张孟冬
北京市公联公路联络线有限责任公司 100071
摘要:由于不同城市及区域存在地质差异,市政道路施工需有多样化的技术作为支撑,尤其是对不同状况的软土路基,需从加固效果、成本及效率入手,合理选择软基加固技术,保障市政道路有序建设。基于此,文章首先就软基特点及加固处理的必要性予以分析,详细研究多种软基加固技术,并就如何实施技术管理提出具体要求,旨在提高软基加固效果。
关键词:市政道路;软土路基;加固技术
前言
所谓的软基问题主要是指地基结构中存在大量有机土、松软土等成分,同时表面会附着大量负电荷,不断吸收空气中的水蒸气成分,促使软基内部结构含水量偏高。因软基土层结构较为复杂,因此在整体稳定性方面表现较低。尤其在地下水位上升或者地质条件发生改变之后,软基会发生明显的沉降现象,容易对上方道路或者建筑物等构成安全威胁。再加上软基本身就具备较强的触变性、流动性等特点,因此施工期间如果并未严格按照规范要求实施作业,那么土层就很容易出现松动情况,进而引发像道路坍塌等重大安全事故。
1.软土路基特性
1.1抗剪能力较弱
软土含水多、黏性低、易压缩,其在承重情况下,内部组织的稳定性将被破坏,进而出现形变、压缩等问题。而且,在自然状态下,软土可形成有一定稳定性的原状土,但在受力扰动时,将会较快改变其结构状态,呈现出稀释、低强度特点。若不注重软土的加固处理,随意开展市政道路建设,路面会因此而发生沉陷、断裂等问题。
1.2高含水率、高压缩性
因其多包含松软土、有机质土等成分,通常带有负离子成分,更易对水分产生吸附效应,致使软土含水率较高。而且,在吸附水分时也会有空气融入,导致较多空隙产生,使得软土更易压缩。同时,还表现为透水性较差,在无外力时,软土路基排水固结难度较大,威胁道路基础稳定性。
2.软基加固技术
2.1?预应力管桩加固技术
要想实现路基加固,需管控好管桩使用各环节,使其与施工要求相符。相关技术要求如下:一是要确认并测量软土分布,做好软基加固设计准备;二是要合理设定管桩位置,并依照作业流程开展管桩埋设工作,确保其与施工设计相一致;三是标记好管桩位置,并核对设计图纸,使其达到预期加固效果。
2.2排水固结加固技术
对于软基中黏土成分较多的市政道路,在软基加固技术选择上,更倾向于排水固结加固技术。该方法不仅加固效果好,而且较为经济。其技术实现的前提是要有一定渗透性,要改变软基透水性,然后借助荷载重力排出土壤空隙水分,从而达到强化路基的效果。虽然排水固结有技术优势,能够显著改善软基密度特性,使其更具承载力,但是会给长工期道路工程带来更大的填土计算难度,很难快速、准确地控制填料,妨碍软基加固施工质量控制。同时,填土原料选择也很关键,若选择不当可能会引发塌陷,对后期工程投运影响甚大。不仅如此,在排水固结施工中,若竖向排水管埋深较浅,加上排水时机不当、管道阻塞等问题,也将影响软基固结质量,带来较大施工问题。为此,排水固结施工质量不仅涉及原材料选用,而且也对技术操作的合理性有所要求,软基加固施工队伍需尤为关注。
2.3水泥搅拌桩加固技术
当需要加固饱和软土地基时,通常选择使用该项技术,其主要工作原理如下:一般选择水泥为常用固化剂,并借助专门的搅拌机械在地基位置搅拌软土和水泥,在物理和化学作用下形成新路基。一般来说,新路基的稳定性强,不易受到外界因素的干扰,极大地提高了地基承载力与变形模量。
水泥搅拌桩涉及的工艺内容如下:首先应当对搅拌桩采取固桩措施,随后调整搅拌桩机位置,将其安放到指定区域,借助水平仪完成对中和调平等工作,通过经纬仪来调整导管架垂直度,一般采取双向控制方式;当需要预搅下沉时,应当通过后台来拌制水泥浆液,通过集料斗来承接浆液,一般选择普通硅酸水泥,同时在此过程中应当选择合理的水灰比,严格控制水泥用量,深层搅拌桩对应用量一般不低于50kg/m;在此基础上启动转盘,应当在搅拌头转速达标的前提下再下移钻杆,同时做好搅拌工作;借助专门档位来控制下沉速度,避免工作电流过大。
当钻杆达到规定时间,应当及时启动灰浆泵,借助管路来完成浆液输送工作(一般到达搅拌头出浆口),在出浆过程中,需要将搅拌桩机等设备打开,有利于浆液和土体的充分融合;当搅拌钻头超过桩顶距离达到0.5m左右时,应当及时关闭灰浆泵,不断进行搅拌下沉工作;当某一搅拌桩施工结束时,需要移动桩机,开展新桩施工。
其技术优势在于水泥搅拌桩原材料易获取,有着良好的工程适应性;固化材料能够起到良好的吸水作用,降低软土基的含水率,改善软土基的黏结度;充分搅拌有利于固化材料充分渗入孔隙内部,极大地提高软土基强度,同时能减少对环境的污染与破坏。
2.4粉煤灰碎石桩加固技术
这项技术涉及的材料有粉煤灰、碎石和水泥等,将这些材料混合,同时放入适量水进行搅拌以形成新桩,这些新桩对应黏结强度较大,在此基础上使桩和软土、褥垫层等形成稳定性强的复合地基。其优点如下:混凝土灌注时的工序较为简单,同时浆液具有良好的流动性,形成的地基强度大。然而,该工艺仍然存在明显不足,在泵送混凝土时经常产生堵管现象,一旦压力过大,就会导致输料管爆裂。大量实践表明,当泵送连接软管工作时间较长时,如果混凝土和易性差,会极大地提高软管堵塞概率;针对小压力情况,通常需要保证堵管重新成孔,此时会消耗大量材料,不利于再次成孔;当泵送软管对应弯曲半径较小时,会引起软管堵塞现象,压力分布不均匀,导致其提升速度慢,此时混凝土会积聚,严重影响施工进度。
2.5动力加固法
在实际工程中,动力加固法也可称之为强夯法,其作用机制简单,依靠外施冲击力破坏路基原有软土结构,并形成挤压作用,进而产生夯坑。该方法的优势在于动力加固成本低且高效、简单,适用于多种路基条件,可达到良好加固效果,而且无须进行预压,也不用考虑排水问题,但适用场所需有足够大的作业空间,软土层也不宜过深。具体有以下三类加固方式。
(1)动力置换法。根据置换材料不同分为两种:一是桩式置换,也就是以碎石桩的形式增强土体稳定性,而作业时需依靠夯击实现碎石的填筑;二是整式置换,该方法的区别在于既要形成碎石垫层,又需要进行碎石夯击,使其与软土淤泥组成更为稳固的垫层结构。
(2)动力固结法。为破坏软土结构,可借助外施动力,使其在冲击应力波作用下,软土水分经新产生缝隙有效排出,进而为土体固结提供条件。经实践验证,软土沉降往往与夯击力有关,而且随着土体液化度的增长,所吸附的水分将变为孔隙水,尤其是超出90%后,其土体强度弱化到极限,但在夯击作用下,孔隙水会逐步排出,最后少量水分又将转化为吸附水。
(3)动力密实法。该方法依靠冲击载荷,可使软土内部间隙减小,以达到强度提升的效果。经实践表明,动力密实法可使软土路基承载力成倍增长,并满足道路施工要求
3.市政道路施工中软基加固技术的管理措施研究
为确保市政道路施工中软基加固技术得以发挥出预期的作用效果,建议现场施工人员应该严格按照软基加固技术规范与流程进行合理作业。以下是本人结合相关经验,针对市政道路施工中软基加固技术的管理措施进行总结与归纳,以供参考。
一方面,健全与优化现场施工技术责任机制,保障施工的规范性效果。关于软土地基处理问题,现场施工人员必须严格按照建筑地基处理规范合理安排作业,减少软基造成的不均匀沉降问题。施工期间,现场施工人员应该按照逐级深化施工要求,按照本区域软基表现特点以及工程实际需求,选择合理的加固技术,确保软基加固效果达到预期。
另一方面,集中强化软基加固技术管理工作,确保技术施工质量有所保障。施工期间,现场施工人员应该严格按照技术施工标准进行合理贯彻与落实。最好可以根据工程实际需求选择合理的软基加固方式,防止因选择不合理而导致隐患问题出现。同时,监理人员以及管理人员应该发挥好自身的主体作用,划分好施工区域并交由相关人员进行全权负责,确保施工技术责任得以落实。
结语
总而言之,在市政道路建设的不断发展中,应多关注软土地基加固施工技术,分析其应用效果,使其更好地应用于施工,确保软土地基加固技术具有良好的适用性,减少安全问题,为市政工程提供良好的基础条件。
参考文献:
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