云南省建设投资控股集团有限公司设计研究院 云南昆明 650021
摘要:随着我国城市现代化建设的迅速发展,市政道路的建设需求越来越大。在工程施工过程中经常会遇到一些地质条件差的路段,如软地基就是其中之一,对其处理是否得当,决定着整个工程质量或工程投资,本文通过对市政道路软基处理几种处置方式进行详细探索,旨在为实际工程提供技术参考。
关键词:市政道路;软基;处理方式;技术要点
引言:随着城市化进程不断加强,市政道路的建设进入了快车道,其对人们生活质量提升有着基础保障作用,在市政道路的建设过程中,经常会遇到局部路段甚至于整个区域存在软土路基,用什么方式处理能够保障技术质量,且能够经济合理。这是市政道路面临的一个重要课题,特别是近年来城市路网密度不断加大,越来越多的道路工程需要经过软土地基,有必要对市政道路软土路基处理方式进行详细探讨和分析,为工程实践提供技术参考。
1.软土地基概述
软土地基是指承载力低、压缩量较高、容易对构造产生不利影响的软弱土层,软弱地基或多或少经常含有一定有机物质。使各类工程建设带来较大的危害,尤其是给道路工程的建设、使用、维护造成巨大影响,海绵质结构、亲水的颗粒、夹有少的腐泥和泥炭层为其结构特点。地下水位较高,一般仍接近地表[1]。按《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)软土的综合鉴别指标如下:
表1:软土综合鉴别指标
土类 | 天然含水量(%) | 天然孔隙比 | 直剪内摩擦角(°) | 十字板剪切 度(kpa) | 压缩系数 a0.1-0.2(MPa-1) | |
粘质土、有机质土 | ≥35 | ≥液限 | ≥1.0 | 宜小于5 | <35 | 宜大于0.5 |
粉质土 | ≥30 | ≥0.90 | 宜小于5 | 宜大于0.3 |
2.软土路基处置原则
软土路基处置无固定的模式,依据土力学原理、现状地基特点等综合因素来选择经济、合理的处置方式,沉降差异符合规范要求,同时要求技术可行、经济合理、施工方便。
3.软土路基处置方式
软土路基处理选择的方法较多,投资、工期和质量是选择的三个主要影响因素,可按照“金钱换时间,时间换金钱;因地制宜,因人而异”的原则选择处置方法[2]。在近几年来市区道路建设遇到的软土地段较多,方法大致分为三大类:换填处置法、排水固结处置法、复合地基处置法。
3.1换填法
换填法指当地基承载力和变形满足不了规范要求,采用机械开发或人工等方式将路基一定深度范围的软弱土层(压缩系数一般大于0.3),换填为土、砂、石屑或石等满足要求的填料[3]。换填法以换填方式来划分,可主要分为:换填土、挤淤法等。
换填法应主要按照3种处理原则和要求进行统一考虑和评估:一是换填材料要根据现场实际的特定情况进行因地制宜地合理选择,且要符合和要求,保证软土地基加固的实施过程及实施后的效果是经济、合理且有效的。二是逐层换填加固,逐层压实,用机械碾压等方法使之达到相关国家技术标准和道路建设的行业规定的压实度。三是换填深度、面积、填料的技术指标、换填时间等都要经过严格且精确的计算。
3.2排水固结法
饱和软土和冲填土在特定的荷载作用下及其容易产生剪切破坏,甚至于产生较大的不均匀沉降。土体被压缩,孔隙水被排除,大量的沉降在路基路面施工前完成[4]。经过排水固结法处理后,提高地基承载力和减小沉降。
3.3复合地基法
在天然地基中植入增强体(如水泥搅拌桩、高压旋喷桩、板桩等)后形成的地基,垂直荷载由增强体(如水泥搅拌桩、高压旋喷桩、板桩等)和地基一起共同承担,从而使地基承载能力提高,保证工程项目基地的安全性和稳定性。
4.软土路基处置方式优缺点比较
软土路基处理方式从处理深度上可以分为浅层地基加固法和深层基地加固法,通过查阅文献及工程实践后分析总结如下:
表2浅层地基加固方法比较
地基加固方法 | 适用范围 | 优点 | 缺点 |
清淤换填法 | 浅层软弱土宜采用。 | 能显著提高地基承载力。 | 需要外来土、影响环境和水土保持、土地资源浪费等。 |
抛石挤淤法 | 厚度在5m以内的软弱土可采用 | 地基承载力特征值提高显著。 | 地基沉降控制不显著;不易估算工程量,存在较大的可变性。 |
土工聚合物法 | 浅层软弱土可采用。 | 不需深层挖土,施工工期可缩短。 | 通常需要和其它方式一起运用。 |
石灰桩法 | 深层软弱土可采用。 | 地基沉降减小,地基承载力提高显著。 | 淤泥时应谨慎使用,质量难控制。 |
木桩 | 浅层软弱土宜采用。 | 能显著提高地基承载力。 | 木材来源存在一定的限制,浪费木材资源。 |
表3深层地基加固方法比较
地基加固方法 | 适用范围 | 优点 | 缺点 |
水泥土搅拌桩(干法和湿法) | 20m以内使用湿法; 15m以内可使用干法和湿法。 | 施工队伍和可选择的机械较多,工期比其它方法缩短。 | 超过一定深度时(一般8米)施工质量的保证性降低,质量控制措施不够精细和完善。 |
旋喷桩法 | 较深的软弱土。 | 施工机械高度在3m范围内,固能够较好地易适应各种场地,环境桩身强度较高。 | 造价相对较高,不利于环保。 |
真空预压法(真空-堆载联合预压法) | 较深的软弱土。 | 施工费用相对低,沉降较均匀。 | 工期长,施工要求较高。 |
堆载预压法 | 深厚软弱土。 | 造价低。 | 工期长。 |
管桩法 | 深厚软弱土。 | 桩身强度高,质量相对容易控制。 | 超灌量高,施工费用高。 |
5.结语
市政道路建设的关键是软土地基处理,其处理的方式关系到市政道路建设质量和使用寿命。软土地基处置技术有很多,需要根据施工现场实际情况、周围的环境、处置技术优缺点、造价情况、工期要求、质量控制要求等综合因素进行选择,确保做到经济效益和社会效益的有效统一。
参考文献:
[1] 谢雪. 天津滨海新区软土路基处理方案研究[D].河北: 河北工业大学,2010.
[2]石发通. 浅谈城市道路软基处理办法[J].技术研发,2012.19(6):256
[3] 李英杰 黄莹莹. 分析市政道路施工中的软基加固技术[J].河南科技,2012.24:39
[4] 赖洪流 黄莹莹. 关于城市道路软基处理技术的探讨[J].福建建材,2012.62-64
作者简介:刘波(1985-),男,云南红河人,高级工程师,注册国家公用设备(给水排水),毕业于西南大学环境工程专业,硕士学位,主要从事市政给排水、环境工程等方面研究。
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