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摘要:软土地基的处理,是关系到能否在计划营运期内保持道路路况良好、保证行车速度及安全运行的关键问题之一。在具体实施中,应因地制宜、恰到好处地选择处理方案,本着经济、可靠、投资少、效益高的指导原则,才能做好软土地基的处理工作。本文对市政道路工程软土路基施工技术。
关键词:市政;道路工程;软土路基;施工技术
中图分类号: TU99 文献标识码: A
在市政公路工程的软土地基施工中,应结合软土的基本概念及鉴别,根据工程项目的实际情况,选取适合的地基处理技术与方法,注意施工过程中需要重视的细节及要求,以确保整个施工工程的质量,从而促进市政公路软土地基工程的顺利完工。
一、软土地基处理需要考虑因素
在使用这些方法处理软土地基时需要考虑到地基状况、道路性质、周边环境等因素,确保处理方法正确和切实有效。首先需要考虑因素地基状况,土质条件和地基构成情况影响软土地基处理技术的选择。通常黏性土使用压实法,以尽量降低对地基的扰动,砂性土使用挤实砂桩法或者是振动压实法,以改善砂性土性能。在稍浅的软土层,可以使用表层处理方法,对重要的构造物基础采取开挖换填法,而在稍厚的软土层,需要在表层处理法的基础上使用荷载重压法等方法。另外需要考虑道路性质。道路等级越高,对施工质量的要求也越高,对软土地基处理措施的要求也就越高。如果道路等级比较低,可以铺设简易路面,在地基沉降后再铺设常规路面,以节省工程资金。道路的形状、宽度、高度等也是需要考虑的重要因素,通常宽、低的路堤使用换填法可能会出现局部破坏,而高、不稳定的路堤使用压重法也会受到限制。路堤的高度、宽度越大,引起黏土层发生沉降的可能性和程度也就越大。再就是需要考虑周边环境。道路工程施工需要考虑施工时噪声、泥水散落、振动、地下水变化等对周边环境的影响。如果施工现场附近,尤其是路堤坡脚周边有民居等建筑时,必须控制总沉降量,避免发生过大的沉降、隆起。难以有效控制对周边环境的影响时,需要主动与群众进行沟通,事先对民居等建筑采取保护措施,否则需要考虑使用高架桥梁的方式代替路堤。
二、市政道路工程软土路基施工技術
1、 强夯法和强夯置换法
强夯法由于设备简单、效果显著、经济和施工快,很快得到推广。近年来,强夯置换得到不少应用。强夯置换和强夯挤密在加固机理上是不同的, 应用范围也不相同, 强夯挤密法一般用来加固碎石土、砂土、低饱和度的杂填土、黏性土、湿陷性黄土、素填土等各类地基。对于饱和度较高的黏性土等地基,如有工程经验或试验证明采用强夯法有加固效果的也可采用。通常认为强夯挤密法只适用于塑性指数Ip≤10 的土。对于设置有竖向排水系统的软黏土地基,是否适用强夯法处理目前尚有不同看法。对于厚度小于6m 的软黏土层采用强夯置换法处理, 边夯边填碎石等粗粒形成深度为3m~6m,直径2m 左右的碎石桩体与周围土体形成复合地基, 也已取得较好的加固效果。
2、浅层处治法
(1) 垫层法
垫层法是在软土地基地面上,铺设一层特殊材料,再在其上填筑路堤。如果地表无硬壳层或为透水性硬壳层, 宜选用砂石等透水性材料形成排水垫层,从而加速地基的排水固结,提高地基的强度。当软土层为粘性软土或硬壳层、封水条件较好时,应使用加固型垫层,利用垫层强度和刚度,使上部荷载的传递得到有效调整,减小路床应力并使其均匀分布。
(2)置换法
置换法是指将基础底下一定范围内的软弱土层清除, 用砂、碎石、山坡石、灰土、素土、矿渣等强度较高的材料分层换填, 然后压实到规范要求的密实度,从而提高持力层的承载力,扩散应力,减少地基沉降量。该方法适用于软土层较浅, 工后沉降量不大的地基处理。
(3)粉喷桩法
粉喷桩法即粉体搅拌法,主要是利用特制的设备和机具,将水泥或石灰通过压缩空气的传送,与地基土强行原位拌和、压缩,充分吸收周围水分,产生一系列物理、化学反应,形成具有一定强度的桩体。这是一种能改善土质、提高地基强度的软土地基处理方法, 广泛适用于淤泥质土、杂填土、软黏土等地基加固。
(4) CFG桩法
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称,它是由碎石、石屑、粉煤灰组成混合料, 掺加适量水泥和水进行拌和, 采用各种成桩机械形成的桩体。这种桩的刚度很大,区别于一般柔和桩和水泥土类桩,工程中常常在桩顶和基础之间铺设一层150mm~300mm 厚的粗砂、中砂、级配砂石或碎石,以利于桩间土发挥承载能力,与桩组成复合地基,提高地基承载力。
3、 排水固结法
在软土地基上加压并配合内部排水, 加速软土地基的排水,加快软土固结的处理方法称为排水固结法。适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基。软土地基在附加荷载的作用下, 逐渐排出孔隙水, 使孔隙比减小, 产生固结变形。在这个过程中, 随着土体超静孔隙水压力的逐渐扩散, 土的有效应力增加, 并使沉降提前完成或提高沉降速度。
主要加固方法: 堆载预压法、砂井法、袋装砂井、真空预压法、电渗排水法、降低地下水位法、塑料排水板法。
4、深层搅拌法
深层搅拌法是用搅拌机械将粉体固化剂或浆体固化剂喷进软基中,固化剂与软土硬结为桩体,常用的固化剂是水泥,根据固化剂的状态又把拌法分为粉喷法和浆喷法两类。天然含水量小于30%的软弱土层,如杂填土,粉粒含量高的粉土和砂土宜采用浆喷法;天然含水量大于30%,塑性指数大于10 的软土宜采用粉喷法。从搅拌效果看,相对于同样的搅拌时间,喷法比浆喷法获得的强度高,强度离散性小,相对粉喷法,浆喷法施工简单、施工质量容易控制,特别是在固化剂的计量方面,水泥浆的计量比水泥粉的计量容易得多。
5、加筋地基
在公路施工过程中,把地基下面一定深度内的软土层进行剔除,随后在将加筋垫层铺设进去用作地基持力层,加筋垫层通常是由土工合成材料和砂石等组成的,土工合成材料是运用于岩土工程中的各种合成材料的总称。当这种材料的用量满足了工程的需求,对地基的性能就起到明显的改善作用。
6、 高压喷射注浆法
高压喷射注浆法主要作用于黏性土黄土淤泥质土人工填土等土质类型的地基。主要方法是把有着特殊喷嘴的注浆管放置在一定深度的土层中,将土体和固化浆液用高压喷射流进行混合,从而使地基土体硬化和凝固。这种方法曾经在日本、意大利以及联邦德国得到了快速发展。
7、竖向排水固结法
设置垂直的排水柱,可以促进地基排水固结,缩短排水距离,抗剪强度得到增加。因为垂直排水柱用的材料不同,可分为纸板排水与砂井排水两种。设计排水砂井首先假定砂井直径、施工方法、改良范围与排水距离。再进行沉降以及稳定计算,若果不能达到要求时,需要修正假定的数据,再进行计算。砂井排水法依据砂井的施工方法不同,可分为螺旋钻式、打入式、袋装式以及水射式等等。这种方法很少单独使用,多数需要与加载法或者缓速填土法一起使用,对于层厚比较大和均质的粘土地质是最适用的;但是对于泥炭质地基效果会稍差。
综上所述,公路施工工程一直都在我国国民经济发展过程中起到了十分重要的作用,并且拥有十分重要的地位,保证公路施工质量要求我们必须要保证软土地基质量,当软土地基出现质量问题时就要求我们对其进行处理,要求我们首先要拟建一个软土地基处理方案,以提高工作效率。
参考文献:
[1]刘丰.公路软土地基处理综合方法及应用[J].物流工程与管理,2010,(5).
[2]马雪烈.高速公路软土地基处理方法探讨[J].科技情报开发与经济,2010,(14).
[3]尹志钢.公路施工中软土地基处理技术分析及其应用[J].山西建筑,2010,(5).
[4] 程喜贵. 关于公路施工中软土地基的处理及对策分析[J]. 科技传播, 2011, (24): 45, 55.
关键词:市政;道路工程;软土路基;施工技术
中图分类号: TU99 文献标识码: A
在市政公路工程的软土地基施工中,应结合软土的基本概念及鉴别,根据工程项目的实际情况,选取适合的地基处理技术与方法,注意施工过程中需要重视的细节及要求,以确保整个施工工程的质量,从而促进市政公路软土地基工程的顺利完工。
一、软土地基处理需要考虑因素
在使用这些方法处理软土地基时需要考虑到地基状况、道路性质、周边环境等因素,确保处理方法正确和切实有效。首先需要考虑因素地基状况,土质条件和地基构成情况影响软土地基处理技术的选择。通常黏性土使用压实法,以尽量降低对地基的扰动,砂性土使用挤实砂桩法或者是振动压实法,以改善砂性土性能。在稍浅的软土层,可以使用表层处理方法,对重要的构造物基础采取开挖换填法,而在稍厚的软土层,需要在表层处理法的基础上使用荷载重压法等方法。另外需要考虑道路性质。道路等级越高,对施工质量的要求也越高,对软土地基处理措施的要求也就越高。如果道路等级比较低,可以铺设简易路面,在地基沉降后再铺设常规路面,以节省工程资金。道路的形状、宽度、高度等也是需要考虑的重要因素,通常宽、低的路堤使用换填法可能会出现局部破坏,而高、不稳定的路堤使用压重法也会受到限制。路堤的高度、宽度越大,引起黏土层发生沉降的可能性和程度也就越大。再就是需要考虑周边环境。道路工程施工需要考虑施工时噪声、泥水散落、振动、地下水变化等对周边环境的影响。如果施工现场附近,尤其是路堤坡脚周边有民居等建筑时,必须控制总沉降量,避免发生过大的沉降、隆起。难以有效控制对周边环境的影响时,需要主动与群众进行沟通,事先对民居等建筑采取保护措施,否则需要考虑使用高架桥梁的方式代替路堤。
二、市政道路工程软土路基施工技術
1、 强夯法和强夯置换法
强夯法由于设备简单、效果显著、经济和施工快,很快得到推广。近年来,强夯置换得到不少应用。强夯置换和强夯挤密在加固机理上是不同的, 应用范围也不相同, 强夯挤密法一般用来加固碎石土、砂土、低饱和度的杂填土、黏性土、湿陷性黄土、素填土等各类地基。对于饱和度较高的黏性土等地基,如有工程经验或试验证明采用强夯法有加固效果的也可采用。通常认为强夯挤密法只适用于塑性指数Ip≤10 的土。对于设置有竖向排水系统的软黏土地基,是否适用强夯法处理目前尚有不同看法。对于厚度小于6m 的软黏土层采用强夯置换法处理, 边夯边填碎石等粗粒形成深度为3m~6m,直径2m 左右的碎石桩体与周围土体形成复合地基, 也已取得较好的加固效果。
2、浅层处治法
(1) 垫层法
垫层法是在软土地基地面上,铺设一层特殊材料,再在其上填筑路堤。如果地表无硬壳层或为透水性硬壳层, 宜选用砂石等透水性材料形成排水垫层,从而加速地基的排水固结,提高地基的强度。当软土层为粘性软土或硬壳层、封水条件较好时,应使用加固型垫层,利用垫层强度和刚度,使上部荷载的传递得到有效调整,减小路床应力并使其均匀分布。
(2)置换法
置换法是指将基础底下一定范围内的软弱土层清除, 用砂、碎石、山坡石、灰土、素土、矿渣等强度较高的材料分层换填, 然后压实到规范要求的密实度,从而提高持力层的承载力,扩散应力,减少地基沉降量。该方法适用于软土层较浅, 工后沉降量不大的地基处理。
(3)粉喷桩法
粉喷桩法即粉体搅拌法,主要是利用特制的设备和机具,将水泥或石灰通过压缩空气的传送,与地基土强行原位拌和、压缩,充分吸收周围水分,产生一系列物理、化学反应,形成具有一定强度的桩体。这是一种能改善土质、提高地基强度的软土地基处理方法, 广泛适用于淤泥质土、杂填土、软黏土等地基加固。
(4) CFG桩法
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称,它是由碎石、石屑、粉煤灰组成混合料, 掺加适量水泥和水进行拌和, 采用各种成桩机械形成的桩体。这种桩的刚度很大,区别于一般柔和桩和水泥土类桩,工程中常常在桩顶和基础之间铺设一层150mm~300mm 厚的粗砂、中砂、级配砂石或碎石,以利于桩间土发挥承载能力,与桩组成复合地基,提高地基承载力。
3、 排水固结法
在软土地基上加压并配合内部排水, 加速软土地基的排水,加快软土固结的处理方法称为排水固结法。适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基。软土地基在附加荷载的作用下, 逐渐排出孔隙水, 使孔隙比减小, 产生固结变形。在这个过程中, 随着土体超静孔隙水压力的逐渐扩散, 土的有效应力增加, 并使沉降提前完成或提高沉降速度。
主要加固方法: 堆载预压法、砂井法、袋装砂井、真空预压法、电渗排水法、降低地下水位法、塑料排水板法。
4、深层搅拌法
深层搅拌法是用搅拌机械将粉体固化剂或浆体固化剂喷进软基中,固化剂与软土硬结为桩体,常用的固化剂是水泥,根据固化剂的状态又把拌法分为粉喷法和浆喷法两类。天然含水量小于30%的软弱土层,如杂填土,粉粒含量高的粉土和砂土宜采用浆喷法;天然含水量大于30%,塑性指数大于10 的软土宜采用粉喷法。从搅拌效果看,相对于同样的搅拌时间,喷法比浆喷法获得的强度高,强度离散性小,相对粉喷法,浆喷法施工简单、施工质量容易控制,特别是在固化剂的计量方面,水泥浆的计量比水泥粉的计量容易得多。
5、加筋地基
在公路施工过程中,把地基下面一定深度内的软土层进行剔除,随后在将加筋垫层铺设进去用作地基持力层,加筋垫层通常是由土工合成材料和砂石等组成的,土工合成材料是运用于岩土工程中的各种合成材料的总称。当这种材料的用量满足了工程的需求,对地基的性能就起到明显的改善作用。
6、 高压喷射注浆法
高压喷射注浆法主要作用于黏性土黄土淤泥质土人工填土等土质类型的地基。主要方法是把有着特殊喷嘴的注浆管放置在一定深度的土层中,将土体和固化浆液用高压喷射流进行混合,从而使地基土体硬化和凝固。这种方法曾经在日本、意大利以及联邦德国得到了快速发展。
7、竖向排水固结法
设置垂直的排水柱,可以促进地基排水固结,缩短排水距离,抗剪强度得到增加。因为垂直排水柱用的材料不同,可分为纸板排水与砂井排水两种。设计排水砂井首先假定砂井直径、施工方法、改良范围与排水距离。再进行沉降以及稳定计算,若果不能达到要求时,需要修正假定的数据,再进行计算。砂井排水法依据砂井的施工方法不同,可分为螺旋钻式、打入式、袋装式以及水射式等等。这种方法很少单独使用,多数需要与加载法或者缓速填土法一起使用,对于层厚比较大和均质的粘土地质是最适用的;但是对于泥炭质地基效果会稍差。
综上所述,公路施工工程一直都在我国国民经济发展过程中起到了十分重要的作用,并且拥有十分重要的地位,保证公路施工质量要求我们必须要保证软土地基质量,当软土地基出现质量问题时就要求我们对其进行处理,要求我们首先要拟建一个软土地基处理方案,以提高工作效率。
参考文献:
[1]刘丰.公路软土地基处理综合方法及应用[J].物流工程与管理,2010,(5).
[2]马雪烈.高速公路软土地基处理方法探讨[J].科技情报开发与经济,2010,(14).
[3]尹志钢.公路施工中软土地基处理技术分析及其应用[J].山西建筑,2010,(5).
[4] 程喜贵. 关于公路施工中软土地基的处理及对策分析[J]. 科技传播, 2011, (24): 45, 55.