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摘 要:在市政道理施工工程中,软土地基的加固是一项极为关键的施工工作,其施工效果的好坏与工程的建设整体质量和后期的使用寿命都有着极为关键的联系。对工程软基进行处理的方式有很多,在对施工方式和施工技术进行选择的施工必须要结合工程自身的实际情况和工程周边的环境来进行确定,达到提高工程经济效益的同时也能够使工程的社会效益得到保障的目的。
关键词:市政道路施工;软土地基;加固技术
前 言
在市政道路工程施工中,软土地基的施工工作有着极为重要的基础性作用,其施工质量的好坏对这个工程建设都有着极为重大的影响。软土地基是一种对工程的施工质量危害极大的地基,且其危害性具有着周期性长、隐蔽性强以及在发生问题后很难补救的特点。若是在工程施工的前期没有做好充分的调查和研究,在施工过程中又没有对工程道路的施工质量进行有效的监控,且工程竣工后没有定期对其进行维护和保养,都很有可能造成由于地基的承载力不足所导致的地基沉陷现象,危害较轻会导致道路局部塌陷或者出现裂缝,要是造成的影响过大则可能导致整个路基失去平衡,形成严重的安全隐患。
1 软土地基的特点
工程施工中常提到的软基,实际上就是软土地基的简称。它是一种具有着极高的水分含量,且承载能力较低的地基。其土质主要是由淤泥堆积、泥沙沉淀等构成的。软土中的水分含量通常都在34~72%左右,其液限在35~60%上下,而其饱和度则一般都是在95%以上。由于软土土质的特殊性,使得软土地基的施工变得尤为困难。主要反映在对某些物理力学或者是成型的类别进行测量时,指标若是出现细小的偏差就会导致整个工程的质量发生变化,这无疑使该项工程的施工工作变得尤为的艰巨。除此以外,软土的灵敏性高以及分布不均匀的特点也会使工程施工的难度增加。
2 软土表现形式、危害和原因分析
如果对软土地基没有进行正确的处理,就会导致整个路基大面积失衡、路面不平以及出现裂缝等等,严重的造成构造物断裂失稳,使公路失去使用价值,影响车辆和行人的正常通行,对交通造成阻碍。而造成软土地基的沉陷的主要原因一是对地基的处理不当,二是对路基的处理不当。
3 软基处理的一般方法
3.1 表层排水法
对土质较好因含水量过大而导致的软土地基,在填土之前,地表面开挖沟槽,排除地表水,同时降低地基表层部分的含水率,以保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果,应回填透水性好的砂砾或碎石。
3.2 敷垫材料法
当设计路线较长时,沿线地质条件有时差异会很大,并且随着道路填挖情况的不同,经常会造成地基出现侧向变形或不均匀沉降。在旧路加宽改扩建工程中的新老路基结合处,沿道路纵向大填、深挖交界处均应提高地基的整体承载能力,避免出现由于变形不一致而导致的不均匀沉降现象。敷垫的材料有土工格栅、土工布等。
3.3 添加剂法
表层为粘性土时,在表层粘性土内渗入添加剂,改善地基的压缩性能和强度特性,以保施工机械的行驶,同时也可达到提高填土稳定及固结的效果。添加材料通常使用的是生石灰、熟石灰和水泥。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌,除了降低土壤含水量、产生团粒效果外,对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结,使粘土成分发生质的变化,从而促进土体稳定。
3.4 砂垫层法
地基上部软土层极薄且含水量大时,在软土地基上敷垫0.5~1.2m左右厚的砂垫层,这样可达到固结软土层,使砂垫层起到上部排水层作用。同时,砂垫层又成为填土内的地下排水层,以降低填土内的水位,在进行填土及地基处理施工时,为施工机械提供良好的通行条件。
3.5 搅拌桩
在软土地基中设置好搅拌桩体,与周围的软土组合,形成复合地基,以此来增加地基的强度以及地基的承载力,使得地基的变形模量扩大,地基的变形沉降减小。搅拌桩桩底需打在地基的持力层上,才能有效地发挥作用。如果桩底没有嵌入持力层,变成悬浮桩,施工后沉降变形就较大,而且还被施工工艺条件限制作用,处理之后如果深度大于15m的话,就很难保障搅拌桩的强度。这种施工方法技术较成熟,容易控制施工进度,并且施工工期很短,对建设区域的环境污染也小。
4 工程应用
4.1 工程加固概况
某市政道路工程地基土层为8~18m深粉质粘土,设计路堤填土最大高度为6.0m,通过堆载预压、真空预压、粉喷桩等方案比较,最终确定了现浇管桩复合地基加固技术方案,设计桩长从6~11.8m不等,设计直径1000mm,壁厚120mm,混凝土等级C20,坍落度5~8cm,桩间距横向3.0m,纵向间距排与排之间3.5m,采用正方形布置,设计7.8m长管桩竖向极限承载力600kN。
4.2 桩基检测
该桩基工程检测分三种方式进行,即:
(1)现场开挖:检查桩身外观质量,该项工作在桩基完工14d后进行,检查数量不得少于3根,开挖结果表明,桩身混凝土结构完整,无断桩和空隙。
(2)低应变检测:采用反射波法对桩身完整性进行检测,检测数量为总桩数的25%。检测机构“桩基低应变动力检测报告”表明:桩身混凝土强度等级达到设计C20要求。实测各桩桩身完整,为A类桩。
(3)静载荷试验:对单桩承载力进行检测,检测数量为3根桩。曾有某公司《基桩静荷载试验报告》表明,7.8m管桩竖向极限承载力大于730kN,满足设计要求。
4.3 现场测试
在桩基实施过程中,进行了现场埋设仪器和测试研究,测试结果如下:
(1)桩周地表土的位移。从实测资料可以看出,在沉桩过程中对于地表土体的挤密近于指数形式的衰减。在距桩心2.5m处桩周土的位移量均小于2mm,说明本次设计的桩间距是合理的,。
(2)沉桩过程土压力的变化。
为了测试沉桩过程中的挤土压力,在距施打桩中心1.5m和3m处成孔,在2.5m、5.0m、7.5m深度处埋设垂直向土压力盒。桩机每下沉2m观测一次;施打完成后不同时间进行观测。成桩后在该桩侧壁再埋设两只土压力盒,深度分别为2.5m和4m,目的是为了检测在施打相邻桩时该桩所受到的挤土压力。从距沉桩中心3m处实测资料中反映出的特点:在单桩沉入时,且无相邻桩存在的情况下,沉桩的挤土压力在上部5m范围内近于一致的,下部由于土质较硬挤土作用明显,因此,在5m以下土压力要高于上部压力。随着沉桩深度的变化,下部土压力也随之上升。
5 结束语
近年来,随着我国市场经济的高速发展和现代化建设进程的逐步推进,我国的市政建设也进行了大规模的扩展。在市政道路的建设过程中,必须要对工程施工的每一个环节都引起足够的重视,特别是对整个工程施工具有基础性作用的软土地基的加固。软土地基问题是我国道路施工中的重点问题,且存在着极大的安全隐患,在进行建设时,必须要根据相关要求,进行规范性的建设,提高工程的施工质量,保障道路投入使用后能够正常的运行。
参考文献
[1]郑锦杰.浅谈阳江地区市政道路软基施工处理[J].中国科技信息.2009(16).
[2]胡慧娟.浅谈改良河细砂铺筑市政道路基层的施工工艺[J].黑龙江科技信息.2010(11).
[3]王洪志.浅谈市政道路软土路基处理技术应用[J].黑龙江科技信息.2011(01).
关键词:市政道路施工;软土地基;加固技术
前 言
在市政道路工程施工中,软土地基的施工工作有着极为重要的基础性作用,其施工质量的好坏对这个工程建设都有着极为重大的影响。软土地基是一种对工程的施工质量危害极大的地基,且其危害性具有着周期性长、隐蔽性强以及在发生问题后很难补救的特点。若是在工程施工的前期没有做好充分的调查和研究,在施工过程中又没有对工程道路的施工质量进行有效的监控,且工程竣工后没有定期对其进行维护和保养,都很有可能造成由于地基的承载力不足所导致的地基沉陷现象,危害较轻会导致道路局部塌陷或者出现裂缝,要是造成的影响过大则可能导致整个路基失去平衡,形成严重的安全隐患。
1 软土地基的特点
工程施工中常提到的软基,实际上就是软土地基的简称。它是一种具有着极高的水分含量,且承载能力较低的地基。其土质主要是由淤泥堆积、泥沙沉淀等构成的。软土中的水分含量通常都在34~72%左右,其液限在35~60%上下,而其饱和度则一般都是在95%以上。由于软土土质的特殊性,使得软土地基的施工变得尤为困难。主要反映在对某些物理力学或者是成型的类别进行测量时,指标若是出现细小的偏差就会导致整个工程的质量发生变化,这无疑使该项工程的施工工作变得尤为的艰巨。除此以外,软土的灵敏性高以及分布不均匀的特点也会使工程施工的难度增加。
2 软土表现形式、危害和原因分析
如果对软土地基没有进行正确的处理,就会导致整个路基大面积失衡、路面不平以及出现裂缝等等,严重的造成构造物断裂失稳,使公路失去使用价值,影响车辆和行人的正常通行,对交通造成阻碍。而造成软土地基的沉陷的主要原因一是对地基的处理不当,二是对路基的处理不当。
3 软基处理的一般方法
3.1 表层排水法
对土质较好因含水量过大而导致的软土地基,在填土之前,地表面开挖沟槽,排除地表水,同时降低地基表层部分的含水率,以保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果,应回填透水性好的砂砾或碎石。
3.2 敷垫材料法
当设计路线较长时,沿线地质条件有时差异会很大,并且随着道路填挖情况的不同,经常会造成地基出现侧向变形或不均匀沉降。在旧路加宽改扩建工程中的新老路基结合处,沿道路纵向大填、深挖交界处均应提高地基的整体承载能力,避免出现由于变形不一致而导致的不均匀沉降现象。敷垫的材料有土工格栅、土工布等。
3.3 添加剂法
表层为粘性土时,在表层粘性土内渗入添加剂,改善地基的压缩性能和强度特性,以保施工机械的行驶,同时也可达到提高填土稳定及固结的效果。添加材料通常使用的是生石灰、熟石灰和水泥。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌,除了降低土壤含水量、产生团粒效果外,对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结,使粘土成分发生质的变化,从而促进土体稳定。
3.4 砂垫层法
地基上部软土层极薄且含水量大时,在软土地基上敷垫0.5~1.2m左右厚的砂垫层,这样可达到固结软土层,使砂垫层起到上部排水层作用。同时,砂垫层又成为填土内的地下排水层,以降低填土内的水位,在进行填土及地基处理施工时,为施工机械提供良好的通行条件。
3.5 搅拌桩
在软土地基中设置好搅拌桩体,与周围的软土组合,形成复合地基,以此来增加地基的强度以及地基的承载力,使得地基的变形模量扩大,地基的变形沉降减小。搅拌桩桩底需打在地基的持力层上,才能有效地发挥作用。如果桩底没有嵌入持力层,变成悬浮桩,施工后沉降变形就较大,而且还被施工工艺条件限制作用,处理之后如果深度大于15m的话,就很难保障搅拌桩的强度。这种施工方法技术较成熟,容易控制施工进度,并且施工工期很短,对建设区域的环境污染也小。
4 工程应用
4.1 工程加固概况
某市政道路工程地基土层为8~18m深粉质粘土,设计路堤填土最大高度为6.0m,通过堆载预压、真空预压、粉喷桩等方案比较,最终确定了现浇管桩复合地基加固技术方案,设计桩长从6~11.8m不等,设计直径1000mm,壁厚120mm,混凝土等级C20,坍落度5~8cm,桩间距横向3.0m,纵向间距排与排之间3.5m,采用正方形布置,设计7.8m长管桩竖向极限承载力600kN。
4.2 桩基检测
该桩基工程检测分三种方式进行,即:
(1)现场开挖:检查桩身外观质量,该项工作在桩基完工14d后进行,检查数量不得少于3根,开挖结果表明,桩身混凝土结构完整,无断桩和空隙。
(2)低应变检测:采用反射波法对桩身完整性进行检测,检测数量为总桩数的25%。检测机构“桩基低应变动力检测报告”表明:桩身混凝土强度等级达到设计C20要求。实测各桩桩身完整,为A类桩。
(3)静载荷试验:对单桩承载力进行检测,检测数量为3根桩。曾有某公司《基桩静荷载试验报告》表明,7.8m管桩竖向极限承载力大于730kN,满足设计要求。
4.3 现场测试
在桩基实施过程中,进行了现场埋设仪器和测试研究,测试结果如下:
(1)桩周地表土的位移。从实测资料可以看出,在沉桩过程中对于地表土体的挤密近于指数形式的衰减。在距桩心2.5m处桩周土的位移量均小于2mm,说明本次设计的桩间距是合理的,。
(2)沉桩过程土压力的变化。
为了测试沉桩过程中的挤土压力,在距施打桩中心1.5m和3m处成孔,在2.5m、5.0m、7.5m深度处埋设垂直向土压力盒。桩机每下沉2m观测一次;施打完成后不同时间进行观测。成桩后在该桩侧壁再埋设两只土压力盒,深度分别为2.5m和4m,目的是为了检测在施打相邻桩时该桩所受到的挤土压力。从距沉桩中心3m处实测资料中反映出的特点:在单桩沉入时,且无相邻桩存在的情况下,沉桩的挤土压力在上部5m范围内近于一致的,下部由于土质较硬挤土作用明显,因此,在5m以下土压力要高于上部压力。随着沉桩深度的变化,下部土压力也随之上升。
5 结束语
近年来,随着我国市场经济的高速发展和现代化建设进程的逐步推进,我国的市政建设也进行了大规模的扩展。在市政道路的建设过程中,必须要对工程施工的每一个环节都引起足够的重视,特别是对整个工程施工具有基础性作用的软土地基的加固。软土地基问题是我国道路施工中的重点问题,且存在着极大的安全隐患,在进行建设时,必须要根据相关要求,进行规范性的建设,提高工程的施工质量,保障道路投入使用后能够正常的运行。
参考文献
[1]郑锦杰.浅谈阳江地区市政道路软基施工处理[J].中国科技信息.2009(16).
[2]胡慧娟.浅谈改良河细砂铺筑市政道路基层的施工工艺[J].黑龙江科技信息.2010(11).
[3]王洪志.浅谈市政道路软土路基处理技术应用[J].黑龙江科技信息.2011(01).