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论述市政道路工程软土路基施工技术

2015-11-08吴二刘广寻

建材与装饰 2015年35期
关键词:砂井垫层软土

吴二刘广寻

(贵州建工集团有限公司 贵州贵阳 550001)

论述市政道路工程软土路基施工技术

吴二刘广寻

(贵州建工集团有限公司 贵州贵阳 550001)

新时期,城市化进程加快,交通任务日益繁重,对市政道路工程的施工建设提出了更高的要求。由于市政道路工程施工环境比较特殊,容易受到各类因素的影响,而且经常会遇到软土地基,因此施工难度较大。为了提高市政道路工程施工质量,必须不断加强对施工技术的研究。本文首先介绍了软土路基的性质与特点,然后分析软土路基施工中常见的技术问题,最后对市政道路工程软土路基施工技术进行详细探究。

市政道路;道路施工;软土路基

引言

在我国市政道路工程建设过程中,有很多软土路基处理问题,如果不能及时解决软土路基施工中常见的路基稳定性降低、道路沉降等施工技术问题,则会对市政道路工程建设造成不良影响。在市政道路工程软土路基施工中采用科学和合理的施工技术,是保证工程建设符合设计要求、提高施工质量的关键。

1 软土路基的性质与特点

软土指的是在缓慢流水状态下或者静力状态下的沉积物,其主要成分为细颗粒,其中土样重量中半径不超过0.05mm的微粒所占比重一般不低于50%。软土性质与地基土成因类型、沉积年代以及成层构造等因素密切相关。对于成因不同、年代迥异的软土,即便具有极为相似的物理指标,其作为地基工程性质也表现出很大差异。

在市政道路工程建设中,软土路基抗剪强度相对不足,且凝结固化速度较为缓慢,缺乏稳定性保障,存在较为严重的沉降问题。软土路基所产生的危害主要包括以下三点内容:

(1)对于已知软土路基未充分准备,导致路堤失稳,对线外建筑物造成威胁。

(2)堆料不当,未严格按照规定采取分层填筑,过快填土或碾压不当导致路堤失稳。

(3)台背填土使地基对结构物产生负摩阻力和纵向推挤作用,引起桥台发生变位以至损坏。

在这种情况下,市政建设部门以及公路建设单位均应高度重视。现阶段在科技以及施工技术不断发展完善的背景下,国内科研单位历经多年研究、探索,总结出软土路基施工的有效策略,而交通部也出台了《公路软土路基路堤设计与施工技术规范》,软土路基施工也因此得到规范。

2 市政道路工程软土路基处理常见技术问题的分析

2.1 软土路基强度低

市政道路工程对施工质量的要求比较高,为了避免道路在使用过程中出现行车安全问题,必须确保道路路基的强度和使用年限符合设计要求。但是,天然软土强度不高,当软土受到挤压和震动时,土壤强度明显下降,造成道路路面出现路面变形和沉降等问题,道路工程无法满足设计规范和要求。为了尽量避免以上问题,在对软土路基进行施工时,技术人员要利用软土取样、分析以及研究等手段,制定合理的解决对策,提高土体密度,保证市政道路工程在地基土承载力方面满足设计要求。

2.2 强度低

市政道路所要承受的车辆荷载比较密集,当外界荷载超过路基承受范围时,就会造成路基结构下沉,影响行车安全性与舒适性。为了尽量避免因路基强度低而出现的不均匀沉降问题,在施工时必须做好对路基结构强度与稳定性的研究,提高施工设计的合理性。软土路基强度比较低,当受到挤压或者震动影响时,土壤自身强度会降低,导致路基结构出现变形沉降等问题。因此,施工前,首先要对路基记性取样试验和分析,针对试验结果选择相应的施工技术与处理措施,努力提高土体密度,确保结构承载力满足工程实际应用需求。

2.3 沉降值

市政道路在城市规划中占有十分重要的地位,不可避免的会涉及对软土地段进行施工建设。为了提高软土路基的硬度和承载力,通常会在软土路基中添加硬质土,此方法有一定的成效。但是还有其他问题亟待解决,例如,如何对路基沉降量和剩余沉降之间的比值进行控制的问题。因此,施工技术人员在进行软土路基填土时,必须要对软土路基沉降量和剩余沉降量进行严格把关,保证路基建设能够达到相关标准。

2.4 易被雨水冲刷

在市政道路工程施工时,对于软土路基边坡的施工需要进行特殊处理,采用专业技术提高路基结构的稳定性。市政道路工程边坡施工具有一定难度,对施工技术的要求也格外严格,施工人员应该从工程施工的整体角度分析,不仅要保证路基边坡不会受到雨水冲刷的影响,而且还要在整体层面上提高工程施工质量。

3 市政道路工程软土路基施工技术

3.1 排水固结技术

排水指的是为保证路基稳定而采取的汇集、排除地表或地下水的措施。如果软土路基含水量较大但是土质较好,则可以采用表层排水法处理。在市政道路路基填筑前,在地表开挖沟槽,排除地表水,为了使沟槽在施工中能够发挥盲沟的作用,可以采用透水性良好的砂砾进行回填。

3.1.1 砂垫层法

砂垫层是指作为湿软土层地基固结所需要的上部排水层,同时又是路堤内土体含水量增多的排水层,其作用是加速软弱土层的排水固结,提高承载能力,减少沉降量,同时防止冻胀,消除膨胀土的胀缩作用,也可处理暗穴。砂垫层断面图如图1所示。砂垫层施工的要点有四点:①设置放样桩。②用自卸汽车及推土机配合分层摊铺。③摊铺第一层的推土机应采用低比压,第二层采用中比压。④摊铺必须尽量均匀,禁止存在过大的集中荷载。

图1 砂垫层断面图

3.1.2 砂井排水法

砂井排水法是在湿软地基中人为设置垂直排水砂井,缩短排水距离,减少固结时间,以达到提高地基抗剪强度的一种方法。一般情况下,砂井上堆载预压的加载量大致可取与设计荷载接近,这样可预压至80%的固结度。砂井排水法的施工深度一般为15~20m。砂井排水法的施工有三个步骤:①铺砂:在砂井施工前,先在地表均匀地铺设一层0.5~1.5m的砂垫层。②砂井布置:梅花形和正方形。③施打砂井有打入式、振动捶式、射水式、螺钻式、袋装式这几种方式。利用砂井加速软土地基排水固结如图2所示。

3.1.3 塑料板排水法

塑料板排水法,是用来加固软基的一种新工艺。它是将有通槽的带状塑料排水板用插板机插入软土中,然后在土面上加载预压,土中水沿着塑料板的通槽上升溢出土层,使地基得以加固。原理与砂井排水法完全相同,是加速湿软土地基的一种方法。塑料板排水法的施工工艺为:①平整原地面;②摊铺下层砂垫层;③机具就位;④塑料排水板穿靴;⑤插入套管;⑥拔出套管;⑦割断塑料排水板;⑧机具移位;⑨摊铺上层砂垫层。

3.1.4 真空预压法

真空预压法的基本原理为:利用薄膜密封技术,在膜下形成真空,使薄膜内外产生一个气压差,地基在等向气压差作用下进行排水固结。该方法具有加荷时间短,工艺简单、造价低、地基不存在失稳问题等优点。真空堆载联合预压加固软基示意图如图3所示。

图3 真空堆载联合预压加固软基示意图

3.2 粉喷桩加固处理技术

在软土地基加固方法中,粉喷桩加固法属于一种新型技术,主要结合群桩原理,通过粉喷桩与桩间土相互结合、彼此作用,强化软土路基固有承载力。施工过程中应该注意如下几点:

(1)施工方在开始施工前,应对施工区域工程地质报告、室内配比实验结果、原地面高程数据表、各类测量数据资料、土工实验报告以及粉喷桩桩位设计图予以细致察看和研读,充分了解施工场地情况以及具体施工内容。

(2)掌握施工区域大致情况后,即可开始清理施工场地,对于低洼区域可回填粘性土,并在软弱区域铺设碎石、砂土垫层,保证施工机械能够正常行走、操作。

(3)制备粉喷桩的水泥材料应具备产品合格证,并接受室内检验,确认合格后方可使用,以满足设计要求。此外,应该严禁结块或者受潮变质的加固料投入使用。

(4)施工开始前应试桩,利用试桩操作明确粉喷桩各项施工参数,包括钻进速度、搅拌速度、累计喷入量、提升速度、单位时间喷粉量以及喷气压力等。

(5)施工方应结合施工图文件中标注的勘探深度、根据钻进作业时粉喷钻机电流波动情况对粉喷桩桩长进行确定。

3.3 软基处理加载技术

软基处理加载技术一般采用人为压制的方法改造软土土质,通常情况下,会利用重型压路机压实软土,并且排除软土内的水分和空隙。在软基处理加载技术的应用过程中,应该进行全面监督和检测,保证软土压实度。加载技术操作简单而且效果好,不但可以保证市政道路工程路基符合施工要求,还可以在一定程度节省施工成本,目前已经被广泛应用于市政道路软土路基施工过程。

3.4 高压喷射注浆技术

高压喷射注浆技术是将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定深度,以高压喷射流使将固化浆液与土体进行混合,凝固硬化加固路基土体的方法。高压喷射注浆技术主要适用于淤泥质土、粉土、黄土、砂土、碎石土等路基。高压喷射注浆技术在意大利、联邦德国等国家发展迅速,目前,国内也逐渐重视这项技术,并开始进行一系列探索试验。

3.5 挤密加固技术

挤密法软土路基加固,即通过挤密桩间土,将桩孔用灰土或者素土分层密实夯填施工。在施工过程中,要注意根据填土材料的变化,适当调整施工技术,例如灰土填土为灰土桩施工,素土填土为土桩挤密施工等。挤密加固技术主要适用于厚度比较大的填土地基或者湿陷性黄土,具有操作便捷的特点。采用振动或者冲击的方式对桩体进行施工,在软土路基中成孔,然后将卵石、碎石或者砾石等填入其中,可以提高市政道路软土路基结构的强度与稳定性。

4 结语

路基是市政道路的重要组成部分,其强度和稳定性是保证工程质量的关键。对软土路基进行科学处理能够直接影响市政道路的质量,并且直接关系到行车安全。因此,在施工过程中,应该根据软土路基的变形特征等因素,结合软土路基的特点,采用最符合实际情况的施工技术。随着我国对市政道路软土路基工程研究的不断深入,软土路基施工一定会实现经济、可靠、效益高的总体目标,从根本上保证市政道路的施工质量。

[1]邱水贤.浅谈市政道路软基处理常用方法与效果评价[J].中国城市经济,2011(17):56~59.

[2]张海洋.试析修筑公路路基中的常见问题[J].中国科技信息,2011(16):167~168.

[3]朱勇.粉喷桩处理软土路基的设计与施工技术探讨[J].广东科技,2011(12):14~15.

U416.1

A

1673-0038(2015)35-0290-03

2015-8-11

吴二(1985-),男,汉族,一级建造师,本科,主要从事市政工程项目管理方面的工作。

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