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市政道路工程软土地基处理对策

2021-11-04曹立朋

交通科技与管理 2021年32期
关键词:市政道路工程软土地基处理技术

曹立朋

摘 要:软土地基处理对我国的市政道路工程规范化建设具有推动作用。目前,由于我国道路改革不断推进,道路工程施工的质量和水平对于施工效率具有深远的影响,而道路工程施工中的软土地基处理是施工中的关键,因此,为了优化市政道路工程的施工质量,本文以广渠路东延道路工程路基施工为研究背景,首先,阐述了软土地基的主要特点,即沉降大、土体分布不均匀、强度低;其次,提出市政道路工程软土地基处理对策,供同行参考。

关键词:市政道路工程;软土地基;处理技术;对策

中图分类号:U416 文献标识码:A

0 引言

北京市通州区广渠路东延(怡乐西路~东六环路)是广渠路的一部分,起点接怡乐西路高架桥、终点与东六环相交,全长约7.6 km,该道路分为地面道路及地下道路两系统,地面道路结合景观设计为景观大道,地下道路为交通隧道与综合管廊共构的地下隧道。不管是在市政道路工程还是在一般的建筑工程中,地基都是基础施工的重要环节,同时地基施工的质量也会对整个建设项目质量带来较大的影响。因此,当遇到这种地基时,如果不能采取科学的措施进行处理,不仅会影响工程质量,严重时还会带来巨大的安全风险。因此,如果在市政道路施工过程中遇到软基问题,相关技术人员需采取相应措施,提高软基的承载力、强度和稳定性,从而可靠地保证道路工程的施工效果。

1 软土地基的特点与危害

1.1 沉降量偏大

软土中天然水分较多,渗透性较低。前人研究指出,软土地基中天然水含量为50%~70%,华北部分地区甚至高达200%。随着土层含水量的增加,其柔软度也会增加,还会表现出软土的流变性和不均匀性等病害,会降低地基的承载力。在工程实际应用阶段,在结构或构件内力、变形外力等多种因素的作用下,壓力会变大,工程甚至会面临沉降甚至坍塌的风险。如果沉降问题得不到有效控制,一方面会增加后续施工作业的难度,另一方面路基会逐渐出现不规则沉降。

1.2 土壤质量分布不均

我国幅员辽阔,不同地区的水文地质条件差异较大,使得软土地基的结构非常复杂,会出现各种成分的混合土。不同成分的土壤排列深度不同,使得不同土层的密度不同,各土层的性能和承载力数据大不相同,对地基的影响也不同。如果软土地基在施工前没有得到有效处理,必然会导致工程基础环节强度不足,进而导致市政道路工程施工后地面部分不均匀沉降。

1.3 强度较低

市政道路工程是一项长期的民生工程,对使用寿命和整体质量有严格的要求。但由于施工环境的特殊性,地基通常含水量较高,同时存在结构软弱、土体强度不足的现象。如果软土地基在施工阶段没有得到有效处理,可能刚施工完没有明显的病害现象,但在后续使用中,随着地基上的压力不断增大,可能会造成工程结构变形、开裂或坍塌,抗震能力较弱,不仅影响工程的使用寿命,还严重威胁来往居民的生命安全。

2 软土地基处理原则

在市政道路工程中,面对复杂的软土地基条件,有必要阐明和掌握软土地基处理的原则。(1)在施工设计中,应准确计算基础荷载,特别是在市政道路工程施工的准备阶段,应根据其上部结构的设计形式确定基础荷载的具体值,并以此为基础设计桩基,以适当提高软土地基处理的期望值,使其地基承载力达到更高的水平。而且,地质分析是软土地基处理的前提,关系到桩基的应用效果;(2)要重视环境因素的分析。软土地基处理需要系统的措施作为支撑,不同的处理技术,如置换、灌浆和搅拌桩,或多或少与环境因素有关。软土地基处理前要积极消除环境因素的影响,确保后续路基的有序施工;(3)对土层进行监测,为有效掌握地基土层情况,应采取监测措施,加强软土地基的施工管理,使地基质量得到很好的控制;(4)重视机械设备管理,软土地基处理需要专业的机械设备。软土地基施工和处理单位应有完善的机械化应用机制,保证软土地基处理所需的力学性能。

3 市政道路工程软土地基处理对策

3.1 粉喷桩技术

这种技术常用于处理软土地基,尤其是处理稳定性有偏差的地基。具体做法是用机械设备钻孔,然后在一定压力下将固化剂压入地基。固化剂与水相互作用,产生一定的化学反应。这种接触方式降低了软土地基中的含水量,起到了加固软土地基的作用。水泥和石灰是施工阶段常用的固化剂,但水泥作为主要原材料的应用率相对较高。开工前,需认真勘察工程地质条件,记录现场高程数据和土工试验相关资料等,并在此基础上规划设计DJM桩的位置。在实际应用中,还应注意参数配比,其对应的标准是桩的强度,结合工程实际合理调整参数配比,有利于提高桩的稳定性。为了保证DJM桩的强流动性,在混凝土施工阶段可以掺入一些石膏或硫酸钠等材料,这也有助于提高养护效果。隐形DJM桩形成后,将有效地提高地基承载力,保证后期施工的顺利进行。通过铺设粘性土和砂垫层,地基的平整度和稳定性能更好地满足设计要求。在实际施工中,需要准确控制钻机的钻孔深度和喷粉标高,使桩长达标。一般建议采用间接搅拌法复合DJM桩,并及时检测水与水泥粉的结合程度,以保证该处理技术应用过程的顺利进行,保证软土地基的处理效果。

3.2 换填处理法

换填法是用高密度、高硬度、符合承载力标准的土来代替原有的路基土,从而有效地改善土的性质和结构,增强土的稳定性和承载能力,减少因软土结构不稳定而引发道路工程的质量问题或安全事故。但这种换填方法只适用于部分市政道路工程的浅层软土地基,即软土地基深度为2~3 m时可采用,如果软土地基超过这个深度,就不适合这种方法。因为这种方法耗费大量的人力物力,而且太深的软土地基无法高效拆除,还会导致施工进度严重放缓。因此,在使用换填法处理软土地基时,应充分考虑各种环境因素、技术设备因素、基础结构尺寸等,使该方法得到有效利用,达到改进路基结构的目的。

3.3 强夯法施工

这种施工处理方法是基于软土地基的软土层而发展起来的,由于软土层土质松软,抗压能力差,很难采用强度压力法。针对上述情况,为提高该类地基的抗压能力,可采用高强压实法将软土地基中的大量水分挤出。当含水量降低时,软土地基的坚固性和抗压能力将得到提高。目前大多数施工人员会使用20 t左右的重锤,在距离地面15 m左右的位置对软土层施加冲击力。在短时间内,土层会在大能量的冲击下发生物理变形,挤掉土中的水分,进而对土体进行固结,增强其抗压强度。具体施工过程如下:(1)清理场地,主要是平整施工场地;(2)确定第一次压实的位置,并做好相应的标记,准确测量场地标高;(3)安装起重机,将夯锤对准夯点;(4)正式压实作业前,派专人检测锤击标高;(5)抬起夯锤,然后放下,测量锤顶标高值。如果通过测量发现锤子歪斜,应及时分析原因并进行整改。如果是坑底不平造成的,应填平坑底。重复操作上述施工程序,可顺利完成第一次压实任务,配合使用推土设备将夯坑压平,测量场地标高;然后继续反复夯实,用40 t振动压路机碾压路面。在具体的施工活动中,捣固机容易出现异常情况,可能会延误工期或降低捣固质量,严重时会对现场工人的生命安全造成威胁。因此,在捣固开始前,应仔细检查机器,以确保其正常运行。

3.4 排水处理法

市政道路工程施工中,需要进行有效的排水工作,以保持软土地基自身的抗压承载力。市政道路工程施工过程中,主要采用垂直排水井进行排水,可在天然土层中增设垂直排水管,采用排水处理方法进行排水。一般的排水处理方法包括加载预压排水固结法和排水板处理法等。在实施排水处理的过程中,需要先对含水量较多的软土进行处理,并在软土地基附近的适当位置设置沟槽,逐步排除软土中的水分,从而减小软土的内部孔隙间隙,促进软土地基的固结变形,从而提高软土层的强度、稳定性和承载力,减少沉降。加载预压排水固结法主要是根据地基条件合理布置排水盲沟,在地基上端连接塑料排水袋或设置砂垫,形成排水通道,有效排出积水。然后对基础进行超載预压,并通过重力锤或碾压进行加压,以增强基础的承载力。排水板处理方法主要采用塑料排水板,安装在基础排水体内,形成横向排水通道,达到排水效果。

3.5 碎石桩加固技术

在素填土以及软弱黏土的区域,通常采用碎石桩加固作为核心支撑,这就需要施工单位从多样化的角度确定要选择的孔位,然后使用相应的振动设备完成冲击工作。水压钻进时,需要严格操作,确保孔底结构不被破坏,否则要及时停止施工。清孔时,需要反复降低泥浆中的含砂量,然后用砂石填充,开始振动。基于此,可以有效减少砂石之间的空隙,将碎石挤压到周围的粘土中,从而提高孔的密实度和碎石桩的强度,从而提高软土地基的抗压和抗沉降性能。采用碎石桩加固技术时,掺入粉煤灰和水泥可大大改善其性能。

3.6 化学固结法

这种处理方法的成本高于排水固结法,但可以获得更有效的处理效果。在实际工程中,当常规的经济的软基处理方法不适用于现场时,通常采用这种方法。而且随着科技的不断进步,各种新型处理材料正在进入市场,新材料可以更有效地提高软土地基的稳定性。具体施工方法包括深层搅拌法、高压喷浆法、注浆法等。深层搅拌法是在软土地基中掺入固化剂凝结软土地基,从而提高其强度和稳定性;高压喷浆法的原理与注浆法相似,混凝土浆液分别通过高压气流、气压和水压填充裂缝,有效增强了软土地基的综合性能,提高了市政道路工程的整体质量。

4 结束语

综上所述,在市政道路工程施工中,软土地基是最常见但也是最危险的因素之一,它将直接影响到道路工程的整体质量。施工单位相关部门和作业队伍要加强对软土地基处理的重视,深刻认识软土地基的特点和危害,结合实际施工环境,科学选择合适的软土地基处理方法,全面提高软土地基的综合性能,让我们的市政道路工程更安全、更长久地为人民服务。

参考文献:

[1]马振国.软弱地基处理中道路桥梁施工处理技术[J].四川水泥,2021(7):292-293.

[2]管学其.市政道路桥梁隧道软土地基处理对策分析[J].建材与装饰,2020(8):289-290.

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