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【摘 要】 软土地基作为一种较为常见的道路施工问题,不仅会对路基的承载能力造成影响,也将对公路安全运行产生隐患。基于此,为了确保道路可靠、安全运行,必须对软土地基做好处理。因此,本文就市政道路施工中软土地基处理时应考虑的因素、市政道路建设中软土地基处理的技术和方法对市政道路建设中软地基的处理要点进行了分析探讨。
【关键词】 市政道路;软地基;处理
软土地基的存在会直接降低市政道路工程的质量,很大程度上影响了市政道路的通车安全,一定要重视软土地基的危害,并采取积极的应对措施,才能有效地降低软土地基对市政道路工程的危害,提高市政道路的施工质量,保证市政道路的交通安全。目前,软土地基处理的方法很多,但是每种处理方法都存在着或多或少的不足和缺点,只有进一步提高软土地基处理的技术,才能有效地克服这些缺点和不足,完善软土地基处理方法,为市政道路工程建设的质量提供更好的保障。
一、市政道路施工中软土地基处理时应考虑的因素
1、地基状况。土质条件的影响。黏性土一般采用的方法是压实法。在施工中采取的处理方法对地基的扰动必须尽量小;砂性土:采用挤实砂桩法或振动压实法对可能发生液化的砂性土进行改善,这主要是因为黏土一经扰动,强度会降低很多。地基构成情况。在软土层较浅的情况下,需要进行简单的表层处理。重要的构造物基础常用开挖换填法。软土层厚且无砂层,因排水距离长,固结、沉降需较长的时间,同时强度也将增大。
2、市政道路等级要求的道路性质。对于设计要求的市政道路等级越高,平整度要求也越高,越需要采取强有力的软地基沉降处理措施。反之,市政道路等级较低时,可先铺设简易市政道路路面,等待地基沉降结束后,再铺设常规的市政道路路面以达到节约资金的目的。市政道路的形状。路堤的设计宽度与高度也是选择处理方法时要考虑的重要原因。一般来说,采用换填法时,对于宽而低的路堤容易出现局部破坏的现象;在设计高度大而稳定性不足的路堤时,采用压重法将受到较大的限制。
3、市政道路施工的周围环境。市政道路施工中对周围环境的影响。如处理地基时的振动、噪声及地下水的变化和多余的泥水散落等,因此在选择软地基施工方法时必须详细地加以考虑。对于路堤高度较高而地基特别软弱。在施工过程中,周圍地基可能会经常发生大的隆起或沉降。因此,假如在路堤坡脚附近有民房和重要建筑物时,应充分考虑多方因素以减小总沉降量,同时控制剪切变形。
二、市政道路建设中软土地基处理的技术和方法
1、换填土法
换填土法是用好土(强度较高和透水性好的材料)全部或部分替换软土的方法。适用于软土层较厚,稠度大,路堤高、施工期紧迫。
1.1加固原理:根据土中附加应力的分布规律、让垫层承受上部较大的应力,软弱土层承受较小的应力。
1.2作用:提高持力层承载力;减少沉降量;加速软土层的排水固结;防止冻胀;消除膨胀土的胀缩作用。
1.3开挖方法:①全部开挖换填:在路堤全宽范围内将需要处理的软土层挖除,并置换以好土。适用于软土层厚度为3m以内,路堤需在短期内填筑完成的情况。②部分开挖换填:仅挖除表层最软弱部分的软土,换填以好土,使沉降量减少到可接受程度(挖填深度为2m以内)。
1.4换填材料:宜选用排水性能好,处于地下水以下能保持有足够承载力的砂、砂砾及其它粗粒料。
2、排水固结法
排水固结法又叫预压法(又叫真空预压法),这种方法在当前存在较大的争议,所以要想得到更加广泛的使用,就要对其进行进一步的研究。预压法主要适用于淤泥质土、淤泥、冲填土等饱和粘性土地基。饱和软黏土真空压力的作用下,缝隙逐渐减小,当中的水被挤压出来,这样就使得土中的含水量降到很低,所以土的强度就自然增大。采用真空联合堆载法处理场地软基,除了施工简单、有效消除地基土的沉降、填土速率不受限制、施工费用低廉等特点外,还可以大幅度提高地基土承载力,改善地基土土性,提高地基土强度。若下一步还将进行局部桩基础施工,则此之前经过真空联合堆载预压后的软弱地基土大部分沉降已完成,地基土强度得到提高,大大减少因桩周软土沉降而产生的对桩身的负摩擦力,同时增大桩侧摩阻力,提高桩基础承载力。但该法要求的联合堆载预压期时间较长,一般达2-3个月,对于工期紧张的工程不宜使用。
3、砂垫层
砂垫层就是在软土地基上铺设厚度为0.5-1.2m的砂层。适用于软土层不厚,当地有砂,运距不远,施工期不紧迫。作用:改善路堤和地基处理工程施工时的机械作业条件:软土层薄时,单独用作地基处理(固结排水)措施。材料:以透水性好的砂或砂砾为宜。
4、水泥土搅拌桩加固设计
水泥土搅拌桩法加固技术是对石灰以及水泥等进行利用,使其作为固化剂的主剂,在地基深处利用特殊的深层搅拌机械对固化剂以及软土进行搅拌,使软土与固化剂之间产生的一些物理或者进行化学反应,让土体硬结形成水泥土圆柱体(桩体),这样就可以使得路基变得坚固、结实。
4.1固化剂。通常采用石灰或者水泥作为工程上使用的固化剂,大多工程都是使用水泥。根据研究发现,在相同的掺入比下,将水泥标号每提高100号,水通常情况下,如果水泥土桩体强度要求高于1.5MPa时,选择的水泥标号应该在425号以上:如果桩体强度要求低于1.5MPa时,可以选用325号水泥。这样的做法可以将掺入比增加,将桩体的均匀性提高。为了对固化剂的流动性进行提高,可以掺入水泥重量0.2~0.5%的木质素磺酸钙减水剂,与1%的硫酸钠和2%的石膏。
4.2掺入比。固化剂掺入量与被加固土重的比为掺入比。在同一土层中水泥掺入比不同,水泥土强度不同,强度随掺入比增加而增大。但掺入比低于5%时,水泥反应过弱,固化程度较低。所以在工程中固化剂的掺入比一般在7~15%之间。每加固lm3,土体需掺入水泥110~160k。
5、高真空击密法
5.1定义。是一种快速加固软土地基的新技术,它是通过数遍的高真空,并结合数遍合适的变能量击密,达到降低土层含水量,提高密实度、承载力,减少地基工后和差异沉降量的目的。
5.2高真空击密工法的加固机理。高真空击密法应该是在普通强夯法基础上的改进工法,对软土地基的加固原理仍然是动力排水固结理论。高真空击密法特点是通过多遍主动排水措施来增强动力固结效果。排水的作用原则上可用有效应力原理解释。高真空击密法就是通过多遍高真空排水工序,来达到提高强夯击密效果的目的。但高真空排水不是强夯法的辅助手段,而至少是与强夯同等重要的工序。
6、挤密碎石桩
挤密碎石桩是指用振动或冲击荷载将底部装有活瓣式桩靴的桩管挤入地层,在软弱地基中成孔后,在将碎石从桩管投料口处投入桩管内,然后边击(振)实,边上拔桩管,形成密实碎石桩,使之在地基中形成挤密碎石桩复合地基。
挤密碎石桩适用于软土,人工填土和松散砂土的挤密加固,可以加速饱和软粘土的排水固结,挤密周围软弱或松散土层,使碎石桩与挤密后的土共同组成持力层,从而提高地基的承载能力,减少地基的变形,还可以增加砂土地基抗液化能力。
三、结束语
随着市政道路建设的快速发展,市政道路施工中不可避免地出现市政道路路基穿过软土带的情况。因此,软土地基上修筑路基已不可避免。市政道路软土地基的成功处理技术,已经成为提高建设速度、降低工程造价、确保工程质量的十分重要的措施之一。
参考文献:
[1]翁奕润.谈公路工程施工中软土地基处理[J].价值工程,2010,(09).
[2]庞兰.浅谈公路软土地基的危害及处治措施[J].价值工程,2010,(22).
【关键词】 市政道路;软地基;处理
软土地基的存在会直接降低市政道路工程的质量,很大程度上影响了市政道路的通车安全,一定要重视软土地基的危害,并采取积极的应对措施,才能有效地降低软土地基对市政道路工程的危害,提高市政道路的施工质量,保证市政道路的交通安全。目前,软土地基处理的方法很多,但是每种处理方法都存在着或多或少的不足和缺点,只有进一步提高软土地基处理的技术,才能有效地克服这些缺点和不足,完善软土地基处理方法,为市政道路工程建设的质量提供更好的保障。
一、市政道路施工中软土地基处理时应考虑的因素
1、地基状况。土质条件的影响。黏性土一般采用的方法是压实法。在施工中采取的处理方法对地基的扰动必须尽量小;砂性土:采用挤实砂桩法或振动压实法对可能发生液化的砂性土进行改善,这主要是因为黏土一经扰动,强度会降低很多。地基构成情况。在软土层较浅的情况下,需要进行简单的表层处理。重要的构造物基础常用开挖换填法。软土层厚且无砂层,因排水距离长,固结、沉降需较长的时间,同时强度也将增大。
2、市政道路等级要求的道路性质。对于设计要求的市政道路等级越高,平整度要求也越高,越需要采取强有力的软地基沉降处理措施。反之,市政道路等级较低时,可先铺设简易市政道路路面,等待地基沉降结束后,再铺设常规的市政道路路面以达到节约资金的目的。市政道路的形状。路堤的设计宽度与高度也是选择处理方法时要考虑的重要原因。一般来说,采用换填法时,对于宽而低的路堤容易出现局部破坏的现象;在设计高度大而稳定性不足的路堤时,采用压重法将受到较大的限制。
3、市政道路施工的周围环境。市政道路施工中对周围环境的影响。如处理地基时的振动、噪声及地下水的变化和多余的泥水散落等,因此在选择软地基施工方法时必须详细地加以考虑。对于路堤高度较高而地基特别软弱。在施工过程中,周圍地基可能会经常发生大的隆起或沉降。因此,假如在路堤坡脚附近有民房和重要建筑物时,应充分考虑多方因素以减小总沉降量,同时控制剪切变形。
二、市政道路建设中软土地基处理的技术和方法
1、换填土法
换填土法是用好土(强度较高和透水性好的材料)全部或部分替换软土的方法。适用于软土层较厚,稠度大,路堤高、施工期紧迫。
1.1加固原理:根据土中附加应力的分布规律、让垫层承受上部较大的应力,软弱土层承受较小的应力。
1.2作用:提高持力层承载力;减少沉降量;加速软土层的排水固结;防止冻胀;消除膨胀土的胀缩作用。
1.3开挖方法:①全部开挖换填:在路堤全宽范围内将需要处理的软土层挖除,并置换以好土。适用于软土层厚度为3m以内,路堤需在短期内填筑完成的情况。②部分开挖换填:仅挖除表层最软弱部分的软土,换填以好土,使沉降量减少到可接受程度(挖填深度为2m以内)。
1.4换填材料:宜选用排水性能好,处于地下水以下能保持有足够承载力的砂、砂砾及其它粗粒料。
2、排水固结法
排水固结法又叫预压法(又叫真空预压法),这种方法在当前存在较大的争议,所以要想得到更加广泛的使用,就要对其进行进一步的研究。预压法主要适用于淤泥质土、淤泥、冲填土等饱和粘性土地基。饱和软黏土真空压力的作用下,缝隙逐渐减小,当中的水被挤压出来,这样就使得土中的含水量降到很低,所以土的强度就自然增大。采用真空联合堆载法处理场地软基,除了施工简单、有效消除地基土的沉降、填土速率不受限制、施工费用低廉等特点外,还可以大幅度提高地基土承载力,改善地基土土性,提高地基土强度。若下一步还将进行局部桩基础施工,则此之前经过真空联合堆载预压后的软弱地基土大部分沉降已完成,地基土强度得到提高,大大减少因桩周软土沉降而产生的对桩身的负摩擦力,同时增大桩侧摩阻力,提高桩基础承载力。但该法要求的联合堆载预压期时间较长,一般达2-3个月,对于工期紧张的工程不宜使用。
3、砂垫层
砂垫层就是在软土地基上铺设厚度为0.5-1.2m的砂层。适用于软土层不厚,当地有砂,运距不远,施工期不紧迫。作用:改善路堤和地基处理工程施工时的机械作业条件:软土层薄时,单独用作地基处理(固结排水)措施。材料:以透水性好的砂或砂砾为宜。
4、水泥土搅拌桩加固设计
水泥土搅拌桩法加固技术是对石灰以及水泥等进行利用,使其作为固化剂的主剂,在地基深处利用特殊的深层搅拌机械对固化剂以及软土进行搅拌,使软土与固化剂之间产生的一些物理或者进行化学反应,让土体硬结形成水泥土圆柱体(桩体),这样就可以使得路基变得坚固、结实。
4.1固化剂。通常采用石灰或者水泥作为工程上使用的固化剂,大多工程都是使用水泥。根据研究发现,在相同的掺入比下,将水泥标号每提高100号,水通常情况下,如果水泥土桩体强度要求高于1.5MPa时,选择的水泥标号应该在425号以上:如果桩体强度要求低于1.5MPa时,可以选用325号水泥。这样的做法可以将掺入比增加,将桩体的均匀性提高。为了对固化剂的流动性进行提高,可以掺入水泥重量0.2~0.5%的木质素磺酸钙减水剂,与1%的硫酸钠和2%的石膏。
4.2掺入比。固化剂掺入量与被加固土重的比为掺入比。在同一土层中水泥掺入比不同,水泥土强度不同,强度随掺入比增加而增大。但掺入比低于5%时,水泥反应过弱,固化程度较低。所以在工程中固化剂的掺入比一般在7~15%之间。每加固lm3,土体需掺入水泥110~160k。
5、高真空击密法
5.1定义。是一种快速加固软土地基的新技术,它是通过数遍的高真空,并结合数遍合适的变能量击密,达到降低土层含水量,提高密实度、承载力,减少地基工后和差异沉降量的目的。
5.2高真空击密工法的加固机理。高真空击密法应该是在普通强夯法基础上的改进工法,对软土地基的加固原理仍然是动力排水固结理论。高真空击密法特点是通过多遍主动排水措施来增强动力固结效果。排水的作用原则上可用有效应力原理解释。高真空击密法就是通过多遍高真空排水工序,来达到提高强夯击密效果的目的。但高真空排水不是强夯法的辅助手段,而至少是与强夯同等重要的工序。
6、挤密碎石桩
挤密碎石桩是指用振动或冲击荷载将底部装有活瓣式桩靴的桩管挤入地层,在软弱地基中成孔后,在将碎石从桩管投料口处投入桩管内,然后边击(振)实,边上拔桩管,形成密实碎石桩,使之在地基中形成挤密碎石桩复合地基。
挤密碎石桩适用于软土,人工填土和松散砂土的挤密加固,可以加速饱和软粘土的排水固结,挤密周围软弱或松散土层,使碎石桩与挤密后的土共同组成持力层,从而提高地基的承载能力,减少地基的变形,还可以增加砂土地基抗液化能力。
三、结束语
随着市政道路建设的快速发展,市政道路施工中不可避免地出现市政道路路基穿过软土带的情况。因此,软土地基上修筑路基已不可避免。市政道路软土地基的成功处理技术,已经成为提高建设速度、降低工程造价、确保工程质量的十分重要的措施之一。
参考文献:
[1]翁奕润.谈公路工程施工中软土地基处理[J].价值工程,2010,(09).
[2]庞兰.浅谈公路软土地基的危害及处治措施[J].价值工程,2010,(22).