试论市政道路路基设计与软基处理

发表时间:2021/7/8   来源:《基层建设》2021年第11期   作者:黄贻捷
[导读] 摘要:城市道路建设利国利民,是全社会关注的热点,健全城市道路交通体系,能够实现交通运输的多层次化。
        广东建筑艺术设计院有限公司  广东省广州市  510600
        摘要:城市道路建设利国利民,是全社会关注的热点,健全城市道路交通体系,能够实现交通运输的多层次化。在城市道路建设过程中难免会经过软土地基的区域,软基处理工作是其中必不可少且十分重要的环节。由于对技术的要求较高,在各个地段和路段上需结合实际情况选择适合的软基处理方法,以科学、合理地进行道路建设。
        关键词:市政道理;路基设计;软基
        1市政道路路基设计的原则
        科学的路基建设与设计直接影响着道路的质量,在道路建设中路基的质量会直接影响路面承载力的大小。市政道路建设中的路基设计是整个建设工程质量保证的基础。正因为其重要的地位,在进行具体设计的过程中就需要遵循一定的原则。(1)路基所受到的自重、路面压力和路面传递而来的行车荷载都由路基来承受,这就需要路基有很强的承载能力,这在设计中需要尤为关注,必须在设计过程中保证路基的承载力满足要求,只有这样才能避免在外力作用下,路基发生破坏,造成路面损坏、塌陷等意外发生,从而造成不必要的损失。(2)路基的稳定性也是设计中必须要考虑的因素,由于不同的地理位置和气候环境,地质也存在很大的区别,需要在设计时遵循因地制宜,具体问题具体分析的原则,保证路基整体结构的稳定性。(3)此外,设计过程中还需要保证路线的平顺,为后续的工作打下安全、稳定的基础。
        2 市政道路路基设计要点
        对市政道路进行设计时,一般情况,填方路堤较低,多数都小于4m,路堤的边坡进行设计时,采用的边坡坡率通常为1:1.5。在地面横坡大于1:5~1:2.5时,填方的路基要挖成不小于两米宽度的台阶,并且设置一定角度的内向横坡。在对路基的边坡进行设计时,要结合实际情况,道路修建后,两侧的土地可能在较短的时间内就被开发利用,所以不需要设计边沟,这就决定了在路基的边坡设计过程中要重点关注临时简易土质排水沟的修建。在对市政道路进行建设的过程中,不同地区由于土质情况不同,城市的地势起伏程度可能会发生很大的变化。为了保证路线的平顺,结合道路沿线的地势高低起伏情况,要对填土的高度进行科学精确的计算,保证路面边缘标高与原地面的高差。由于填土高度对市政道路路基的设计工作的科学性和合理性产生一定程度的影响,所以在对路基设计的过程中,要紧密结合填土高度的实际情况。由于在很多城市的道路建设过程中,存在很多的素填土,所以在施工前期要对这些素填土进行清除,并且回填一些合格的路基填料。但是当素填土的厚度在0.8m~3.5m的范围时,在清除耕填土后,要对原来的素填土进行翻挖,并掺入生石灰,保证填土的结实。
        3市政道路软基的处理方法
        3.1 换填垫层法
        换填垫层法是指运用人工或机械的方式处理路基相应深度范围的软弱土层,一般将这部分软弱土层以砂、石或石屑等硬性材料换填夯实,以降低路基垫层的压缩性,增强其承载力。换填垫层法主要包括换填土、抛石挤淤及爆破挤淤等方式。换填土法的施工较为简单,是指将路基一定深度的部分或全部的软弱垫层以人工挖掘置换或爆炸法挤出软弱土层的强制置换,然后按不同深度划分层次,根据不同层次路基需要换以适宜强度、性能稳定的砂石材料,层层压实至密度要求的程度。这种方法的加固原理是依据于土中附加应力的分布规律,提高垫层上部的应力承受能力,而减小了软弱层承受的应力,满足了对路基的要求。换填土法的施工通常能在短时间内达到目的,人工挖掘置换的质量更优、可靠性更强;置换材料以承载力稳定、抗干扰能力(如水浸)强的粗粒土为佳。抛石挤淤法的适用于路基的软土厚度<3.0m,且地基表层无硬壳,呈流动状态、排水困难的路基。这种方法是指向路基的底部由中间两侧抛投相应数量的高强度、不易风化的大石块挤出其中的淤泥以增强路基的承载能力,其中抛掷所采用的片石的尺寸应小于0.3米,然后在上面铺一层0.1m厚碎石与砂层,最后在其上进行填土施工。


        3.2堆载预压法
        堆载预压法指在适用于工程建造前,采用大于等于预计荷载进行预压以使地基提前沉降,达到提高地基强度的效果,降低完工后沉降的风险。其中加载预压排水固结法是指预先加载地基,根据路基自身的情况分层加载袋装砂井等材料,并设置纵向横向排水体将地基中的水排出,使得地基土固结沉降;传统的排水施工方法是将袋装砂井掷于地基之上后用垫一层土工布加筋,这样纵横向都可以排水都以排水,提高了排水的效率,并使地基的沉降更加均匀。另外,袋装砂井的质量对施工质量影响很大,因此对袋装砂井的密实度要求较高;随现代工业技术的发展,塑料排水带以其优异的性能(如:速度较快、便捷、效率高、抗折能力较强等)而逐渐取代了袋装砂井。实践表明,这种方法对于较厚的饱和软土和冲填土地基的处理效果显著,能在很大程度以止提高地基土的应力承受力。
        3.3 深层搅拌法
        这种方法是指将水泥或其他材料作固化剂与软土层用喷粉搅拌法或喷浆搅拌法强制搅拌而两者产生的相应的物化反应,形成性能更强的加固体;所形成的地基是一种复合型地基,它与桩土共同承担应力。这种方法适用于加固粉性土质、沙土、淤泥土质、液化带流砂和含水较高且承载力小于120kPa的粘性土质的软路基。深层搅拌法最大限度利用了原土,且搅拌时不会使两侧向挤出,不会影响到周围原有建筑物;另外,这种施工做法的设计可依据地基土的不同性质与要求来选择固化剂及配方,比较灵活;而且由于深层搅拌的施工振动与噪音较小,也没有污染,可在市区及建筑密集的区域进行。
        3.4碎石桩法
        碎石桩法是碎石桩法和砂桩法的总称,指采用振动、冲击或水冲在软弱地基中打孔,再将碎石或砂挤压入孔中,形成大直径的密实桩体,复合加固地基,减少沉降提高原地基的承载力,还可提高路基的抗剪强度与抗滑稳定性。碎石桩法适用于疏松砂性土和软弱豁性土的路基处理,这种方法可达到挤密、置换、排水、垫层和加筋等效果。振冲碎石桩法对砂性软地基的加固效果更好,可提高地基承载力达50%,而且可消除砂土的液化以及沉降带来的变形的问题。碎石桩法具有施工速度快、加固效果显著、工程造价低等诸多优点,就目前来说是提高砂土地基承载力、防止液化的最佳选择。粉煤灰碎石桩法作为常用的碎石桩法,利用工业废料——粉煤灰与碎石加以适量水泥铸成胶凝体。此方法可节省水泥及砂的用量,实现废料重复利用,消除炭化作用。
        3.5强夯法
        强夯法是指通过采用8-30吨的重锤,距路基表面8到20米高处的自由落下,如此经过反复多次对地面击落,以在地基中形成强大冲击波和动应力,振密并夯实地基土,达到加固、改善砂土的抗液化和湿陷性的目的。强夯法给土体带来巨大冲击能量,产生振动效应而导致土体结构的破坏,增强了孔隙水的压力,而使土体中的自由水和毛细水从土的颗粒间,由高压区流向低压区达到排泄的目的,提高地基的强度。强夯法一般适用于粗颗粒含量较高的非饱和土质的地基处理,而对于饱和度较高的粘性土效果不理想,尤其是淤泥和淤泥质土地基。从强夯法处理效果来看,经强夯加固处理后,其地基的承载力可提高1-5倍,可有效加固深度5m-l0m的深层地基。经强夯处理后,消除饱和疏松粉细砂的地基液化风险和湿陷性黄土的湿陷性,减轻不均匀沉降的危害。
        结束语
        路基设计是整个道路工程的关键环节,现有的路基处理技术已经相对成熟,可以满足路基的稳定性需求。在处理软土地基时,需结合城市的地质情况进行考虑,针对不同的地质情况,选用有效的处理方法,保证道路工程的顺利进行。
        参考文献:
        [1]张广涛.公路路基路面设计中的软基处理问题[J].科技创新与应用,2017(10):245.
        [2]蔡庆林.关于市政道路软基处理措施的分析[J].建材与装饰,2017(34):17~18.
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