徐磊
中设工程咨询(重庆)股份有限公司,重庆 400025
摘要:近年来,我国的城市化建设的发展迅速,城市道路建设期间,土路基施工是施工过程中最重要的环节,而软土路基的出现成为阻碍工程进度和确保工程质量的绊脚石,为此,要求工程设计人员需结合不良地质情况,给出合理的设计方案和处理措施,来提高道路路基承载能力和整体稳定性,保证道路建设工程质量。
关键词:市政道路;软基处理;技术;应用分析
引言
目前,我国的市政工程建设迅速,结合市政道路项目工程建设现状可知,常见的质量问题之一为地基沉降,尤其在软弱地基部位进行施工,若地基处理不当,很容易因为地基沉降或差异沉降过大进而影响道路的正常使用。因此,选择合理的软基处理技术方案并进行科学快速实施,取得预期的经济和社会效益具有重大的实际意义。
1设计要点
市政道路路基设计过程中,要求工程设计人员加强对路基排水系统和路基防护设计。一方面,路基排水系统设计工作要以市政道路工程施工实际情况为前提,根据道路工程施工周边的地质、水文、自然环境等条件,结合区域地形和水系情况,在不破坏工程周边河流水系的基础上,坚持经济适用原则,进行道路路基排水系统设计,根据路基排水系统的不同用途和功能,将其分为地下排水系统和地表排水系统,采用高低差系统建设方式,有效降低道路路面积水高度,防止地表水向路基内部渗透;另一方面,路基防护设计工作,在路基周边建设防护坡,对路基进行加固和支挡,重点对挖方边坡及填方路段进行防护设计,根据边坡风化程度和性质采取具体的防护措施,提高道路路基的整体稳定性。
2软土路基的特点
软土以黏土、粉砂为主,含沙量高,含水率高。软土易压缩,硬度、强度弱,承载力较差。主要表现为含水量较高、抗剪性能差、荷载性能弱等。
2.1含水量较高
软土一般由黏土颗粒物及淤泥等成分构成。软土路基通常具有较大的孔隙,且软土路基中部分有机物在各类地质结构中呈现为絮状结构。软土路基一般含水量在40%~70%,由于剪力的作用使得软土形变较为突出,软土的固结沉降将反复发生,会影响到道路的安全性。
2.2抗剪性能差
土层容易变形、抗剪性能差是道路软土路基的特点之一。现有数据资料显示,如果对软土路基不进行排水处理,其抗剪强度会低于20MPa,软土路基内部的摩擦角通常为20~35°。软土路基抗剪性能差主要是因为软土路基通常是松散土层、泥炭土质或者间隙较大的土层,一旦道路软土路基受到较大的剪切力,软土路基的土层之间无法保持原有的形态,容易发生偏移、变形等问题。如果道路的路基出现偏移、变形甚至是坍塌等都会影响道路工程质量和施工成本。
2.3荷载性能弱
荷载性能在确保道路发挥运输作用方面发挥了关键的作用,而道路软土路基荷载性能差却成为制约道路充分发挥其运载能力的重要因素,主要体现为易导致道路施工中出现变形或沉降,道路路面无法承受较高的荷载压力,容易出现路面开裂等现象。
3市政道路软土地基处理技术及对比分析
对软土地基的处理技术有很多,最终目的是确保处理后的地基必须满足强度、变形、动力稳定性和透水性要求,常用的处理方法主要有:
3.1浅层软土地基加固施工技术
对软土地基进行处理时,要结合软土地基的深度选择合适的加固施工技术,若软土基地深度不超过3m,则常采用排水垫层或换填加固施工技术。
若使用排水垫层施工技术,则要按照300~800mm的范围要求控制垫层厚度。排水垫层施工应选用碎石或砂砾,要确保上述材料具有较好的透水性。同时在进行排水垫层施工时,需注意铺设垫层时,要对路堤脚部位进行延伸,一般应延伸0.5~1m。若使用浅层搅拌加固技术,则要控制厚度小于2m,将水泥和石灰掺入湿陷性黄土、非饱和软土、素填土中,提高土体整体强度。此外,对于较浅层的软土地基而言,工程人员还可使用换填法进行处理。施工人员要按照设计方案对软土地基部位进行开挖,并关注软土层的开挖深度,当与施工方案要求相符时,可将高强度的土体、砂砾等填入其中。完成上述操作后及时进行压实处理,确保处理后的软土地基强度和密实度达标。
3.2静动力排水固结施工技术
静动力排水固结施工技术是一种优化整合的软土地基加固施工技术,即将动力固接法与排水体系进行整合,加强对软黏土地基的处理。在具体加固过程中,工程人员要设置排水体系,一为水平排水体系,主要为合理地设置盲沟,并在盲沟的交汇处设置集水井。二为竖向排水体系,主要应将塑料排水板合理地进行放置,此时土地层会受到适量的精力,同时会承受变化的动力荷载,当出现上述超载现象时,土地层中孔隙压力会出现升降变化,此时,孔隙水会从快速排水体系中排出,进而可改善土层的抗剪强度,并降低孔隙比,最终将显著降低工后沉降问题出现的概率,最终地基土将成为超固结土,可保证地基整体稳固性达标。在执行该施工工艺的过程中,主要从以下方面进行了施工细节把控:一是分层填土。在进行填土处理时,以整个填筑土为核心,找出其中间厚度位置,并将约50cm厚的石粉铺设在其中,对分层填土表面进行重力碾压,应分层进行,要求达到工面要求高程;二要全面振动压实铺设的中粗砂,确保达到90%这一基本要求。施工过程中,在淤泥土中会沉入部分砂体,且在排水体系的作用下,抽、排水操作将改善上部淤泥土体性质。上述操作完成后要等待10-15d才能进行后续施工;三是要科学地对盲沟和集水井进行布置,做到及时排水,促使淤泥软土更快固结;四要进行地基清理,要以淤泥土层为基面进行土体清理,在清理的同时要将中粗砂填入其中,并控制填入厚度,基本为1.0m即可。
3.3合成材料加筋加固施工技术
采用合成材料加筋加固法进行市政道路软土地基的处理,工程人员要关注科学选用合成材料。在合理使用合成材料的基础上,可有效地对路基荷载进行分散,同时可起到排水、隔离、反滤以及加固作用。合成材料一般稳定程度较高,在抗压、抗拉、抗剪等方面都有较为优异的性能表现。使用合成材料可制作成强度和刚度较高的复合体,包括桩体、墙体等,将上述结构应用在软土地基中,即使路基塑性被破坏,土工合成结构也将有效控制破坏程度,降低沉降幅度,确保破坏程度在可控范围内。
3.4粉煤灰碎石桩加固施工技术
粉煤灰碎石桩加固施工技术是当前较为常用的软土地基加固施工技术之一,在应用该技术时,施工人员要对施工材料质量进行控制,将选用的材料和水泥进行充分搅拌,提高材料整体强度,以掺入地基土层中,形成稳定度高的复合地基。结合工程实际经验可知,在应用在技术的过程中,工程人员要关注可能出现的堵管现象,要避免选择弯曲的泵送管,同时要选用半径较大的泵送软管,避免压力积聚导致出现提升速度不高的现象。
结语
软土在道路工程中应用非常广泛,大多数道路工程都涉及软土路基施工。因此,软土质量的好坏直接影响整个道路工程的质量。在道路工程施工过程中,软土路基的施工应按相关要求进行,避免过多的随机性对工程造成不利影响。同时,应结合实际施工情况采取合适的软土路基施工技术,以提高软土路基的施工质量和水平。
参考文献
[1]庄心善,彭伟珂,吴镜泊.石灰改良膨胀土强度试验研究[J].公路工程,2017,42(5):1-5.
[2]李斌.道路桥梁工程中软土地基的施工处理技术研究[J].河南科技,2020(2):98-100.
[3]杨涛,李超.刚性基础下组合渗流碎石桩–不排水桩复合地基固结分析[J].岩石力学与工程学报,2018,37(11):2631-2640.
[4]张超.道路工程施工中软土地基处理技术探究[J].工程技术研究,2019,4(14):72-73