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浅谈市政道路软土路基的处理方法

2014-12-25芮元云

城市建设理论研究 2014年37期
关键词:处理方法市政道路

芮元云

摘要:近年来,随着我国经济的不断发展,城市化水平在一定程度上得到了很大提升,市政道路工程也在不断完善,其中,软土地基对市政道路带来的危害非常大,因此,文中笔者根据多年工作经验对市政道路软土路基的处理方法进行简要阐述。

关键词:市政道路;路基处理;处理方法;

中图分类号:TU99文献标识码: A

随着经济的不断发展,城市化水平也在不断提高,城市道路路网也在不断的拓展,同时,城市道路也在进行不断的改建,很多的道路也在进行大规模维修,在城市道路建设过程中,软土地基对城市道路带来的危害非常大,因此,对其要进行科学有效处理。对软土地基的特点进行了解,能够找到软土地基的处理方法,在进行软土地基设计的时候提供必要的依据。

一、软土及软土路基变形特点

软土地基通常含水量高,土壤的空隙大,压缩性高,同时因为土壤的含水量高,土壤的透水性也非常差,导致土层的分布情况复杂,在物理力学性质方面差距也较大。软土地基非常容易出现变形特点,在变形方面变形量大,主要是因为土壤在压缩稳定方面所需要的时间长,这使得侧向变形情况比较严重。软土地基土壤自身的含水量大,这使得水分不会轻易出现自流的情况,同时在透水性方面也非常低,在饱和作用下,水不能很好的排出,导致土壤处理方面要面临的问题非常多,常在路基压实后出现弹簧现象。

二、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较多,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。

三、城市道路常见的软基处理方法

1、换填垫层法就是将路基一定深度范围的软弱土层,换填好的砂、砂砾、改良土或其他适宜材料,并经压(夯)实做成压缩性低、承载力高的垫层。将基底以下软弱土全部或部分挖出,换填为较密实材料,可提高地基承载力,增强地基稳定。减小垫层下天然土层所受的压力和附加压力,从而减小基础沉降量,并使下卧层满足承载力的要求。换填的目的是提高承载力,增加地基强度,减少基础沉降;垫层采用透水材料可加速地基的排水固结。

2、堆载预压法在道路结构层施工前,在地基表面分级堆土或其他荷载,使地基土压实、沉降、固结,从而提供地基强度和减少道路建成后沉降量。当工后沉降满足要求,强度指标达到设计要求的数值后再卸载,修筑道路路面结构。其方式有超载预压和等载预压两种。预压荷载一般宜取等于或大于设计荷载,大面积堆载可采用自卸汽车与推土机联合作业,对超软土地基的第一级堆载用轻型机械或人工作业。堆载预压的目的是加固软土地基,增加地基强度,减少基础沉降。

3、灌浆法

由于软土内的土体呈现流动性,当采取水泥浆或其它化学药剂渗透入软土的土体内时,浆液与软土的土体将会混合、固化,使软土改性,变成具有一定承载力的土体,达到固结土体的目的。灌浆法对软土的固化作用除了上述的直接作用外,还产生了其它两方面的附带作用,进一步加强了土体的固结程度。一方面是化学浆液以一定的压力打入软土的土体深处,浆液向四周扩散时,使周围的土体形成一个塑性变形区,塑性变形区本身的固结作用也会使得远离浆液注入处的土体被挤压密实,使其承载力得到提高,从而形成一种由固结区和密实区共同组成的复合承载基础,加强了软土的承载能力。另一方面是由于不同深度的软土其性质也是不同的,当浆液以一定的压力注入土体后,各向异性的软土土体为浆的扩散创造了条件,化学浆液在不同的地层和不同的深度形成了具有一定形状和一定规模的浆脉。当浆脉逐渐硬化时,会使得两个注浆形成的桩体之间形成共同作用的体系,提高软土的承载能力。

4、振密挤密法

通过挤密或振动使深层土密实,砂桩是利用打桩机在松散的砂性土或人工填土中冲击或振动成孔并灌填砂料后形成的桩体。在成桩过程中,由于以周围砂性土产生了挤密作用,或同时产生了挤密或振密作用,从而提高了周围土体的密度,改善了地基的承载性能和整体稳定性,减少了地基的沉降量,消除或部分消除湿陷性或液化性。挤密砂桩最初主要用于挤密砂土地基,随着高效能专用机具的出现,又逐渐用于可液化粉土地基的加固。近年来,通过与预压法联合使用,在软弱粘性土地基上取得了良好的效果,成为一种用途极为广泛的地基处理方法。

5、敷垫材料法

敷垫材料法针对的是软土地基中地基土层高低不均的情况,由于地质的不均匀性原因,一些建设部分的地质发生了严重的上浮或者下沉,这个时候,对地基的首要处理工作就是利用敷垫材料法对地基进行修整。修整地基的工作分为加固和均匀两个部分,在地基不均匀的工程阶段,要先对地基进行加固处理,保证已有地基的稳定性,既不会继续下沉或偏斜等等。随后使用强度和填充性较好的填充材料对地基进行填充,保证地基表面的平整。填充材料的选择和配料,要事先对地基的地质情况进行分析,在得到地质土质的实际强度以后,使用尽可能相同强度的填充土料,避免建设完成后,地基的不均匀变化。同时,由于敷垫材料对地基抗剪和拉抗力的提升,在实际的道路施工中,地基能够有效的支承道路的填土荷载,大大增强地基地支承能力。

总结

城市道路下埋设的管道对路基的沉降有一定要求,其中以污水管和雨水管对路基沉降的要求最为严格,我国对此尚无统一规定,部分地区的施工技术规范要求沉降引起的管道接口相对转角小于L100(L为每节管的长度),管道地基的施工后沉降小于10cm。污水管和雨水管道铺设要求有一定的坡度,如果路基的施工后差异沉降太大,就会使管道排水能力下降、淤堵,甚至导致管道损坏折断、污水外流,严重污染环境。

作为一种不良地基,软土具备低渗透性及高压缩性等特点,建筑工程施工中,当天然地基相对较为软弱,无法满足设计要求需要,就需要对软弱地基进行人工加固处理后再进行修建路基的工序,达到改善地基的基本强度条件,提高地基的强度及减小压缩性的目的。

参考文献:

[1]孙连军.冯勇.关于市政道路设计中软土路基处理方法的探究[J].城市建设理论研究,2013(04).

[2]袁得富.史建党.市政道路软土路基处理中强夯法施工技术的应用[J].商品与质量.建筑科技,2012(10).

[3]李阳.浅析市政道路施工中土基工程的质量问题——浙江地区城市道路软土地基处理技术[J].四川建材,2007(1).

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