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【摘 要】在市政道路施工中,由于各地地质不同,所以不可避免的会遇到软土地基,因此做好软土地基加固工作是非常重要的。通过对软土地基加固以后,就会使道路有较强的承载能力,并确保投入后的安全、高效。
【关键词】市政道路;施工;软土地基;加固处理技术
前言:
我国地质条件复杂,软土地基分布也比较广泛,因此软土地基的施工是非常普遍的,在软土地基施工时,需要对其进行加固处理,这样就能提高路基的稳定性,因此,我们要加大对软基加固技术的探讨论。
一、市政道路工程中软土地基特点分析
1.较高的压缩系数与较低的抗剪强度
低强度是软土地基的主要特点之一。因为軟土具有较大的孔隙,将严重影响到地基承受外力的能力。如市政道路建设中软土地基的强度无法改善,将导致塌陷等问题出现在市政道路工程中,进而严重影响到市政道路工程的质量与使用寿命,在增加安全隐患的同时,还会给道路养护增加困难。
2.较强的触变性和流变性
软土地基处理后,长期在重力和外力等作用下,也会产生各种变形问题。在施工过程中如选用的软基加固方式不正确,在软土流动作用下,市政道路很容易出现坍塌等情况,根本无法保证路基的稳定性。
3.较高的含水量和孔隙
因软土中含有较多的水分,导致其孔隙较多较大。在软土地基中其土质的组成成份主要是粘土粒与粉土粒,大量负电荷往往存在于这些软土粒表面。在空气中大量负电荷会将空气中的水蒸气大量吸收,并在土粒表面停留,进而将土粒含水量不断增加。并将土粒之间的孔隙扩大。
二、市政道路施工中的软基加固技术分析
1.粉煤灰碎石桩法
粉煤灰碎石桩属于高黏结强度桩,其主要由碎石、石屑、粉煤灰和适量的水泥混合,然后再加水进行搅拌而形成,所形成的地基主要由桩、桩间土和褥层所形成。具有非常好的强度、和易性和流动性,在灌注过程中较为简便,不仅对环境所带来的污染较小,而且对于水泥和砂的用量较少。但在粉煤灰碎石桩法施工过程中,由于其采用泵送混凝土进行施工,这就导致泵送混凝土过程中极易发生堵管现象,而在压力过大情况下,输料管还会发生爆裂。
因此在施工过程中,需要对提升的速度进行有效的控制,泵送软管的弯曲半径不能太小且连接不能太长,混凝土要具有较好的和易性,这样才能有效的避免堵管或是输料管爆裂现象的发生,有利于施工进度的提高,确保了施工过程中原料的节约。
2.现浇混凝土管桩技术
现浇混凝土管桩技术相对于其他加大技术来讲,其具有较好的经济性,而且施工过程较简单,在整个施工过程中有利于更好的监督和控制施工的质量,单根桩也具有非常好的承载力。在施工过程中,利用自动化排土振动灌注技术来将混凝土浇筑到设计好的环形腔体内。
在施工过程中需要对管桩单独承担荷载的问题进行有效的规避,这就需要对桩与土之间承受荷载的比例进行准确的掌握,同时还要把握好分散基础底面的应力。一旦管桩中的混凝土终凝并达到设计强度后,则可以利用放有土工格栅的碎石垫层将其在桩顶进行铺设,这样复合现浇管桩地基则得以形成。
这种桩属于一种刚性桩,在对其进行无损检测时需要采用人工开控的方式进行,测试费用较低,而且检测范围较广,对工程成本、质量和工期的控制都具有非常重要的意义。
3.水泥搅拌桩加固技术
水泥土搅拌桩技术适用于加固饱和软土地基,它的原理将水泥作为固化剂通过特制的搅拌机械,在地基深处将软土和固化剂强制搅拌产生一系列物理、化学反应而形成一定强度的优质地基来提高承载力和增大变形模量。其具体施工方法有:
首先,放好搅拌桩桩位,移动搅拌桩机到达指定桩位,对中、调平(用水准仪调平),采用经纬仪或吊线锤双向控制导向架垂直度(垂直度小于1.0%桩长);
其次,在搅拌机预搅下沉的同时,后台拌制水泥浆液,在压浆前将浆液放入集料斗中。选用普通硅酸水泥拌制浆液,水灰比控制在0.45~0.50之间,按照设计要求每米深层搅拌桩水泥用量不少于50kg;启动深层搅拌桩机转盘,待搅拌头转速正常后,方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌,下沉速度可通过档位调控,工作电流不应大于额定值;启动深层搅拌桩机转盘,待搅拌头转速正常后,方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌,下沉速度可通过档位调控,工作电流不应大于额定值;下沉到达设计深度后,开启灰浆泵,通过管路送浆至搅拌头出浆口,出浆后启动搅拌桩机及拉紧链条装置,按设计确定的提升速度边喷浆搅拌边提升钻杆,使浆液和土体充分拌和;搅拌钻头提升至桩顶以上500mm高后,关闭灰浆泵,重复搅拌下沉至设计深度,下沉速度按设计要求进行;下沉到达设计深度后,喷浆重复搅拌提升,一直提升至地面;
最后,施工完一根桩后,移动桩机至下一根桩位。其主要特点:干燥的固化材料能吸收一部分软土地基中的水分而达到更好的效果;固化材料在搅拌过程中能依靠软土水分的黏性黏附到空隙内部达到均匀分布,提高地基土强度的效果;固化材料主要是水泥、生石灰等来源广泛的材料通过混合而成,其适应性较广,适合于大多数工程。
4.强夯法加固技术
强夯法加固技术又被称为动力加固法技术,目前我国市政道路软土地基加固中使用最频繁的加固技术就是强夯法加固技术,在施工中这种技术具有加固效果大、高适应能力、广泛地应用性及低成本等特点。
现阶段这种技术主要适应于短工期、大面积及较薄地基软土层的道路施工中。相比其他填土预压技术,这种技术具有较高投入,主要由于在加固市政道路软土地基过程中,强夯法加固技术必须应用砂井。相比复合型地基,强夯法加固技术就具有明显优势,如低成本投入及施工简便等。在市政道路软基加固中,施工企业应做到具体问题具体分析,结合施工现场实际施工情况及相关施工规范进行有效施工,只有这样才能加快施工进度,缩短工期,节约成本。 强夯法加固技术主要是利用强大的冲击力将原有土体结构进行破坏,对其附近土质进行挤压进而形成夯坑,其加固机理主要分为三部分:动力密实置换、动力固结及动力密实。
首先,动力置换。动力置换主要分为两种:桩式置换与整式置换。通过强大的夯击力在软土中填筑碎石,进而形成碎石桩并增加其稳定性,这就是桩式置换。通过强大的夯击力向淤泥中不断填筑碎石,进而形成加固效果良好的碎石垫层,这就是整式置换。
其次,动力固结。通过冲击力的作用,进而促使冲击波的形成,并破坏土体结构,在土体内部分地方就会出现一些缝隙,这些缝隙都具有排水能力,此时将缝隙中软土地基孔隙内的水将顺利流出,以此实现软土体固结的目的,这就是强夯法中动力固结的施工原理。据大量数据显示,夯击力的大小将直接影响到土体的沉降情况,夯击力大,土体沉降量就会随之增加,两者之间存在正比关系。
最后,动力密实。动力密实就是通过较大的冲击荷载充分压实土体之间的空隙,进而实现软土地基强度的提高。
5.预应力管桩技术
在各种力的作用下,市政道路施工中会产生地基松软情况,为对这种情况进行有效改善,施工企业必须根据施工现场的具体情况,选用与之相适应的软基加固技术。预应力管桩技术作为市政道路软基加固施工中的重要技术之一,该技术在市政道路软基施工中的大量应用,不仅可以对地基松软情况进行有效改善,还可以有效控制其产生的原因。其施工工艺主要包括以下几点:
①施工前施工企业必须对市政道路松软地基的位置进行准确确定,这样可以对施工的精准性、合理性进行有效提高,避免在加固施工中出现不符合现场施工的具体情况,不能将软基加固技术有效地应用到软土地基当中。
②测量作业必须在软基施工位置确定后进行,这样可以增加打桩的准确度,同时还能对市政道路软基施工的整体质量进行有效提高。
③打桩施工必须严格依据测量结果、施工现场及附近的环境等进行,完成打桩施工后,必须进行标示,以此增加市政道路软基加固位置的整体质量。
6.土木合成材料施工技术
土木合成材料施工技术在市政道路软基处理中的应用,主要适用于较深层次的软土地基加固中。
在处理这项软土地基前,必须详细勘察施工现场及附近的地质、环境等情况,如选用振动法进行软土地基的密实度的检测。在振动过程中,应在振动路段投入符合施工要求的材料,形成土木合成材料层并加以固定,进而增加市政道路软基审查次地基的密实度。
结束语
目前市政道路無论是建设的规模还是数量都具有空前性,所以需要对软土地基加固处理给予充分的重视。在具体施工过程中,需要根据实际工程的具体情况来合理对软土地基加固技术进行选择,确保施工方案的可行性和合理性,同时还要在施工过程中对于各个细节进行有效的控制,确保施工的质量。
参考文献:
[1]王利民.水泥土深层搅拌桩在工程中的应用及质量控制[J].山西建筑,2010(24):125.
[2]唐蕾.小议市政道路施工中软土地基施工及处理措施[J].新材料新装饰,2014(13):33.
[3]方铭,窦澄.浅谈市政道路施工中软土地基施工及处理措施[J].建筑工程技术与设计,2013(4):186.
【关键词】市政道路;施工;软土地基;加固处理技术
前言:
我国地质条件复杂,软土地基分布也比较广泛,因此软土地基的施工是非常普遍的,在软土地基施工时,需要对其进行加固处理,这样就能提高路基的稳定性,因此,我们要加大对软基加固技术的探讨论。
一、市政道路工程中软土地基特点分析
1.较高的压缩系数与较低的抗剪强度
低强度是软土地基的主要特点之一。因为軟土具有较大的孔隙,将严重影响到地基承受外力的能力。如市政道路建设中软土地基的强度无法改善,将导致塌陷等问题出现在市政道路工程中,进而严重影响到市政道路工程的质量与使用寿命,在增加安全隐患的同时,还会给道路养护增加困难。
2.较强的触变性和流变性
软土地基处理后,长期在重力和外力等作用下,也会产生各种变形问题。在施工过程中如选用的软基加固方式不正确,在软土流动作用下,市政道路很容易出现坍塌等情况,根本无法保证路基的稳定性。
3.较高的含水量和孔隙
因软土中含有较多的水分,导致其孔隙较多较大。在软土地基中其土质的组成成份主要是粘土粒与粉土粒,大量负电荷往往存在于这些软土粒表面。在空气中大量负电荷会将空气中的水蒸气大量吸收,并在土粒表面停留,进而将土粒含水量不断增加。并将土粒之间的孔隙扩大。
二、市政道路施工中的软基加固技术分析
1.粉煤灰碎石桩法
粉煤灰碎石桩属于高黏结强度桩,其主要由碎石、石屑、粉煤灰和适量的水泥混合,然后再加水进行搅拌而形成,所形成的地基主要由桩、桩间土和褥层所形成。具有非常好的强度、和易性和流动性,在灌注过程中较为简便,不仅对环境所带来的污染较小,而且对于水泥和砂的用量较少。但在粉煤灰碎石桩法施工过程中,由于其采用泵送混凝土进行施工,这就导致泵送混凝土过程中极易发生堵管现象,而在压力过大情况下,输料管还会发生爆裂。
因此在施工过程中,需要对提升的速度进行有效的控制,泵送软管的弯曲半径不能太小且连接不能太长,混凝土要具有较好的和易性,这样才能有效的避免堵管或是输料管爆裂现象的发生,有利于施工进度的提高,确保了施工过程中原料的节约。
2.现浇混凝土管桩技术
现浇混凝土管桩技术相对于其他加大技术来讲,其具有较好的经济性,而且施工过程较简单,在整个施工过程中有利于更好的监督和控制施工的质量,单根桩也具有非常好的承载力。在施工过程中,利用自动化排土振动灌注技术来将混凝土浇筑到设计好的环形腔体内。
在施工过程中需要对管桩单独承担荷载的问题进行有效的规避,这就需要对桩与土之间承受荷载的比例进行准确的掌握,同时还要把握好分散基础底面的应力。一旦管桩中的混凝土终凝并达到设计强度后,则可以利用放有土工格栅的碎石垫层将其在桩顶进行铺设,这样复合现浇管桩地基则得以形成。
这种桩属于一种刚性桩,在对其进行无损检测时需要采用人工开控的方式进行,测试费用较低,而且检测范围较广,对工程成本、质量和工期的控制都具有非常重要的意义。
3.水泥搅拌桩加固技术
水泥土搅拌桩技术适用于加固饱和软土地基,它的原理将水泥作为固化剂通过特制的搅拌机械,在地基深处将软土和固化剂强制搅拌产生一系列物理、化学反应而形成一定强度的优质地基来提高承载力和增大变形模量。其具体施工方法有:
首先,放好搅拌桩桩位,移动搅拌桩机到达指定桩位,对中、调平(用水准仪调平),采用经纬仪或吊线锤双向控制导向架垂直度(垂直度小于1.0%桩长);
其次,在搅拌机预搅下沉的同时,后台拌制水泥浆液,在压浆前将浆液放入集料斗中。选用普通硅酸水泥拌制浆液,水灰比控制在0.45~0.50之间,按照设计要求每米深层搅拌桩水泥用量不少于50kg;启动深层搅拌桩机转盘,待搅拌头转速正常后,方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌,下沉速度可通过档位调控,工作电流不应大于额定值;启动深层搅拌桩机转盘,待搅拌头转速正常后,方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌,下沉速度可通过档位调控,工作电流不应大于额定值;下沉到达设计深度后,开启灰浆泵,通过管路送浆至搅拌头出浆口,出浆后启动搅拌桩机及拉紧链条装置,按设计确定的提升速度边喷浆搅拌边提升钻杆,使浆液和土体充分拌和;搅拌钻头提升至桩顶以上500mm高后,关闭灰浆泵,重复搅拌下沉至设计深度,下沉速度按设计要求进行;下沉到达设计深度后,喷浆重复搅拌提升,一直提升至地面;
最后,施工完一根桩后,移动桩机至下一根桩位。其主要特点:干燥的固化材料能吸收一部分软土地基中的水分而达到更好的效果;固化材料在搅拌过程中能依靠软土水分的黏性黏附到空隙内部达到均匀分布,提高地基土强度的效果;固化材料主要是水泥、生石灰等来源广泛的材料通过混合而成,其适应性较广,适合于大多数工程。
4.强夯法加固技术
强夯法加固技术又被称为动力加固法技术,目前我国市政道路软土地基加固中使用最频繁的加固技术就是强夯法加固技术,在施工中这种技术具有加固效果大、高适应能力、广泛地应用性及低成本等特点。
现阶段这种技术主要适应于短工期、大面积及较薄地基软土层的道路施工中。相比其他填土预压技术,这种技术具有较高投入,主要由于在加固市政道路软土地基过程中,强夯法加固技术必须应用砂井。相比复合型地基,强夯法加固技术就具有明显优势,如低成本投入及施工简便等。在市政道路软基加固中,施工企业应做到具体问题具体分析,结合施工现场实际施工情况及相关施工规范进行有效施工,只有这样才能加快施工进度,缩短工期,节约成本。 强夯法加固技术主要是利用强大的冲击力将原有土体结构进行破坏,对其附近土质进行挤压进而形成夯坑,其加固机理主要分为三部分:动力密实置换、动力固结及动力密实。
首先,动力置换。动力置换主要分为两种:桩式置换与整式置换。通过强大的夯击力在软土中填筑碎石,进而形成碎石桩并增加其稳定性,这就是桩式置换。通过强大的夯击力向淤泥中不断填筑碎石,进而形成加固效果良好的碎石垫层,这就是整式置换。
其次,动力固结。通过冲击力的作用,进而促使冲击波的形成,并破坏土体结构,在土体内部分地方就会出现一些缝隙,这些缝隙都具有排水能力,此时将缝隙中软土地基孔隙内的水将顺利流出,以此实现软土体固结的目的,这就是强夯法中动力固结的施工原理。据大量数据显示,夯击力的大小将直接影响到土体的沉降情况,夯击力大,土体沉降量就会随之增加,两者之间存在正比关系。
最后,动力密实。动力密实就是通过较大的冲击荷载充分压实土体之间的空隙,进而实现软土地基强度的提高。
5.预应力管桩技术
在各种力的作用下,市政道路施工中会产生地基松软情况,为对这种情况进行有效改善,施工企业必须根据施工现场的具体情况,选用与之相适应的软基加固技术。预应力管桩技术作为市政道路软基加固施工中的重要技术之一,该技术在市政道路软基施工中的大量应用,不仅可以对地基松软情况进行有效改善,还可以有效控制其产生的原因。其施工工艺主要包括以下几点:
①施工前施工企业必须对市政道路松软地基的位置进行准确确定,这样可以对施工的精准性、合理性进行有效提高,避免在加固施工中出现不符合现场施工的具体情况,不能将软基加固技术有效地应用到软土地基当中。
②测量作业必须在软基施工位置确定后进行,这样可以增加打桩的准确度,同时还能对市政道路软基施工的整体质量进行有效提高。
③打桩施工必须严格依据测量结果、施工现场及附近的环境等进行,完成打桩施工后,必须进行标示,以此增加市政道路软基加固位置的整体质量。
6.土木合成材料施工技术
土木合成材料施工技术在市政道路软基处理中的应用,主要适用于较深层次的软土地基加固中。
在处理这项软土地基前,必须详细勘察施工现场及附近的地质、环境等情况,如选用振动法进行软土地基的密实度的检测。在振动过程中,应在振动路段投入符合施工要求的材料,形成土木合成材料层并加以固定,进而增加市政道路软基审查次地基的密实度。
结束语
目前市政道路無论是建设的规模还是数量都具有空前性,所以需要对软土地基加固处理给予充分的重视。在具体施工过程中,需要根据实际工程的具体情况来合理对软土地基加固技术进行选择,确保施工方案的可行性和合理性,同时还要在施工过程中对于各个细节进行有效的控制,确保施工的质量。
参考文献:
[1]王利民.水泥土深层搅拌桩在工程中的应用及质量控制[J].山西建筑,2010(24):125.
[2]唐蕾.小议市政道路施工中软土地基施工及处理措施[J].新材料新装饰,2014(13):33.
[3]方铭,窦澄.浅谈市政道路施工中软土地基施工及处理措施[J].建筑工程技术与设计,2013(4):186.