市政道路常用的软基处理技术解析

发表时间:2021/7/22   来源:《城镇建设》2021年4卷第8期   作者:周祥
[导读] 随着城镇化进程加快推进,每年需要建造大量的市政道路
        周祥
        中交(长沙)建设工程公司 ,湖南长沙   410200
        摘  要:随着城镇化进程加快推进,每年需要建造大量的市政道路。由于市政道路经过的沿线比较长,会遇到各种不良地质情况,其中,软弱基础是常见的问题之一,必须及时进行处理,保证工程质量。本文结合工程实践,对软基进行处理方法谈谈自己看法。
        关键词:道路;软基;符合地基;处理方法
        前言
        随着我国道路建设迅速发展,对道路的要求增高,为了确保路基及其外侧建筑物等的安全,必须对软基进行处理。软土在我国的分布十分广阔,具有压缩性高、含水量大、承载力低等特点,如果直接进行道路施工,施工中很容易变形,影响道路的稳定性,并降低道路的质量,对道路通行安全造成严重的干扰。如果在道路运行过程中发生破损,不仅需要花费大量的资源进行维修,并对交通安全通行造成很大的影响。
        一般情况下,道路施工遇到软基,如果没有事先对软基进行处理,就会对道路路基的沉降造成影响,并使道路正常功能受到影响,还会引发一系列的后续问题,包括:(1)路基的抗剪力降低,导致道路边坡外侧发生隆起现象,而路堤发生滑动;(2)路堤与人工构造物连接的地方差异性明显,导致跳车;(3)路堤发生变形,导致道路路面受到破坏。这就需要在软基道路施工中,首先对软基进行处理,改变软基的性质,提高软基的抗剪力度以及抗液化能力,满足道路施工对沉降的具体要求,确保道路施工的安全,提高道路施工企业的社会效益与经济效益。
        在道路建设中,往往会遇到因道路地质的问题需考虑如何选择经济、合理的处理方法。下面按软基厚度不同分别以浅层、深层、复合三种情况分别论述。
        1浅层处理方法
        1.1砂砾垫层
        该种方法适用于软土层不厚,排水条件良好的情况。砂砾垫层一般厚度为10-30cm,为保证安全路基的平整,便于施工,在凹处可适当增加砂砾厚度,以便达到表面平整、统一。其基本原理是增加排水面,形成排水层,使软土地基在荷载作用下加速排水固结,达到增加软土层的强度。在施工中,应选用洁净中的、含泥量小雨30%的天然砂砾为宜。施工时适当洒水,分层压实。
        1.2土工织物
        土工织物是由聚酰胺纤维(尼龙)、聚酰纤维(绦纶)等高分子化合物经加工后合成。它一般比较轻,抗拉性强,具有柔性和高抗拉强度、耐久性、耐腐蚀性,能与砂土很好的结合组成复合地基。土工格栅是目前处理桥梁桥头处、新旧路基衔接处、下范围路基软基常用方法,其特点是施工便捷、快速、直接采购便可。
        1.3换填法
        换填法是一种将不太深的处理范围内的软弱土层挖去,然后换填以砂砾、碎石、灰土等材料,再用人工或机械方法进行碾压。此种方法比较常用在鱼塘、山塘、围岩等常规换填路段,其特点是施工简便、直观,便于直接验收,效果也不错。
        某改建工程路段地基右侧为农田,表层40cm为淤泥质土,天然含水量达到40%,属于表层软粘土。根据其特点,归类于浅层软土。采用土工格栅+30砂砾或换填50cm砂砾(碎石),碎砾石的最大粒径为5cm。两者进行对比
        观察效果:采用换填50cm砂砾(碎石)方法,用压路机碾压时出现了较大的车辙。车辙深度为10cm;采用土工格栅+30cm砂砾方法,经碾压后车辙深度分别为4cm~6cm。填平车辙后继续碾压,铺设土工格栅的路段车辙深度无明显变化,而未铺设土工格栅的路段车辙深度逐渐加深。可见土工格栅起到了良好作用。
        2深层处理方法
        2.1排水固结法
        排水固结法的原理是在软基中设置袋装砂井或塑料排水板,利用路堤恒载逐级加载,软成土孔隙水排出后逐渐固结,产生压密沉降,达到增加地基承载强度。
        塑料排水板:是将100mm宽,厚2~4mm的塑料板插入软土层中,利用板中深沟,土中孔隙水在受压情况下顺沟而上排出地面以下。
        (1)通水量影响
        排水板在地基中,不仅要受到侧向压力,而且随时间的推移,周围环境因素对板也会侵蚀。因此,排水板随着时间增加,其通水能力会逐渐下降。
        (2)变形影响
        软基的排水固结过程中,随着地基的不断沉降,路基强度不断增加,排水板会发生弯曲变形。

这些弯曲改变了排水通道的形状和大小,增加了水流阻力。
        2.2袋装砂井:是将散体砂装入化纤纺织物细长袋子内,置于软土中作为竖向排水体的一种方法。一般是采用用直径5~10cm塑料编织袋,采用专门机械将装入中、粗砂袋子打入土中。砂袋由化纤纺织制成,它具有较大的拉伸强度,竖向砂袋正好处在与土体滑动带相交,起到竖向加筋和抗滑作用,起到稳定路基。影响加固作用的主要原因是砂井的间距而不是直径,如果袋装砂井的直径为7~10cm时,间距一般在1.0~2.0m布设。
        2.3塑料排水板与袋装砂井法的比较
        塑料排水板的作用原理与袋装砂井法相同,施工方法基本相同。与袋装砂井比较,塑料排水板具有打设速度快、效率高、施工机械轻便,对软土地基扰动较小,抗折能力较强等优点,可以单独使用,但一般以结合砂垫层或其他方法一起使用。
        某改建工程路段地基为淤泥质粘土、亚粘土、含粘性土圆砾(碎石)等,厚度达到了12m,且含水量高达60%。当软土地段路堤高度大于3m的路段采用塑料排水板与砂垫层联合作用的排水固结法。
        具体施工方法:采用正三角形布置,间距为1.5米,最大深度按15米设计。先对表土进行清理,压实、使基底达到规定压实度后,先铺设30cm厚砂砾垫层,再按设计位置打设排水板,铺设第一层土工格栅,达到要求后铺设剩余砂砾垫层,若有第二、三层土工格栅,则第二层铺设在50cm砂砾垫层之上,其上一层填料压实后铺设第三层。填土速率为0.8m/月控制。同时结合沉降速率进行双重控制。经观察,在达到设计标高时,已趋于稳定。
        2.4真空联合堆载预压法
        真空联合堆载预压法是真空预压与堆载预压联合施工法。
        (1)加固机理:抽真空在土中某些边界造成负压缩,将土体孔隙中的部分气抽出,使土产生固结而加固。
        (2)预压与超载预压
        预压期可根据工后沉降量来确定,也可根据固结度来确定。前者用于沉降作为主要控制地方,后者用于稳定为主要控制作用的地方。若沉降和稳定两者均为控制因素,则选用两者中较长的预压期。在预压期内地基应完成的沉降量不能少于路面设计使用年限末的沉降量与容许工后沉降之差,在必要时,预压期末地基的固结度还要满足地基稳定性的要求。通常宜结合竖向排水体进行超载预压。
        3复合地基法
        3.1深层搅拌法形成的复合地基特点
        ①桩体越长,间距越小,处理效果越好;②搅拌法处理过的软基固结缓慢,软土的固结度小;③复合路基的侧向变形小;
        3.2粉喷桩
        粉喷桩法是目前处理深度较深、面积较大、地形较为复杂的常用方法。其利用专用的喷粉搅拌钻机将水泥等粉体固化剂喷人软土地基中。将软土与固化剂相互搅拌,产生的一系列物理化学反应进行固化作用,使软土形成具有一定强度的桩体达到增加承载能力,形成复合地基的一种方法。粉喷桩具有能有效减少总沉降量,承受较大的加荷速率,抗侧向变形能力强,可大大缩短工期。
        3.3适用土质
        (1)适合干各种成因的饱和软土粘土,如淤泥、淤泥质土,粉土和含水量较高的粘性土。由于粉喷桩是将干的固化剂(水泥、石灰粉)拌入地基的,粉喷桩适用于土层的含水量宜大于50%的软基。当软基中含水量低50%时,必须在搅拌过程中加入适当水分。
        (2)施工过程中的质量三个重要环节:一是桩长按持力层控制,二是复搅控制,三是粉喷法和浆喷法的比较。
        结束语
        在工程的实施过程中,使新技术、新工艺不断完善。因为软基处理在道路工程中是相当重要的一块,必须掌握地质情况,对地质勘察提出了较高的要求。路基的好坏,直接影响到路面使用情况。在分析路基沉降、侧向位移的过程中坚持以数据说话,应根据不同情况采用不同的处理措施,总的来讲应以简单、便捷、处理费用小为处理原则。以上是本人对软基及软基处理方法的粗浅认识,希望能为创造更快捷、舒适、安全的道路提供更好的措施。
        参考文献
        [1]黄文者.人工地层冻结技术在岩土工程中的应用.城市建设理论研究(电子版),2019(35)
        [2]林婵华.高速道路拓宽工程软基处理方案优选研究[J].新乡学院学报(自然科学版),2019(05)
        
        
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