所屬欄目:城市管理論文 發布日期:2013-08-04 09:25 熱度:
本文選自北大核心級期刊《施工技術》,《施工技術》創刊于1958年,是由中華人民共和國住房和城鄉建設部主管,亞太建設科技信息研究院、中國建筑設計研究院、中國建筑工程總公司、中國土木工 程學會主辦,國際刊號ISSN:1002-8498,國內刊號CN:11-2831/TU.國內建設系統的國家級、核心科技期刊。
摘要:軟土路基因其地基承載力小,沉降穩定時間長,施工作業后沉降量大,相對于一般路基而言,更易出現路基盆形沉降、路基開裂、橋頭跳車、邊坡失穩等病害。此類土在市政道路路基施工中必須采用合理的處理方式才能保證路基強度,其處理技術是設計、施工中的難點也是其關鍵所在,在設計、施工中只有采用針對性的措施才能保證處理效果,滿足工程項目的質量需求。本文首先對軟土路基進行了概述,然后說明了其檢測和判定方法,最后從軟土路基的淺層和深層處理兩方面詳細探討了市政道路軟土路基的處理方法。
關鍵詞:市政道路,軟土路基,拋石擠淤,排水固結,現代化
一、軟土路基概述
軟土路基主要由粘土和粉土等細微顆粒含量多的松軟土、空隙大的有機質土、泥炭土以及松散砂等土層構成。它們的成因、結構和形態雖然不同,但都有含水量大、壓縮性高、強度低和透水性差的特點。軟土路基不能簡單的只按路基條件確定,因填方形狀及施工狀況,有必要在充分研究填方及構造物的種類、形式、規模、路基特性的基礎上判斷是否應按軟土路基處理。在道路建設過程中,有些軟土地基填筑過程中就因路基變形,無法定型鋪筑路面;有的勉強鋪筑了路面,但軟基變形。未待交工驗收,路面就開始失穩;有的在運營中變形,不但要年年整治,耗用大量人力、物力和財力,而且影響行車安全,中斷交通。在軟土地基上修建道路,首先要進行加固處理。因此,加強對軟基處理效果的研究,對于確保道路工程質量意義重大。
二、軟土路基的檢測與判定方法
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對軟土路基的檢測可以采用彎沉測定:將相對完好的砼板塊逐一編號。采用兩臺5.4m貝克曼梁及一臺bzz-100標準車,按每車道雙向往返檢測。選取位于橫縫、斷縫附近的板角等荷載最不利位置作為檢測點,測點分主點(受荷板)、副點(未受荷板),主點位于板橫縫前10cm,副點在橫縫后10cm,分別測定主點彎沉和副點彎沉。在非不利季節檢測時,彎沉值根據經驗進行季節影響修正,實際取其系數=1.1~1.2。
(二)軟土路基的判定方法
平均彎沉值反映了原結構的承載能力,而彎沉差則反映了加鋪后瀝青路面反射裂縫出現的機率和嚴重程度。造成原結構承載力不足的原因有板底脫空、基層強度低和軟土路基。采用排除法通過值來判別軟土路基。當45≥≥20時,進行壓漿處理;>45時,先將砼板打裂壓實,使其與基層緊密結合;再次檢測,仍然有>45,表明基層強度嚴重不足或有軟土路基;挖除路面結構后,通過路基頂面彎沉的檢測,或者通過路基土的干密度、天然含水量綜合判定。
三、市政道路軟土路基的處理技術要點
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淺層處理是指對路床處理深度不超過5米,其處理方法有以下幾種:
1、加筋土法加筋土法是將土工織物或是土工柵格等植入地基土中,兩者形成一個整體,增大壓力擴散角,從而提高地基的承載能力,減少其沉降。加筋土法一般適用于由回填土形成的路堤,適用于軟土,沙土和粘性土等。
2、表層排水法
如果軟土路基含水量較大然而土質卻較好,可以采用表層排水法處理。在道路路基填筑前,在地表開挖溝槽,排除地表水以降低地基表層的含水量,為了使溝槽在施工中發揮盲溝作用,可以使用透水性良好的砂礫回填。水溝布設應全面考慮地形與土質情況,使排水暢通。水溝斷面尺寸一般取寬0.5m,深0.5m~1.0m,路堤填筑前,宜用砂礫回填成盲溝。溝槽的布置溝槽布置要考慮地形與土質,以便于排水暢通,造溝槽尺寸一般取寬0.5m,深0.5~1.0m。路堤填筑之前溝槽內用透水良好的砂礫回填成為盲溝,縱向盲溝沿道路縱向開挖,橫向盲溝間距按10~15m布置。若埋設孔管,必須使用過濾材料保護。
3、砂墊層法
對于軟土路基層厚較薄,而且含水量較高時,可以采用砂墊層法排水固結軟土路基,而且砂墊層會起到地下排水層的作用,以降低填土的內部水位改善施工機械的作業條件。砂墊層用砂一般采用中砂及粗砂,應該有較好的級配,且顆粒不均勻系數不大于5,含量不宜超過3%~5%。通常情況下,為了保證施工機械的通行,砂墊層一般結合表層排水以及敷墊材料使用,一般使用橫粗砂,當使用透水性較差的粉土時,必須進行妥善的處理。
4、拋石擠淤法
拋石擠淤法是通過向流塑狀的高靈敏度的淤泥表面大量集中拋填一定粒徑的土石填料,依靠填筑體的自重,將原基礎中的淤泥或淤泥質土擠走,強制置換飽和軟土地基,從而達到加固路基的目的。通常將不易風化的石料拋填于需要被處理的路基中,拋填方向根據軟土下臥地層橫坡而定,最后在上面鋪設反濾層。這種方法施工技術簡單,投資較省,常用于處理流塑態的淤泥或淤泥質土路基。
5、換填法
換填法是將軟弱土層清除并清底,然后回填砂碎石并壓實。一般適用于淤泥質土和黃土和人工回填土,適用深度不超過5米。其具體步驟如下:(1)測量放樣
挖除路基坡腳全部軟弱土、凍脹土。對材料的配合比進行標準試驗,確定適合施工需要的各項參數,以便合理指導施工。(2)備料、攤鋪及拌和
自卸車按規定計量將砂礫運至施工路段,確保配料的均勻性及準確性,然后用平地機攤鋪,直到達到設計要求的深度和規范要求均勻度為止。攤鋪應控制厚度,避免破壞下承層,每次的攤鋪寬度應與上一次的攤鋪重疊50cm。(3)碾壓養生
現場取樣成型試件,滿足要求后,立即進行穩壓,然后平地機初平一次,用振動壓路機振壓4~6遍直到達到要求的標準。碾壓成型后的第2天,灑水養生,并控制車輛運行。
6、添加劑法
軟土路基的表層為粘性土時,可以采用在表層粘性土內摻人添加劑,改善地基的壓縮性能和強度特性。使用較多的添加劑是生石灰,熟石灰和水泥。這類添加材料可以降低土壤含水量、產生的團聚效應,而且會隨著時間的推移會發生化學性固結,從而增強土體的穩定性。
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1、水泥攪拌樁加固
。1)加固原理
水泥攪拌樁加固的基本原理是基于水泥加固土的物理化學反應過程,利用機械設備將水泥噴入待處理的道路軟土路基內,并不斷上下攪拌均勻,促使水泥與土發生水解水化反應并形成凝膠體,最終形成一種穩定的結構整體,從而提高了土體的整體強度,滿足路基使用承載力的要求。
。2)加固方法
水泥攪拌樁根據施工方法可以分為濕法和干法兩種。濕法攪拌樁是利用水泥作為固化劑,通過機械進行持續的深層攪拌,在路基深處將軟土和固化劑強力攪拌,形成有足夠的強度的復合地基。水泥攪拌樁加固分為漿噴法和粉噴法,當土質的天然含水量大于30%、塑性指數大于10時一般采取粉噴法,因為一般情況下相同的攪拌時間內粉噴法比漿噴法處理的軟基強度要高,但是漿噴法施工便利,容易控制施工質量。
(2)施工中應注意的問題
水泥攪拌樁必須根據試驗確定的技術參數進行施工,施工應該控制鉆機下鉆深度、噴粉高程以及;颐嬉源_保攪拌樁有足夠的長度。在噴粉接樁時,需保證噴粉重疊長度大于lm。攪拌樁施工時,水泥的泵送過程必須連續,固化劑的用量誤差應控制在于1%之內。完成攪拌施工后,將鉆頭提離地面,開啟空壓機,清除管道及噴咀中的殘余粉體和附著泥土,然后樁機移向下一樁位。
2、排水固結法
排水固結法中的排水系統包括水平排水砂墊層和豎向排水體結構,主要目的是改變地基原有排水邊界條件、縮短地基孔隙水的排水距離、加速軟土的固化過程。通常由水平排水砂墊層、豎向排水體(袋裝砂井、塑料排水板)、豎向排水體與水平砂墊層共同構成一個完整的排水系統實現排水固結目標。排水固結法適用于飽和軟粘土(沼澤土、淤泥及淤泥質土、水力沖填土等)、有機質粘土的地基處理。
3、高壓噴射注漿法
高壓噴射注漿法是將帶有特殊噴嘴的注漿管置于土層預定深度,以高壓噴射流使固化漿液與士體混合,凝固硬化加固地基土體的方法。它適用于淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基。高壓噴射注漿法在意大利、日本和聯邦德國得到較快的發展,意大利Radio公司還開發了可同時在鉆進中檢測地層土質、機器控制和自動調節設計漿量并收集反饋信息的機械,國內也很重視并已進行過一些探索性試驗。
4、振密擠密法
通過擠密或振動使深層土迷失,砂樁是利用打樁機在松散的砂性土或人工填土中沖擊或振動成孔并灌填砂料后形成的樁體。在成樁過程中,由于以周圍砂性土產生了擠密作用,或同時產生了擠密或振密作用,從而提高了周圍土體的密度,改善了地基的承載性能和整體穩定性,減少了地基的沉降量,消除或部分消除濕陷性或液化性。擠密砂樁最初主要用于擠密砂土地基,隨著高效能專用機具的出現,又逐漸用于可液化粉土地基的加固。
四、市政道路軟土路基處理的質量保證措施
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完善施工管理是軟土施工工程的一個重點內容。好的管理制度,能夠促進工程保質保量保進度的完成。首先,對于軟土施工技術的自身特點,對管理這一技術的相關部門嚴格劃分工作以及責任分配,哪個部分負責哪方面的技術問題以及當發生技術困難時,哪個部門應當第一時間予以解決。同時,在實際施工的過程中,設置一些控制質量的監測點,使得相關問題能夠第一時間反饋到相關,從而給予更好的解釋。
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第一,在施工前,我們要嚴格保證施工材料的質量,就要保證材料提供方的資質,嚴格選擇符合資格的供應商,防止一些人以權謀私,選擇無資格的材料商從而獲取豐厚的利潤。
第二,在施工過程中,我們也要隨時監督材料的使用以及進貨的歷程,同時在實施袋裝砂井等一系列技術處理措施時,對這些材料予以再次檢驗,防止不合格的材料,被用在道路建設的關鍵環節,這將會是人們生命財產的重要隱患。
最后,在工程驗收階段,需要對材料進行再次復核。
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提高機械設備的應用也就是提高現代化,提高公路生產的速度以及質量,也給軟土路基的施工帶來方便。因此,應當對在軟土路基建設中使用的機械設備予以科學的選擇以及維護,這樣便能夠很好的保證軟土路基的施工質量。此外,在使用機械設備時應當聘請專業的操作人員,或這對操作人員進行培訓,使得施工的整個過程規范,進而保障施工的質量,路基的穩定性以及良好的承載性,同時為我國整個市政道路施工建設提供很好的引導作用。
結語
綜上,上述的一些加固處理措施,可以增加地基承載力,提高地基強度,減小地基沉降量,使過往車輛及司乘人員能安全、快速、舒適地行駛在城市道路上。在實際工程中,要根據軟土地基分布范圍和土的性質,施工地點的實際條件,綜合考慮經濟、地質等方面,選擇適用軟土路基工程特點的軟土處治方法,確定合理的地基處理方案。
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