论计算的分级加荷施工工期过长,可利用监测方法,根据实际监测结果进行加荷速率的调整。一般情况下,可在10~20mm/d控制沉降速率,在4~6mm控制边桩测斜位移。堆载过程中,进料和推平作业可同时进行,直至推平到预定高度。按照监测数据,对堆载高度、加载速率进行严格控制,确保各级荷载作用下地基具有良好稳定性。为避免堆载太高影响地基稳定性,地基最大竖向变形≯10mm/d,边桩水平位移≯5mm/d。通过监测可知,堆载预压可达到预期效果,经固结计算,固结度为80.2%,可满足设计要求,说明淤泥土层具有良好排水固结效果,堆载预压具有较为理想的施工效果。
        结语
        总之,作为一种特殊性细粒土,软基若处治不当,将严重影响工程质量。目前,常采用强夯法、堆载预压法、搅拌桩法等处治软土路基。堆载预压法是最理想的一种处治方法,根据工程实际情况,在设计中将其与强夯法结合使用,可达到良好处治效果和经济效益。
        参考文献
        [1]夏俊杰.软基处理技术在路基路面设计中的应用[J].居舍,2019,39(29):73.
        [2]高苗苗.浅谈道路路基路面设计中的软基处理[J].四川水泥,2019,41(8):55.
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