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所属栏目:城市管理论文 发布日期:2013-08-04 09:25 热度:

  本文选自北大核心级期刊《施工技术》,《施工技术》创刊于1958年,是由中华人民共和国住房和城乡建设部主管,亚太建设科技信息研究院、中国建筑设计研究院、中国建筑工程总公司、中国土木工 程学会主办,国际刊号ISSN:1002-8498,国内刊号CN:11-2831/TU.国内建设系统的国家级、核心科技期刊。

  摘要:软土路基因其地基承载力小,沉降稳定时间长,施工作业后沉降量大,相对于一般路基而言,更易出现路基盆形沉降、路基开裂、桥头跳车、边坡失稳等病害。此类土在市政道路路基施工中必须采用合理的处理方式才能保证路基强度,其处理技术是设计、施工中的难点也是其关键所在,在设计、施工中只有采用针对性的措施才能保证处理效果,满足工程项目的质量需求。本文首先对软土路基进行了概述,然后说明了其检测和判定方法,最后从软土路基的浅层和深层处理两方面详细探讨了市政道路软土路基的处理方法。

  关键词:市政道路,软土路基,抛石挤淤,排水固结,现代化

  一、软土路基概述

  软土路基主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、空隙大的有机质土、泥炭土以及松散砂等土层构成。它们的成因、结构和形态虽然不同,但都有含水量大、压缩性高、强度低和透水性差的特点。软土路基不能简单的只按路基条件确定,因填方形状及施工状况,有必要在充分研究填方及构造物的种类、形式、规模、路基特性的基础上判断是否应按软土路基处理。在道路建设过程中,有些软土地基填筑过程中就因路基变形,无法定型铺筑路面;有的勉强铺筑了路面,但软基变形。未待交工验收,路面就开始失稳;有的在运营中变形,不但要年年整治,耗用大量人力、物力和财力,而且影响行车安全,中断交通。在软土地基上修建道路,首先要进行加固处理。因此,加强对软基处理效果的研究,对于确保道路工程质量意义重大。

  二、软土路基的检测与判定方法

  (一)软土路基的检测

  对软土路基的检测可以采用弯沉测定:将相对完好的砼板块逐一编号。采用两台5.4m贝克曼梁及一台bzz-100标准车,按每车道双向往返检测。选取位于横缝、断缝附近的板角等荷载最不利位置作为检测点,测点分主点(受荷板)、副点(未受荷板),主点位于板横缝前10cm,副点在横缝后10cm,分别测定主点弯沉和副点弯沉。在非不利季节检测时,弯沉值根据经验进行季节影响修正,实际取其系数=1.1~1.2。

  (二)软土路基的判定方法

  平均弯沉值反映了原结构的承载能力,而弯沉差则反映了加铺后沥青路面反射裂缝出现的机率和严重程度。造成原结构承载力不足的原因有板底脱空、基层强度低和软土路基。采用排除法通过值来判别软土路基。当45≥≥20时,进行压浆处理;>45时,先将砼板打裂压实,使其与基层紧密结合;再次检测,仍然有>45,表明基层强度严重不足或有软土路基;挖除路面结构后,通过路基顶面弯沉的检测,或者通过路基土的干密度、天然含水量综合判定。

  三、市政道路软土路基的处理技术要点

  (一)软土路基浅层的处理方法

  浅层处理是指对路床处理深度不超过5米,其处理方法有以下几种:

  1、加筋土法加筋土法是将土工织物或是土工栅格等植入地基土中,两者形成一个整体,增大压力扩散角,从而提高地基的承载能力,减少其沉降。加筋土法一般适用于由回填土形成的路堤,适用于软土,沙土和粘性土等。

  2、表层排水法

  如果软土路基含水量较大然而土质却较好,可以采用表层排水法处理。在道路路基填筑前,在地表开挖沟槽,排除地表水以降低地基表层的含水量,为了使沟槽在施工中发挥盲沟作用,可以使用透水性良好的砂砾回填。水沟布设应全面考虑地形与土质情况,使排水畅通。水沟断面尺寸一般取宽0.5m,深0.5m~1.0m,路堤填筑前,宜用砂砾回填成盲沟。沟槽的布置沟槽布置要考虑地形与土质,以便于排水畅通,造沟槽尺寸一般取宽0.5m,深0.5~1.0m。路堤填筑之前沟槽内用透水良好的砂砾回填成为盲沟,纵向盲沟沿道路纵向开挖,横向盲沟间距按10~15m布置。若埋设孔管,必须使用过滤材料保护。

  3、砂垫层法

  对于软土路基层厚较薄,而且含水量较高时,可以采用砂垫层法排水固结软土路基,而且砂垫层会起到地下排水层的作用,以降低填土的内部水位改善施工机械的作业条件。砂垫层用砂一般采用中砂及粗砂,应该有较好的级配,且颗粒不均匀系数不大于5,含量不宜超过3%~5%。通常情况下,为了保证施工机械的通行,砂垫层一般结合表层排水以及敷垫材料使用,一般使用横粗砂,当使用透水性较差的粉土时,必须进行妥善的处理。

  4、抛石挤淤法

  抛石挤淤法是通过向流塑状的高灵敏度的淤泥表面大量集中抛填一定粒径的土石填料,依靠填筑体的自重,将原基础中的淤泥或淤泥质土挤走,强制置换饱和软土地基,从而达到加固路基的目的。通常将不易风化的石料抛填于需要被处理的路基中,抛填方向根据软土下卧地层横坡而定,最后在上面铺设反滤层。这种方法施工技术简单,投资较省,常用于处理流塑态的淤泥或淤泥质土路基。

  5、换填法

  换填法是将软弱土层清除并清底,然后回填砂碎石并压实。一般适用于淤泥质土和黄土和人工回填土,适用深度不超过5米。其具体步骤如下:(1)测量放样

  挖除路基坡脚全部软弱土、冻胀土。对材料的配合比进行标准试验,确定适合施工需要的各项参数,以便合理指导施工。(2)备料、摊铺及拌和

  自卸车按规定计量将砂砾运至施工路段,确保配料的均匀性及准确性,然后用平地机摊铺,直到达到设计要求的深度和规范要求均匀度为止。摊铺应控制厚度,避免破坏下承层,每次的摊铺宽度应与上一次的摊铺重叠50cm。(3)碾压养生

  现场取样成型试件,满足要求后,立即进行稳压,然后平地机初平一次,用振动压路机振压4~6遍直到达到要求的标准。碾压成型后的第2天,洒水养生,并控制车辆运行。

  6、添加剂法

  软土路基的表层为粘性土时,可以采用在表层粘性土内掺人添加剂,改善地基的压缩性能和强度特性。使用较多的添加剂是生石灰,熟石灰和水泥。这类添加材料可以降低土壤含水量、产生的团聚效应,而且会随着时间的推移会发生化学性固结,从而增强土体的稳定性。

  (二)软土路基深层的常见处理方法

  1、水泥搅拌桩加固

  (1)加固原理

  水泥搅拌桩加固的基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程,利用机械设备将水泥喷入待处理的道路软土路基内,并不断上下搅拌均匀,促使水泥与土发生水解水化反应并形成凝胶体,最终形成一种稳定的结构整体,从而提高了土体的整体强度,满足路基使用承载力的要求。

  (2)加固方法

  水泥搅拌桩根据施工方法可以分为湿法和干法两种。湿法搅拌桩是利用水泥作为固化剂,通过机械进行持续的深层搅拌,在路基深处将软土和固化剂强力搅拌,形成有足够的强度的复合地基。水泥搅拌桩加固分为浆喷法和粉喷法,当土质的天然含水量大于30%、塑性指数大于10时一般采取粉喷法,因为一般情况下相同的搅拌时间内粉喷法比浆喷法处理的软基强度要高,但是浆喷法施工便利,容易控制施工质量。

  (2)施工中应注意的问题

  水泥搅拌桩必须根据试验确定的技术参数进行施工,施工应该控制钻机下钻深度、喷粉高程以及停灰面以确保搅拌桩有足够的长度。在喷粉接桩时,需保证喷粉重叠长度大于lm。搅拌桩施工时,水泥的泵送过程必须连续,固化剂的用量误差应控制在于1%之内。完成搅拌施工后,将钻头提离地面,开启空压机,清除管道及喷咀中的残余粉体和附着泥土,然后桩机移向下一桩位。

  2、排水固结法

  排水固结法中的排水系统包括水平排水砂垫层和竖向排水体结构,主要目的是改变地基原有排水边界条件、缩短地基孔隙水的排水距离、加速软土的固化过程。通常由水平排水砂垫层、竖向排水体(袋装砂井、塑料排水板)、竖向排水体与水平砂垫层共同构成一个完整的排水系统实现排水固结目标。排水固结法适用于饱和软粘土(沼泽土、淤泥及淤泥质土、水力冲填土等)、有机质粘土的地基处理。

  3、高压喷射注浆法

  高压喷射注浆法是将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定深度,以高压喷射流使固化浆液与士体混合,凝固硬化加固地基土体的方法。它适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。高压喷射注浆法在意大利、日本和联邦德国得到较快的发展,意大利Radio公司还开发了可同时在钻进中检测地层土质、机器控制和自动调节设计浆量并收集反馈信息的机械,国内也很重视并已进行过一些探索性试验。

  4、振密挤密法

  通过挤密或振动使深层土迷失,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。

  四、市政道路软土路基处理的质量保证措施

  (一)加强施工技术管理

  完善施工管理是软土施工工程的一个重点内容。好的管理制度,能够促进工程保质保量保进度的完成。首先,对于软土施工技术的自身特点,对管理这一技术的相关部门严格划分工作以及责任分配,哪个部分负责哪方面的技术问题以及当发生技术困难时,哪个部门应当第一时间予以解决。同时,在实际施工的过程中,设置一些控制质量的监测点,使得相关问题能够第一时间反馈到相关,从而给予更好的解释。

  (二)加强施工材料管理

  第一,在施工前,我们要严格保证施工材料的质量,就要保证材料提供方的资质,严格选择符合资格的供应商,防止一些人以权谋私,选择无资格的材料商从而获取丰厚的利润。

  第二,在施工过程中,我们也要随时监督材料的使用以及进货的历程,同时在实施袋装砂井等一系列技术处理措施时,对这些材料予以再次检验,防止不合格的材料,被用在道路建设的关键环节,这将会是人们生命财产的重要隐患。

  最后,在工程验收阶段,需要对材料进行再次复核。

  (三)提高机械设备的现代化水平

  提高机械设备的应用也就是提高现代化,提高公路生产的速度以及质量,也给软土路基的施工带来方便。因此,应当对在软土路基建设中使用的机械设备予以科学的选择以及维护,这样便能够很好的保证软土路基的施工质量。此外,在使用机械设备时应当聘请专业的操作人员,或这对操作人员进行培训,使得施工的整个过程规范,进而保障施工的质量,路基的稳定性以及良好的承载性,同时为我国整个市政道路施工建设提供很好的引导作用。

  结语

  综上,上述的一些加固处理措施,可以增加地基承载力,提高地基强度,减小地基沉降量,使过往车辆及司乘人员能安全、快速、舒适地行驶在城市道路上。在实际工程中,要根据软土地基分布范围和土的性质,施工地点的实际条件,综合考虑经济、地质等方面,选择适用软土路基工程特点的软土处治方法,确定合理的地基处理方案。

  参考文献

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  [4]宁亮,贾晓蕾.高速公路工程中软土地基的处理方法与路基施工[J].杨凌职业技术学院学报,2009.9.

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