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摘要:市政基础设施建设是市政工程建设的主要工作内容,包括市政交通、水电系统、能源供应、通讯系统、绿化设施、消防设施等一系列工程建设,这些市政工程建设主要包括城乡基础设施的规划与建设。市政工程的建设是基于政府自身的职能和责任,为市民提供相应的公共服务。市政工程的建设是我国基础设施建设和发展的重要基础,特别是市政工程中水、电、气等系统的布局和建设,关系到城市的生存和发展。
关键词:市政公路桥梁;软土地基;处理技术
1 软土地基特征
软土地基指的是强度低、压缩量大的软弱土层,其中包含一定的有机物质。具体来看,天然含水量≥35%、天然孔隙比≥1.0、抗剪强度<30kPa的软土均属于软土地基。软土地基的存在给市政公路桥梁工程施工造成了一定的危害,如果软土地基处理不当,会直接影响到公路桥梁的施工质量,在后续的使用过程中存在较大的安全风险。除了天然含水量大、天然孔隙比大以及抗剪强度小等特征以外,软土地基压缩性比较高,主要原因是孔隙比大,同时因为土中微生物、腐殖质和可燃气体含量大,所以压缩性高。另外,软土地基透水性差,对排水固结造成一定影响,公路桥梁的沉降延续时间长,并且会出现孔隙水压力,影响地基强度。
2 软土地基处理技术的应用
2.1 置换施工法
软土地层的抗压能力、承载能力以及稳定性都是非常差的,所以为了能够改善地层结构的强度都会使用置换方式。所谓的置换施工法,其实就是将高强度的土层和低强度的土层互换,这样就能够通过土壤互换,提高地层的稳定性和性能强度。当前置换施工法的使用过程中,土壤的置换主要使用的是爆破和挖掘。但是置换施工有几个不可忽视的缺陷就是工程量较大、周期长、成本高,所以置换施工法的应用范围较小。虽然置换施工法的应用范围较小,但是其作用是非常突出的,能够有效地改善软土地基的性能强度。在进行软土地基的置换施工过程中,要先对现场的施工环境进行勘测考察,了解周围的自然环境情况,从而使用合适的置换施工法。换填方式要进行断面全宽,纵面分层,将软土挖去做换填处理,然后将置换的基土先回填入坑内,之后就是使用路面基土进行回填。并且在置换回填过程中,要注意地下水的位置,确保地下水位是低于基坑地面的。并且在置换填充过程中,要做好路面积水的排出措施。当软土地基坑回填完成时,则要使用夯实法和碾压法对地面进行碾压,使得土壤的强度高于原有的软土地基强度,并且能够达到市政公路桥梁施工的要求。
2.2 硬壳层的补强
对于砂质性的软土、湿陷性黄土和粘土硬壳层这类排水性较差的土壤,非常适宜采用硬壳层的补强技术。所谓的硬壳层补偿技术就是在软层地基处理过程中,使用物理碾压、振动冲击压对土地土层进行夯实,使得软土地层的物理层级结构有所改变。硬壳层补偿技术的应用成本低,并且对于地基土层的处理效果较为明显,所以在市政公路桥梁工程建设过程中,应用范围较广。硬壳层的补偿技术在使用过程中,还可以结合硬物填充方式,将硬物沙石进行捣碎,使得硬壳层的强度得到补充,大幅提高软土地层的存在力和稳定性。硬壳层补偿技术的应用范围较广,在使用过程中可以通过现场的实际环境和其他处理方法相结合,实现软土地基治理的综合化,降低了软土层处理的施工成本和建筑成本。
2.3 排水固结处理
排水固结处理就是对软土中含水量较大的地基进行处理,其原理就是通过在软土地基中插入排水管,并且让管道呈垂直的排水形式,使得软土地基类多余的水通过管道排出,从而达到排水固结的作用。当前,排水过节处理技术主要有以下四种方式:沙井堆载预压、降水预压、真空排水预压、电渗排水固结。
沙井堆载预压是用于排水性较差粘土层较多的施工环境,沙井能够将土层进行压实,使得地基的强度大大提高,从而实现排水固结和加快土层凝固。而降水预压法是采用井点抽水来降低地下水的水位,地下水水位降低,必然会使得软土地基的含水层下沉,从而实现软土地基的地层结构改变,加快软土地基的处理速度。所谓的真空排水预压,就是把砂垫层和沙井布置在加固的土体中,然后在砂垫层上放置不透气的塑料薄膜,最后再使用真空抽气设备进行真空抽气,在大气压的作用上,使得软土层中的水分逐步通过孔隙流入沙井,这时候就能达到排水过节的作用。但是真空排水预压的方式应用成本较高,并且此类方法的适用范围较窄,所以在我国市政公路桥梁建设过程中,真空预压法并没有得到广泛的使用和推广;所谓的电渗排水法,就是利用直流电装置把软土地基当中的水体电流进行物理性导向,让土层中的水分流向趋于一致,使得水分能够从统一的排水孔或沙井中排出,从而能够达到快速排水过节的效果。但是这些方法的使用具有一定的安全隐患,在使用过程中技术操作人员特别需要穿着无漏密封的绝缘服,以免造成触电事故,所以电渗排水固结法拥有一定的使用限制范围。
2.4 材料加筑法
所谓材料加注法,就是把一定质量的铝合金、金属丝、锌铜片等抗腐蚀能力较强的材料加固编织成网状或者是条带状,然后加入到公路建设的地基中。利用金属材料和土壤之间的摩擦力,使得软土地层的稳定性大幅提高,拉筋法(材料加筑)是土地层的填充过程中较为使常用的一种方法,并且这类方法的适应性极高,后期通过土层掩埋,有利于公路的雨水排出,维持周边地层的环境稳定,提高市政公路桥梁的地基强度。
2.5 挤密法
所谓的挤密法,就是在软土层中渗透入一定量的沙石粉末,然后让砂石粉末逐渐补充软土层的土壤颗粒之间的间隙,然后再使用压路机对土层进行碾压加固的形式处理。砂石粉末的利用有利于提高软土地层的存在性和强度,并且通过长时间的碾压与夯实,实现了砂石粉末和土壤颗粒之间的有效结合,大幅提高了软土地层的平整性和稳定性。通过实际的施工效果证明,紧密法有利于提高软土地基的整体承载性,实现了路面的整体平稳,并且挤密法的使用有利于后续对土壤的整体维护,大幅降低了土层维护的成本,减少路面反复施工的情况出现。但是挤密法的技术应用要求较高,砂石粉末的配比工序复杂,在砂石配比过程中,一旦出现配比失误,就会使得后期路面出现降低下沉的问题,所以紧密法在使用过程中,一定要进行砂石粉调配比例的优化。
2.6 浅层治理技术
浅层治理技术对于软土地基处理的适用性较高,特别是在市政桥梁工程建设中5米以内的软土地基处理,在处理过程中使用的是综合处理方式,对地层进行综合化的填充或置换,然后通过表面的单一碾压夯实,使得软土地基的地层性能和承载力不断提高,避免施工之后地层大幅沉淀,使得路面的平整度受到破坏。
结束语:
总之,市政道路桥梁工程施工过程中,满足软土地基施工条件,施工单位需要在施工设计前对软土地基进行全面勘察,了解软土地基的天然含水量、天然孔隙率和抗剪强度等,以选择合适的处理技术,巩固基础,减少软土含水量、孔隙比、提高抗剪强度,以便满足工程建设的具体要求,确保有序建设市政公路和桥梁工程,确保施工的总体质量,并延长公路、桥梁的使用寿命。
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