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摘要:软土地基的处理质量会直接影响到路基的基础承载力,在是市政公路路基工程软土路基处理中,需要结合地基状况、公路桥梁性质、周边环境等因素的实际情况,充分考虑各种处理技术的优势和缺陷,以保障施工的质量。本文探讨了市政公路路基施工中软土地基施工技术措施。
关键词:市政公路;软土地基;处理措施
中图分类号:TU99文献标识码: A
引言
软土地基是市政工程中常遇到的情况,虽然经过不断的实践,软土地基的处理技术不断完善。但由于市政工程的施工现场比较狭窄、人流量多、工程量大,就对软土地基上进行公路工程的建设提出了更高的要求,所以软土地基的处理技术是业内人士普遍关心的问题。
一、市政公路工程软土地基施工原理分析
土体是由不同尺寸和不同成份的土粒组成的多相分散体系。就构成强度而言,土体属于分散介质,土体的强度由土粒之间的连接强度所决定。从构成土体的整体强度来讲,起决定作用的是土粒之间的粘聚力和土粒之间的内摩阻力。通常情况下,土中矿物都具有不同程度的亲水性,水的浸入使土体与水发生强烈的相互作用,致使土粒周围的结合水膜加厚,特别是扩散层松弛结构水的增多而引起土体的膨胀。水的存在又起到润滑作用,降低了土粒之间的内摩阻力。
大量水浸入土体使土体离散,形成湿坍和水化现象,降低了土体的稳定性。影响土体稳定性的因素較多,主要有分散度、土的成分、土中天然胶质的性质以及土体的密实性。土体的密实度越大,则孔隙率越小,水不易浸入土体,因而水稳定性较好。从土体的特性可知,含水量和密实度对于土体的强度、稳定性影响较大,也是加固处理的关键。加固土的方法有多种,按其技术措施可分为:机械方法、物理方法、外加剂法、热处理、电化学方法等。
加固土时所出现的各种作用过程是非常复杂和多种多样的,视土的性质和结合料的种类不同而异。可大体概括为化学过程、物理化学过程、物理力学过程三种情形,根据不同的加固方法上述的每一过程都将可能占主导地位,但这三种过程处于相互联系、彼此配合和相互促进之中。一般说来只有产生化学过程和物理化学过程才能使土体的强度和稳定性得以彻底的改善。而物理过程则是加速并保证化学过程和物理化学过程的充分发生。
二、市政公路工程软土地基处理技术
1、表层处理方法
通常用于地表面极软弱的情况。主要是通过排水、敷设或增添材料等办法,提高地表强度,防止地基局部剪切变形,保证施工机械作业;同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基上。属于这类处理方法的有:敷设材料法、添加剂法、表层排水法、砂垫层法等。
2、砾垫层法
这种方法就是把软土地基中的软土部分刨掉,然后用透水性比较好的砂砾土进行取代,通常选择的砾垫层的厚度在10cm至15cm之间,而且砂砾垫层应该是选择一些比较干净,含泥量非常小的中砂或者是粗砂,这种方法工程量是比较大的,但是却有很高的安全性。
3、换填土处理法
换填土处理法,就是当公路工程地基无法满足所应有的承载力和稳定性,而且软土层的厚度不大的情况下,对软土层进行挖除,然后根据实际需要分层填充稳定性较好的材质,如砂石、灰土、炉渣、粉煤灰等,并进行强夯打压,加大地基的密度,提高地基承载力,降低沉降量,加快软土地基的排水固结,使原来的软土地基在改造后符合建筑施工的设计要求,从而保证工程施工的安全性。换填土处理方法依据的原理是土层的附加应力分布规律。这种方法,主要适用于土质不均匀、排水较差的软土地基。
4、水泥搅拌桩法
此法以石灰、水泥等材料为固化剂,通过深层搅拌机械的作用,将软土与粉体或浆液桩的固化剂在地基深处进行强制搅拌,经过一系列的物理化学反应,形成强度高、稳定性好的复合地基。水泥搅拌桩法常用于对粉土、松散砂土等地基的加固,其优点表现在施工过程中对路堤的干扰较小,非常适合扩建工程施工。在施工之前,首先要保证场地平整,如果有低洼下陷的区域要用粘土填平,同时需要清除场地内的一切杂物,如砂垫层和生活垃圾等。
5、桩基法
当淤土层较厚,难以大面积进行深处理,可采用打桩的办法进行加固处理。当淤土层厚度小于5m时,宜打砂桩或石灰桩,通过吸水和排水来挤密淤土,使其孔隙比小于1,以达到一般地基要求;当淤土层厚度在5~7m时,宜打预制管桩至硬土层,设承载桩台;当淤土层厚度在7~10m时,宜打灌注桩至硬土层,设承载桩台;当淤土层厚度在10m以上时,宜采用打悬浮桩的办法,挤密淤土层并靠摩擦承载。而桩基础处理软基的方法繁多,但也存在缺陷:一是水泥土揽拌桩水灰比、输浆量和搅拌次数等控制管理自动化系统未健全,设备陈旧,技术落后,存在搅拌均匀性差及成桩质量不稳定问题;二是砂石桩用以加固较深淤泥软土地基,由于存在工期长,工后变形大等问题,已不再用作对变形有要求的建筑地基处理。
6、粉喷桩加固处理法
粉喷桩处理是用于加固饱和粘性土地基的一种方法。它是以水泥材料作为固化剂,利用特制的搅拌机械在地基深处将水泥与原位软土进行强制搅拌、压缩,并吸收周围水分,经过一系列物理——化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度水泥加固土,它对提高软土地基承载能力、减少地基的沉降量及高填土路基稳定性具有明显的效果。粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料:施工场地的工程地质报告,土工试验报告,室内配比试验报告,粉喷桩设计桩位图,原地面高程数据表,加固深度与停灰面高程以及测量资料等。场地平整、清除障碍。如场地低洼,应回填粘性土;施工场地不能满足机械行走要求时,应铺设砂土或碎石垫层。若地表过软,则应采取防止机械失稳措施。
7、添加剂法
针对表层是粘性土的情况,可以向内部渗入添加剂,来调节地基的压缩性能和强度特性,进而保证施工机械的正常行驶,与此同时,还使固结的效果和填土稳定性得以加强。工程上使用较为广泛的添加材料主要包括生石灰、水泥和熟石灰等。石灰类添加材料采取现场拌和或厂拌的方式,能够达到团粒效果和减少土壤含水量的效果,此外,随着时间的加长被固结的土会出现化学性固结,原来的粘土成分将出现质的转变,达到土体稳定的效果。
8、砾垫层法
这种方法就是把软土地基中的软土部分刨掉,然后用透水性比较好的砂砾土进行取代,通常选择的砾垫层的厚度在10cm至15cm之间,而且砂砾垫层应该是选择一些比较干净,含泥量非常小的中砂或者是粗砂,这种方法工程量是比较大的,但是却有很高的安全性。
9、硬壳层补强法
这种方法就是指经过振动碾压、冲击压实或夯实等方法使硬壳层的厚度以及物理力学指标得到改善。这种方法主要适合于那些粘土硬壳层下卧、沙性软土、纵向排水条件较差、湿陷性黄土等地基的情况。在这些情况下采用这种方法来处理既可以起到很好的效果又可以节约资金,也是很经济的方法。
10、髓换法
髓换法又可以称为垫层法,就是把路床顶面以下的一定范围内的软弱土层通过人力、机械或其它的方法加以清除,对强度较高的砂碎石,山坡石、改良土等可进行分层置换。对于那些软土厚度不大、埋藏浅、无硬壳层、路基填土高度不大的路段可以将其振实到要求的密实度,这样可以增强地基的承载力。
结束语
总而言之,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。
参考文献
[1]吴玉祥.市政公路工程软土地基处理技术探析[J].科技资讯,2010(13).
[2]穆谦.试论软土地基施工技术在市政工程施工建设中的应用[J].华章,2010(22).
[3]张利华.浅谈公路工程路基的施工技术与方法[J].工程与建设,2011(1).
关键词:市政公路;软土地基;处理措施
中图分类号:TU99文献标识码: A
引言
软土地基是市政工程中常遇到的情况,虽然经过不断的实践,软土地基的处理技术不断完善。但由于市政工程的施工现场比较狭窄、人流量多、工程量大,就对软土地基上进行公路工程的建设提出了更高的要求,所以软土地基的处理技术是业内人士普遍关心的问题。
一、市政公路工程软土地基施工原理分析
土体是由不同尺寸和不同成份的土粒组成的多相分散体系。就构成强度而言,土体属于分散介质,土体的强度由土粒之间的连接强度所决定。从构成土体的整体强度来讲,起决定作用的是土粒之间的粘聚力和土粒之间的内摩阻力。通常情况下,土中矿物都具有不同程度的亲水性,水的浸入使土体与水发生强烈的相互作用,致使土粒周围的结合水膜加厚,特别是扩散层松弛结构水的增多而引起土体的膨胀。水的存在又起到润滑作用,降低了土粒之间的内摩阻力。
大量水浸入土体使土体离散,形成湿坍和水化现象,降低了土体的稳定性。影响土体稳定性的因素較多,主要有分散度、土的成分、土中天然胶质的性质以及土体的密实性。土体的密实度越大,则孔隙率越小,水不易浸入土体,因而水稳定性较好。从土体的特性可知,含水量和密实度对于土体的强度、稳定性影响较大,也是加固处理的关键。加固土的方法有多种,按其技术措施可分为:机械方法、物理方法、外加剂法、热处理、电化学方法等。
加固土时所出现的各种作用过程是非常复杂和多种多样的,视土的性质和结合料的种类不同而异。可大体概括为化学过程、物理化学过程、物理力学过程三种情形,根据不同的加固方法上述的每一过程都将可能占主导地位,但这三种过程处于相互联系、彼此配合和相互促进之中。一般说来只有产生化学过程和物理化学过程才能使土体的强度和稳定性得以彻底的改善。而物理过程则是加速并保证化学过程和物理化学过程的充分发生。
二、市政公路工程软土地基处理技术
1、表层处理方法
通常用于地表面极软弱的情况。主要是通过排水、敷设或增添材料等办法,提高地表强度,防止地基局部剪切变形,保证施工机械作业;同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基上。属于这类处理方法的有:敷设材料法、添加剂法、表层排水法、砂垫层法等。
2、砾垫层法
这种方法就是把软土地基中的软土部分刨掉,然后用透水性比较好的砂砾土进行取代,通常选择的砾垫层的厚度在10cm至15cm之间,而且砂砾垫层应该是选择一些比较干净,含泥量非常小的中砂或者是粗砂,这种方法工程量是比较大的,但是却有很高的安全性。
3、换填土处理法
换填土处理法,就是当公路工程地基无法满足所应有的承载力和稳定性,而且软土层的厚度不大的情况下,对软土层进行挖除,然后根据实际需要分层填充稳定性较好的材质,如砂石、灰土、炉渣、粉煤灰等,并进行强夯打压,加大地基的密度,提高地基承载力,降低沉降量,加快软土地基的排水固结,使原来的软土地基在改造后符合建筑施工的设计要求,从而保证工程施工的安全性。换填土处理方法依据的原理是土层的附加应力分布规律。这种方法,主要适用于土质不均匀、排水较差的软土地基。
4、水泥搅拌桩法
此法以石灰、水泥等材料为固化剂,通过深层搅拌机械的作用,将软土与粉体或浆液桩的固化剂在地基深处进行强制搅拌,经过一系列的物理化学反应,形成强度高、稳定性好的复合地基。水泥搅拌桩法常用于对粉土、松散砂土等地基的加固,其优点表现在施工过程中对路堤的干扰较小,非常适合扩建工程施工。在施工之前,首先要保证场地平整,如果有低洼下陷的区域要用粘土填平,同时需要清除场地内的一切杂物,如砂垫层和生活垃圾等。
5、桩基法
当淤土层较厚,难以大面积进行深处理,可采用打桩的办法进行加固处理。当淤土层厚度小于5m时,宜打砂桩或石灰桩,通过吸水和排水来挤密淤土,使其孔隙比小于1,以达到一般地基要求;当淤土层厚度在5~7m时,宜打预制管桩至硬土层,设承载桩台;当淤土层厚度在7~10m时,宜打灌注桩至硬土层,设承载桩台;当淤土层厚度在10m以上时,宜采用打悬浮桩的办法,挤密淤土层并靠摩擦承载。而桩基础处理软基的方法繁多,但也存在缺陷:一是水泥土揽拌桩水灰比、输浆量和搅拌次数等控制管理自动化系统未健全,设备陈旧,技术落后,存在搅拌均匀性差及成桩质量不稳定问题;二是砂石桩用以加固较深淤泥软土地基,由于存在工期长,工后变形大等问题,已不再用作对变形有要求的建筑地基处理。
6、粉喷桩加固处理法
粉喷桩处理是用于加固饱和粘性土地基的一种方法。它是以水泥材料作为固化剂,利用特制的搅拌机械在地基深处将水泥与原位软土进行强制搅拌、压缩,并吸收周围水分,经过一系列物理——化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度水泥加固土,它对提高软土地基承载能力、减少地基的沉降量及高填土路基稳定性具有明显的效果。粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料:施工场地的工程地质报告,土工试验报告,室内配比试验报告,粉喷桩设计桩位图,原地面高程数据表,加固深度与停灰面高程以及测量资料等。场地平整、清除障碍。如场地低洼,应回填粘性土;施工场地不能满足机械行走要求时,应铺设砂土或碎石垫层。若地表过软,则应采取防止机械失稳措施。
7、添加剂法
针对表层是粘性土的情况,可以向内部渗入添加剂,来调节地基的压缩性能和强度特性,进而保证施工机械的正常行驶,与此同时,还使固结的效果和填土稳定性得以加强。工程上使用较为广泛的添加材料主要包括生石灰、水泥和熟石灰等。石灰类添加材料采取现场拌和或厂拌的方式,能够达到团粒效果和减少土壤含水量的效果,此外,随着时间的加长被固结的土会出现化学性固结,原来的粘土成分将出现质的转变,达到土体稳定的效果。
8、砾垫层法
这种方法就是把软土地基中的软土部分刨掉,然后用透水性比较好的砂砾土进行取代,通常选择的砾垫层的厚度在10cm至15cm之间,而且砂砾垫层应该是选择一些比较干净,含泥量非常小的中砂或者是粗砂,这种方法工程量是比较大的,但是却有很高的安全性。
9、硬壳层补强法
这种方法就是指经过振动碾压、冲击压实或夯实等方法使硬壳层的厚度以及物理力学指标得到改善。这种方法主要适合于那些粘土硬壳层下卧、沙性软土、纵向排水条件较差、湿陷性黄土等地基的情况。在这些情况下采用这种方法来处理既可以起到很好的效果又可以节约资金,也是很经济的方法。
10、髓换法
髓换法又可以称为垫层法,就是把路床顶面以下的一定范围内的软弱土层通过人力、机械或其它的方法加以清除,对强度较高的砂碎石,山坡石、改良土等可进行分层置换。对于那些软土厚度不大、埋藏浅、无硬壳层、路基填土高度不大的路段可以将其振实到要求的密实度,这样可以增强地基的承载力。
结束语
总而言之,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。
参考文献
[1]吴玉祥.市政公路工程软土地基处理技术探析[J].科技资讯,2010(13).
[2]穆谦.试论软土地基施工技术在市政工程施工建设中的应用[J].华章,2010(22).
[3]张利华.浅谈公路工程路基的施工技术与方法[J].工程与建设,2011(1).