北京市政路桥管理养护集团有限公司 梁艳楠 100000
摘要:道路建设是城市发展中重要的组成内容,我国对道路等基础设施建设有着高度重视。不过当前市政道路工程施工中常常会遇到不同的地质情况,如果没有采取有效的处理办法和施工工艺很容易出现施工质量不达标的情况,对道路运输安全产生不良影响。软土地基是当前市政道路施工中常见的问题之一。随着新时期科学技术的不断发展,软土地基处理技术也得到进一步改进创新,档期啊很多工程软土地基处理方面都能够取得良好效果,实现路基稳定性的提升。将软土地基处理中损耗率降低,能够有效对市政道路沉降、变形等质量问题进行较大程度的控制。施工单位必须不断提高自身的施工技术水平,将软基加固技术能力提高,从而保证软基处理的效果。不同市政道路的情况都存在一定的差别,为了确保软基施工的处理效果,工作人员需要提前做好道路具体情况的调查和分类,然后判定应当采取何种处理技术,明确软基施工方案。为此,施工人员需要深入地了解和分析施工道路路基的具体优势和特点,科学地开展施工组织设计。只有充分做好道路软土地基情况的分析,制定合理的施工方案,才能确保软基处理效果。本文以具体工程为研究对象,分析软基处理措施,仅供参考。
关键词:市政道路;软土地基;加固技术
绪论
在现代市场经济发展和城市建设中,市政道路发挥的作用至关重要。我国道路交通系统不断完善和扩展,道路工程所面临的地质条件复杂程度不断提高,同时随着科技的进步,软土地基处理技术也得到了较大的改进创新。工作人员通过对软土地基的特点进行分析,合理选择施工材料、施工技术、施工工艺等,能够实现地基稳定性提升的目的。在市政道路软基处理中,为了保证施工质量,工作人员需要不断研究床戏,提高自身的技术水平,加强施工过程管理,不断总结经验教训,从而提升自身的整体技术能力。
一、市政道路工程软土地基概述
在市政道路工程建设中,软土地基的特点可以总结为如下几点:
第一,各向异性。软土地基结构的稳固性比其他路基相比更加薄弱,这和其组成成分、环境因素、气候因素等都有直接关系,并且不同地区的软土地基的形成原因有着一定的不同之处,在加固处理道路地基过程中不可盲目套用其他施工方法,需要充分分析软土地基的特点,然后合理确定施工工艺技术,从而保证地基承载能力的提升。
第二,抗剪强度低。道路软土地基有着较为松散的土质结构,土壤的颗粒之间的缝隙较大,缺乏抗剪能力,一旦车辆 通行将难以支撑其重量,如果超出荷载那么必然会出现沉降、变形等诸多问题。
第三,塑形体积应变。在处理软土地基过程中,其主要是以土壤密度提升、结构改善、地基承载能力提升为方法,如果外部力量影响到软土地基,那么一定会改变软土地基的内部结构。
二、市政道路工程软土地基加固常见技术
1、碎石桩打压技术
该技术主要利用振动机械设备,通过高压水流冲击软土地基,使其形成孔洞,然后将孔洞内的杂物清理干净,用坚硬的碎石或者卵石填充孔洞形成牢固的碎石桩,地基的承载能力会随着桩间土共同承受荷载而得到显著增强。市政软土地基施工中采用碎石桩技术主要包括三项工作内容,其一,将软土地基中的部分软土土质置换成为高强度的碎石桩,将地基的强度增加;其二,通过碎石桩插入原始地基形成挤密作用,达到土体挤压、土质密实度增强、空隙减少的作用,进而实现地基抗压强度增高的效果;其三,碎石桩插入初始地基中能够将排水速度提高,桩体对原始土层产生的压力会逐渐排出地基空隙水,将地基固结所需的时间缩短,实现预先加固地基的目的,承载力会随着时间的推移而有所提高。在杂填土、人工填土、黄土、砂砾等松散度较高的土层中适合应用碎石桩施工技术。有的粘性土层的排水效果差,空间强度在 20k Pa以内,此类土壤中也适合应用碎石桩施工技术。
2、换填法
所谓换填法,主要是采用一定的方式清除干净软土地层下一定深度的软质土层,然后填充鹅卵石、矿渣、粉煤灰、碎石等稳定性好、强度高、压缩性较低以及没有侵蚀性的材料。土体换填工作往往会应用到人工、车辆、机械等多种资源,通过各项资源的合理配置和应用能够将换填效率提升。在使用换填技术时,工作人员要根据标准规范批量检验换填所用的材料、设备等,确保施工材料、设备能够高效利用,避免发生质量问题。如果是浅层地基换填施工可以按照分层填筑、碾压、检测压实度的工艺开展施工作业,碾压标准要严格遵守设计规定,确保压实度能够达到设计规范要求。在较浅的软土地基中适合采用换填施工技术,通常有效处理深度不超过3m。换填法在处理含有大量腐殖土、淤泥质土等软拖地机上能够发挥较为显著的效果。有的地区土壤含有大量的膨胀土,通过换填处理后能够将地基土膨胀作用有效消除。在湿陷性黄土地质地区,通过换填处理能够将湿陷性降低乃至消除。换填处理还能够降低或者消除季节性动图的冻胀力。可见,该方法在浅层地基处理中有着较为良好的应用效果并且应用较为广泛。
3、强夯法
该方法主要是利用重锤夯实地基。在强夯法处理软土地基时,通常选用10-45t的重锤,用起吊机械设备将其调离地面大约10-45m的高度然后利用重力使其自由下落夯实软土地基。重锤的下落主要依靠的是重力,按照能量守恒的原理,实现势能到动能的转换,对地基表面进行巨大的动能冲击,利用声波辐射的压缩波和剪切波等能量达到振动土体的作用。在重锤下落后,重锤和土壤之间的接触会产生摩擦进而生热,有的动能转换成了热能。以动力固结理论分析,孔隙水压力和土壤颗粒错动是可以收到压缩波振动而发生改变的,土壤颗粒之间会受到剪切波的影响而更加紧凑,进而快速压缩固结土体,进一步提升地基的承载力。强夯法有着十分简单快捷的操作流程,无需耗费大量的人工、设备和时间,有着明显的加固效果,可以将软土地基的承载力提升到原有承载力的2-5倍左右,能够降低大约10倍的沉降量、水平位移、压缩性,达到提高土体强度的效果。如图1为强夯法施工现场图。
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4、堆载预压法
所谓堆载预压法,是在现场处理软弱地基时利用砂石料或者机械设备预压载荷,通过预压荷载的方式挤压土壤空隙中的水分,促使水分从土壤中排出,达到固结土壤、提升土壤承载力的效果。当地基基本稳定后可以将预压荷载逐步卸去,实现地基部分沉降的消除。处理后的地基的加固效果直接受到地基表面荷载大小和荷载施加速度的影响,一般情况下需要根据构筑物的荷载进行预压,不过有时会存在剪切破坏的问题,为此,在实际施工中,一般按照实际构筑物荷载的1.3倍左右进行预压荷载选定。荷载的加载方式通常选用分级的方式,也就是按照一定的时间间隔详细观测并且记录桩体的竖向变形、孔隙水压力、边桩位移等情况。在淤泥质土、腐殖质土、杂填土等饱和粘性土地基中通常可以使用堆在预压法。此外,该技术在透水性好的薄层粘性土中也有着良好的应用效果。如图2为堆载预压法施工示意图。
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5、真空预压法
上世纪四十年代摸尤为瑞典科学家提出了真空预压法,其他国家随后加强了学习和研究真空预压法。我国到上世纪七十年代摸才开始正式将该方法应用于软土地基处理当中,其效果较为良好。真空预压法主要是在软土地基中设置排水盲沟等排水设施,用砂土作为垫层填筑到排水设备上,用塑料薄膜密封完好整个地基表面,并且利用抽泣设备排出薄膜内的空气,保证内部处于真空状态,此方法会降低地下水位,此时薄膜外的大气压高于内部压力,受到大气压力的作用,地基土体会的固结会加速,沉降值达到预期要求。该方法在地下水较多、渗透性差的软土地基中应用效果良好,并且在稳定性要求高、堆载困难的地区可以选用该技术。和堆载预压施工技术相比,真空预压法有着更加均匀的受力土体,预压效果更好,并且在工期和投资方面能够起到良好的节约效果,施工中不会扰动周围居民,不会产生较大的扬尘,有着较高的安全性。如图3为真空预压法示意图。
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三、实例分析
1、项目概况
某市政道路工程建设区域存在软土地质,经过勘查得到结果,场地内有着较为丰富的地表水体,场内多为软土和液化土,主要特殊性图为淤泥土,不存在防空洞、河道、墓穴等特殊构筑物,并且不曾出现塌陷、滑坡、泥石流等严重地质问题。经过工作人员研究分析,确定此工程采用水泥搅拌桩和PTC方式处理软土部分。
2、水泥搅拌桩施工技术分析
(1)施工原理
该技术主要利用的是水泥的遇水固化的性质,将水泥喷入土体后利用搅拌桩机将土体和水泥充分混合,使其融合并且固化,固化后的形成的整体地基有着更强的水稳定性和强度。水泥搅拌桩是当前常用的一种处理软土地基的方式。
(2)施工技术分析
双向搅拌桩和钉型搅拌桩是本工程主要的两种搅拌桩形式,在施工中,土体的压力作用下桩身搅拌叶片可以实现自动伸缩,此性质能够将搅拌桩的桩径改变。具体施工中,首先需要将钉形搅拌机定位,也就是在制定桩位设置搅拌机、起重机等设备,然后试桩,合理确定并控制钻进的速度、喷浆压力等各项参数。通常喷浆压力不得低于0.6Mpa。钻进速度和提升速度分别为1.0m/min-1.8m/min和1.0m/min-1.8m/min。
(3)施工要点分析
其一,为了保证浆液均匀性和比重稳定性,应当采用高速自动化制浆系统,降低人工制浆搅拌不均匀等问题的发生,同时工作人念远应当严格监控和上传每天的制浆量等数据信息,从而为制浆效果提供保证。
其二,工作人员应当加强配合,保证前后台能够无缝衔接地配合,避免出现断浆问题。如果发生停浆那么再次注浆前需要将搅拌机下沉到1m后再继续开展注浆作业,确保施工的连续性。
其三,对于含水量较高的路段的软土处理需要重点做好质量的控制,可以利用在线监控系统实时监控水泥搅拌桩的施工情况,尤其重视桩长、浆量等重要参数的监控,做好数据的记录和双穿,利用反馈系统及时监控和控制每根桩的施工进程。
其四,如果桩土顶面差异沉降反射到路面会发生高低起伏现象,为了避免出现此类问题,应当在设计阶段做好路面高程和水泥搅拌桩桩顶高层差的控制,一般至少为2m,如果无法达到此数值那么需要在施工中向下开挖一段深度,然后方可施工。
3、PTC管桩施工技术分析
预应力技术和离心制管技术共同结合使用得到了预应力管桩施工技术。预应力管桩施工技术有着较快的施工速度,较强的适应性,便于质量管控,所以在各类建设项目中有着较为广泛的应用。如图4为预应力管桩的具体施工流程。
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本工程施工中采用的外径为500mm,壁厚70mm的预应力薄壁管桩,施工中首先要将杂草等障碍物清除,整理好地面,做好临时排水沟的设置,检查机械设备的运行情况,确保一切准备工作充分后,开始试桩。工作人员要实时监测试桩中的桩、土应力变化情况,当试桩成功,可以大面积开展施工作业。需要注意的是,该施工技术应用中容易发生破裂的问题,所以工作人员要注意起吊管桩过程中做好管桩的保护,轻吊轻放。
结论
我国市政道路建设在不断扩大,并且逐渐蔓延到各个偏远的地区,很多地区都存在软土地质。软土地基的处理直接关系着道路后期的使用安全、使用寿命等,为了确保道路建设质量,应当做好软土地基的处理。为此,工作人员要根据道路地质具体情况,合理选择软基处理技术,不断总结经验教训,提高施工技术水平,为市政道路的施工质量奠定坚实的基础。
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