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摘要:随着我国城市化发展步伐,市政道路越来越多,要求越来越高,但是从目前的情况看,市政道路的损坏情况也相当高,每年的维修、维护成本高,一旦维修,必然会引起交通的堵塞,给人民群众的生产和生活带来极大的不便,且引发的交通事故明显增加。因此,提高道路建设质量,保持相对稳定、正常的交通就显得至关重要。市政道路的特点是车流量大,车速相对不高,车辆荷载不大,但是附属设施多,环境相对复杂。从目前道路损坏的情况来看,因为基础不均匀沉降、塌陷引起的破坏占很大比例,由于基础的破坏,产生的路面破坏以及交通事故等次生灾害情况。因此加强道路基础建设,采用正确的地基处理方式,以提高基础结构性能,降低由此造成的质量缺陷,切实保证对市政道路工程建设的质量问题。
关键词:市政道路 地基基础 加固处理方法
一、道路基础建设重要性
“万丈高楼平地起”,若没有良好的基础建设,高楼也就无从谈起。在道路建设中也一样,如若道路基础质量不好,无法保证路面的完好,使用寿命及行车体验,且因为基础原因产生的损坏和破坏,其维修维护成本是最高的,要求是最严的,代价是巨大的。例如一般性表面破坏或因交通事故造成的附属设施破坏,只需要及时对其表面或附属设施进行维修和整治即可,根据现有的处理技术和手段,可在很短时间内进行修复,对交通及周围环境的影响很小。而如果是因为基础被破坏,那么再简单的处理表面层就不能有效的防止病害,必须要从基础根部加以修复,否则即使修复表面层后,寿命也不会长,且对下部基础会产生更大的扰动,带来更大的破坏。在道路破坏病害中,只要基础是完整完好的,那么处理起来,简单易行,对交通和周围影响小;反之,处理起来难度就较大,且对交通和周围影响就大。因此可以得出道路基础在整个道路工程中起着关键和决定性的重要作用。
二、病害原因分析
从道路建设影响因素来分,大致可分为自然因素和人为因素;自然因素可分为水、风、雨、山洪、冰冻、地震等,而人为因素可分为人工、材料、机械、技术、组织等因素。从道路建设程序来分,大致可分为水的影响、材料影响和施工影响三大类,下面就着重从这三类因素进行分析。
1、水的影响
水的影响是整个道路工程中影响最大,时间最长,持续影响最深的因素,因此只要是道路建设工程,预防和整治水害的影响都是最重要的环节。主要原因在于:在地基基础中,若含水或含水量超标,则会直接影响地基基础的承载能力,而承载能力指标是关键性指标,是影响道路工程的决定性因素;在使用和运营中,基础难免不受风霜雨雪等自然灾害影响,而这些影响的最终表现即是水通过一定渠道渗入到基础中或使基础中的水受一定的物理变化,进而在长期、反复的作用下使基础承载能力下降,最终被破坏。在道路建设中有这样一句话,“修路先治水”,即可说明水害对道路的影响成度。因此在对水的处理上,必须采取防、排、截、堵等综合治理手段,方能将水害的影响减小到最低程度。
2、材料影响
在道路建设中,免不了对路基进行挖、填等工序,无论是挖是填,都会牵涉基础材料的选择和应用。在材料的选择上,需要结合实际情况,在地基含水量高,排水处理困难时采用排水基层;反之则采用不排水基层。在排水基层中,一般选用强度高,水稳性好、摩擦系数高、透水性好的块石、片石、碎石、卵石等材料作为路床、底基层或基层材料。其原理是即使受地下水的影响,在经过排水层时,将水引入路边沟排出,从而减少对上面基层的影响。在不排水基层中,一般选用强度高,憎水性好的水泥稳定土类作底基层或基层,再辅以完善的排水系统,使其水不能进入到路床、路基或基层里。
3、施工影响
施工,是将整个建筑材料,通过一定的技术手段和科学方法,形成工程实体的过程,是整个道路建设质量管理过程中最重要、最关键的一环。人员的组织、机械的准备、施工方案的确定、检测的手段、试验的方法、安全的保障等一系列系统工程,其目的都是为实现最终的使用功能服务,都是为提高质量服务,而这些均只有通过施工来实现。不管是水害治理、基础处理、基层建设、面层建设及附属设施,都需要经过层层施工,层层质量把关,最终才能形成一个完整、有效、具备设计使用功能的实体。如果在基础施工中,不按设计和规范要求,严格施工质量关,那必将产生不利影响。
三、软土路基的加固处理方法
1、换填路基
此方法原理是將不满足强度和承载力要求的软土,采用换填置换的方法,换成满足强度和承载力要求的材料,从而达到设计要求。由于优点在于:原理简单,技术要求也不复杂,而治理效果也很好,因此适用性广,几乎所有的软土基础均可适用。缺点在于:换填材料受地域限制,对缺少砂石的地区可能存在问题;换填工作一般工作量较大,对施工场地,人员配置,机械需求量大;对于深度过深的软土地基,其工程量大,投资高,不经济。
2、排水固结路基
此方法原理是在软土地基上,由于含水量太大,导致强度和承载能力不足,因此主要目的是导排出土体内的水分,形成土体固结体,从而达到和满足设计要求。技术上目前一般采用堆载法、真空法和堆载真空结合的方法。堆载法工作程序是先按设计深度向土体内打入塑料排水管,然后在地面铺设砂粒排水层和土工布,再在其上用砂厂等荷载进行均匀堆载,依靠堆载自重,将地下水从排水管中“挤压”出来,通过砂粒排水层将水排出。该方法优点是原理简单,操作简便,且排水固结效果好,能有效达到土体强度、稳定性和承载力的要求,缺点是受地质条件影响大。空真法也是先按设计深度打入排水管,然后在地面铺设砂粒排水层和土工布,并将所有排水管连接起来,再在上面铺真空膜,在膜上布置真空泵和抽水泵,检查无漏水漏气后进行抽真空工作,利用真空膜上和膜下气压差,将软土内的水压上来,通过抽水泵将水抽出。该方法的优点是充分利用大气压力作荷载,安全环保无污染,针对临边临坡地带,又不能上大型机械设备的更能突显优势;缺点是抽真空设备相对复杂,要保持真空膜的完整性,且要加强沉降和抽水观测,受地形地势影响比较大。堆载真空结合法,即是将两种方法,合理的结合起来,加快排水固结的效率。 3、强夯路基
此方法的原理是在软土地基上,由于土体固体颗粒排列不规则、不致密而影响强度和承载力,通过强力夯实的物理方法,将土体压实,致密,改变排列组合,提高颗粒之间相互咬合度和摩擦系数,从而提高强度和承载能力。该方法原理简单,操作方便,特别适用于地基局部承载能力不足的情况。其优点是设备简单,操作方便,施工灵活;缺点是夯实效果不是很好,大型夯实机械施工时噪声很大。
4、桩基路基(灌注桩、搅拌桩、CFG桩等)
所有桩基路基,其工作原理均是通过钻孔,然后进行灌浆、灌粉、灌砂、灌石等方式,形成一根根桩,然后依靠桩本身或桩与原土体共同承受上部荷载,以达到设计要求的目的。虽然各种桩的承载能力不同,适用条件也存在差异,但基本原理相同,且适用性都非常广。在理论上,除了深度很浅的软土地基以外,均可适用,而且效果很好。只是根据需要处理地基的情况不同,设计承载能力大小的区别,可选择其中一种或几种方式进行结合,均能得到很好的效果。在实际使用中,灌注桩更适用于软土地基深,地质复杂等情况,其优点是适应性强,处理效果好,承载能力高;缺点是会造成一定的地下污染,投资高。搅拌桩适用于均质含水量高的软土,对地质条件差,杂质含量高的土处理效果会有很大影响。其优点是处理速度快,效果好;缺点是机械设备高求比较高,对环境会造成一成污染。CFG是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩,和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。其特点是利用褥垫层,让桩与桩间土体共同受力,从而提高了地基承载能力,同时由于只使用釫工材料,使得造价相对比较低。
四、结束语
综上所述,市政道路工程建设中,做好地基加固处理能够提高基础质量,减少工程病害的产生,减缓交通不利影响,延长市政道路工程使用寿命。在市政道路工程项目建设中,施工单位应该结合不同的地理环境和施工特点,选择相对应的地基加固方法,以确保软土地基加固效果,提高基础质量,满足设计要求。同时,施工单位应该结合软土地基加固处理条件,选择适当的施工工艺和方法,认真选择使用合理的机械和原材料,保证软土地基不良土质情况得到有效处理,同时最大限度地減少对地上、地下环境的污染和破坏,提高市政道路工程项目建设的整体水平。
参考文献
1、全国一级建造师执业资格考试市政公用工程管理与实务
2、全国一级建造师执业资格考试公路工程管理与实务
关键词:市政道路 地基基础 加固处理方法
一、道路基础建设重要性
“万丈高楼平地起”,若没有良好的基础建设,高楼也就无从谈起。在道路建设中也一样,如若道路基础质量不好,无法保证路面的完好,使用寿命及行车体验,且因为基础原因产生的损坏和破坏,其维修维护成本是最高的,要求是最严的,代价是巨大的。例如一般性表面破坏或因交通事故造成的附属设施破坏,只需要及时对其表面或附属设施进行维修和整治即可,根据现有的处理技术和手段,可在很短时间内进行修复,对交通及周围环境的影响很小。而如果是因为基础被破坏,那么再简单的处理表面层就不能有效的防止病害,必须要从基础根部加以修复,否则即使修复表面层后,寿命也不会长,且对下部基础会产生更大的扰动,带来更大的破坏。在道路破坏病害中,只要基础是完整完好的,那么处理起来,简单易行,对交通和周围影响小;反之,处理起来难度就较大,且对交通和周围影响就大。因此可以得出道路基础在整个道路工程中起着关键和决定性的重要作用。
二、病害原因分析
从道路建设影响因素来分,大致可分为自然因素和人为因素;自然因素可分为水、风、雨、山洪、冰冻、地震等,而人为因素可分为人工、材料、机械、技术、组织等因素。从道路建设程序来分,大致可分为水的影响、材料影响和施工影响三大类,下面就着重从这三类因素进行分析。
1、水的影响
水的影响是整个道路工程中影响最大,时间最长,持续影响最深的因素,因此只要是道路建设工程,预防和整治水害的影响都是最重要的环节。主要原因在于:在地基基础中,若含水或含水量超标,则会直接影响地基基础的承载能力,而承载能力指标是关键性指标,是影响道路工程的决定性因素;在使用和运营中,基础难免不受风霜雨雪等自然灾害影响,而这些影响的最终表现即是水通过一定渠道渗入到基础中或使基础中的水受一定的物理变化,进而在长期、反复的作用下使基础承载能力下降,最终被破坏。在道路建设中有这样一句话,“修路先治水”,即可说明水害对道路的影响成度。因此在对水的处理上,必须采取防、排、截、堵等综合治理手段,方能将水害的影响减小到最低程度。
2、材料影响
在道路建设中,免不了对路基进行挖、填等工序,无论是挖是填,都会牵涉基础材料的选择和应用。在材料的选择上,需要结合实际情况,在地基含水量高,排水处理困难时采用排水基层;反之则采用不排水基层。在排水基层中,一般选用强度高,水稳性好、摩擦系数高、透水性好的块石、片石、碎石、卵石等材料作为路床、底基层或基层材料。其原理是即使受地下水的影响,在经过排水层时,将水引入路边沟排出,从而减少对上面基层的影响。在不排水基层中,一般选用强度高,憎水性好的水泥稳定土类作底基层或基层,再辅以完善的排水系统,使其水不能进入到路床、路基或基层里。
3、施工影响
施工,是将整个建筑材料,通过一定的技术手段和科学方法,形成工程实体的过程,是整个道路建设质量管理过程中最重要、最关键的一环。人员的组织、机械的准备、施工方案的确定、检测的手段、试验的方法、安全的保障等一系列系统工程,其目的都是为实现最终的使用功能服务,都是为提高质量服务,而这些均只有通过施工来实现。不管是水害治理、基础处理、基层建设、面层建设及附属设施,都需要经过层层施工,层层质量把关,最终才能形成一个完整、有效、具备设计使用功能的实体。如果在基础施工中,不按设计和规范要求,严格施工质量关,那必将产生不利影响。
三、软土路基的加固处理方法
1、换填路基
此方法原理是將不满足强度和承载力要求的软土,采用换填置换的方法,换成满足强度和承载力要求的材料,从而达到设计要求。由于优点在于:原理简单,技术要求也不复杂,而治理效果也很好,因此适用性广,几乎所有的软土基础均可适用。缺点在于:换填材料受地域限制,对缺少砂石的地区可能存在问题;换填工作一般工作量较大,对施工场地,人员配置,机械需求量大;对于深度过深的软土地基,其工程量大,投资高,不经济。
2、排水固结路基
此方法原理是在软土地基上,由于含水量太大,导致强度和承载能力不足,因此主要目的是导排出土体内的水分,形成土体固结体,从而达到和满足设计要求。技术上目前一般采用堆载法、真空法和堆载真空结合的方法。堆载法工作程序是先按设计深度向土体内打入塑料排水管,然后在地面铺设砂粒排水层和土工布,再在其上用砂厂等荷载进行均匀堆载,依靠堆载自重,将地下水从排水管中“挤压”出来,通过砂粒排水层将水排出。该方法优点是原理简单,操作简便,且排水固结效果好,能有效达到土体强度、稳定性和承载力的要求,缺点是受地质条件影响大。空真法也是先按设计深度打入排水管,然后在地面铺设砂粒排水层和土工布,并将所有排水管连接起来,再在上面铺真空膜,在膜上布置真空泵和抽水泵,检查无漏水漏气后进行抽真空工作,利用真空膜上和膜下气压差,将软土内的水压上来,通过抽水泵将水抽出。该方法的优点是充分利用大气压力作荷载,安全环保无污染,针对临边临坡地带,又不能上大型机械设备的更能突显优势;缺点是抽真空设备相对复杂,要保持真空膜的完整性,且要加强沉降和抽水观测,受地形地势影响比较大。堆载真空结合法,即是将两种方法,合理的结合起来,加快排水固结的效率。 3、强夯路基
此方法的原理是在软土地基上,由于土体固体颗粒排列不规则、不致密而影响强度和承载力,通过强力夯实的物理方法,将土体压实,致密,改变排列组合,提高颗粒之间相互咬合度和摩擦系数,从而提高强度和承载能力。该方法原理简单,操作方便,特别适用于地基局部承载能力不足的情况。其优点是设备简单,操作方便,施工灵活;缺点是夯实效果不是很好,大型夯实机械施工时噪声很大。
4、桩基路基(灌注桩、搅拌桩、CFG桩等)
所有桩基路基,其工作原理均是通过钻孔,然后进行灌浆、灌粉、灌砂、灌石等方式,形成一根根桩,然后依靠桩本身或桩与原土体共同承受上部荷载,以达到设计要求的目的。虽然各种桩的承载能力不同,适用条件也存在差异,但基本原理相同,且适用性都非常广。在理论上,除了深度很浅的软土地基以外,均可适用,而且效果很好。只是根据需要处理地基的情况不同,设计承载能力大小的区别,可选择其中一种或几种方式进行结合,均能得到很好的效果。在实际使用中,灌注桩更适用于软土地基深,地质复杂等情况,其优点是适应性强,处理效果好,承载能力高;缺点是会造成一定的地下污染,投资高。搅拌桩适用于均质含水量高的软土,对地质条件差,杂质含量高的土处理效果会有很大影响。其优点是处理速度快,效果好;缺点是机械设备高求比较高,对环境会造成一成污染。CFG是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩,和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。其特点是利用褥垫层,让桩与桩间土体共同受力,从而提高了地基承载能力,同时由于只使用釫工材料,使得造价相对比较低。
四、结束语
综上所述,市政道路工程建设中,做好地基加固处理能够提高基础质量,减少工程病害的产生,减缓交通不利影响,延长市政道路工程使用寿命。在市政道路工程项目建设中,施工单位应该结合不同的地理环境和施工特点,选择相对应的地基加固方法,以确保软土地基加固效果,提高基础质量,满足设计要求。同时,施工单位应该结合软土地基加固处理条件,选择适当的施工工艺和方法,认真选择使用合理的机械和原材料,保证软土地基不良土质情况得到有效处理,同时最大限度地減少对地上、地下环境的污染和破坏,提高市政道路工程项目建设的整体水平。
参考文献
1、全国一级建造师执业资格考试市政公用工程管理与实务
2、全国一级建造师执业资格考试公路工程管理与实务