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【摘要】软土地基有极大的危害性,如果不处理或处理不当,就会造成地基失稳,使道路沉降过大或不均匀沉降,对道路成不同程的的然害。本文介绍了市政道路软基处理的特点,研究提出了市政道路软基处理措施。
【关键词】市政道路软基处理措施
中图分类号: U41 文献标识码: A
软土在我国分布极为广泛,尤其在高寒阴湿地区,软土主要以淤泥的形式存在。它们是以极细的黏土胶状物质为主,在静水或非常缓慢的流水环境中沉积,并伴有微生物作用的一种土。兴建道路基础工程时需要特别注意并加以妥善处理。由于软土自身的物理力学性质较差,当路基成型后,不仅要承受路基及其构造物本身的荷载,同时还要承受行车荷载。当在施工过程中遇到软土地基或地下水位高,土体的含水量过大的情况下就很难以满足要求。从已建软土地基上道路运行情况看,软土会给道路带来不同程度的危害,如:路基的滑移,开裂,路面起伏不平,沉陷,桥涵通道等人工构造物处的跳车颠簸等等。因此,如何整治、处理好道路软基,对于保障来往车辆及司乘人员的安全、舒适,最终发展地方经济,都有着至关重要的现实意义。
一、市政道路软基处理的特点
城市道路下埋设的管道对路基的沉降有一定要求,其中以污水管和雨水管对路基沉降的要求最为严格,目前国内对此尚无统一规定,有些地方的技术规范要求沉降引起的管道接口相对转角小于U/00(L 为每节管的长度),通常要求管道地基的工后沉降小于10cm。污水管和雨水管一般均属于无压自流管道,有设计要求的自清流速,管道铺设要求有一定的坡度,若路基的工后差异沉降太大,将会导致管道排水能力下降、淤堵等,严重的还将导致管道损坏折断、污水外流,对环境造成污染。软基的不均匀沉降对管道产生的损坏主要有:①在采用橡胶圈密封的承插口处,往往是橡胶圈被挤出;在采用打口方式的承插口处,接口易松脱发生漏水事故。②造成钢管在焊接口处断裂,裂缝一般为环向,呈中间大两边小的形状。③管道伸缩节的接头易被拉裂。④法兰被拉裂或皮垫被损坏而造成漏水。⑤在局部有大石块的管基或管渠交叉处,普通铸铁管或UPVC 管易断裂。高速公路一般路段的工后沉降要求≯30cm,目前城市主干道管线地基的工后沉降一般要求≯10cm。因此,市政道路的软基处理比相同等级的一般公路要求更高,这也使得市政道路的软基处理费用变得昂贵。
二、市政道路软基处理措施
1、表层处理法
表层处理法用于地表面极软弱的情况。该法是通过排水、敷设或增添材料等办法,提高地表强度,防止地基局部剪切变形,保证施工机械作业;同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基上。属于这类处理方法的有:表层排水法,砂垫层法,敷设材料法,添加剂法等等。
(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。
(2)砂垫层法对于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)敷垫材料法对于地基土层不均匀,可能发生局部不均匀沉降和侧向变位,可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力,来增强施工机械的通行,均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位,以提高地基的支承能力。敷垫材料主要有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等被广为采用。
(4)添加剂法对于表层为粘性土时,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。
2、粉喷桩加固处理法
(1)施工设计①粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料:施工场地的工程地质报告,土工试验报告,室内配比试验报告,粉喷桩设计桩位图,原地面高程数据表,加固深度与停灰面高程以及测量资料等。②场地平整、清除障碍。如场地低洼,应回填粘性土;施工场地不能满足机械行走要求时,应铺设砂土或碎石垫层。若地表过软,则应采取防止机械失稳措施。③施工机具准备,进行机械组装和试运转。④粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩一般为5 根,通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。⑤粉喷桩所用的水泥,应符合设计要求,并有产品合格证,并经室内检验合格才能使用,严禁使用受潮、结块变质的加固料。
(2)施工注意事项①控制钻机下钻深度、喷粉高程及停灰面,确保粉喷桩长度。②严禁没有粉体计量装置的喷粉机投入使用。③定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度。对使用的钻头定期复核检查,其直径磨耗量不得大于2cm。当钻头提升至地面以下0.5m时,喷粉机应停止喷粉。④当喷粉成桩过程中遇有故障而停止喷粉,在第二次喷粉接桩时,其喷粉重叠长度不得小于1m。粉喷桩施工时,泵送水泥必须连续,固化材料的用量以及泵送固化材料的时间应有专人记录,其用量误差不得大于±1%。⑤为保证搅拌机的垂直度。应检查起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度,每工作班检查不少于2 次,使垂直度偏差不超过1%。⑥搅拌机喷粉提升的速度和次数必须符合预定的施工工艺要求,搅拌机每次下沉或提升的时间应有专人记录,深度应达到设计要求,时间误差不得大于5 秒,施工前应丈量钻杆长度,并标上明显标志,以便掌握钻入深度,复搅深度。施工中出现问题应及时处理、做好记录。⑦储灰罐容量应不小于一根桩的用灰量加50kg,如储量不足时,不得对下一根桩开钻施工。⑧粉喷桩必须根据试验确定的技术参数进行施工,操作人员应如实记录压力、喷粉量、钻进速度、提升速度、钻入深度及每根桩的钻进时间等,监理人员应随时检查记录情况。
3、竖向排水固结法
在粘性土地基中设置垂直的排水柱,以缩短排水距离,促进地基排水固结,增加抗剪强度。由于垂直排水柱所用材料不同,分为砂井和纸板排水两种。砂井排水法砂井排水法根据砂井的施工方法不同,可分为打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式等。
(1)施工设计地基处理范围,为了稳定,以填土坡面下为处理对象;为防止沉降,主要以路基顶面宽度下作为处理对象。①查看是否有砂层存在;②防止扰动四周土壤,避免降低透水性或地基强度。宜取尽可能宽的排水间距。一般情况水平向固结系数Ch 为竖向的固结系数CV 的数倍,但是由于砂井打设方法不同,实际Ch 只能达到CV 甚至小于CV 的值;③砂井中的砂,在固结过程中起到排水通路的作用,因此必须长期发挥良好的透水性能。通常采用干净优质的粗砂。
(2)施工程序①铺砂。在砂井施工之前,地表面先铺一砂垫层。并设置排水沟,使填土内不致有较高的地下水位。②打入排水砂井。其法有打入式、振动沉桩式、射水式、螺旋钻进式及袋装式等。无论何种方式一般的沉入深度为15~20m,超过这一深度工程费用明显增大。
(3)注意事项①按设计图间距布置砂井。用不同颜色标志已打入或待打入的井位。②导杆应始终保持竖直,并经常检查。打入深度按设计规定。③允许以较快的速度打入,但套管拔出速度應控制在填充砂及压气能从容地操作为度。留心套管拔出时砂在成拱作用下与套管一起被上提产生间隙,这样常使软土侵入砂井切断砂柱。④填充砂料可采用传送带连续投入,也可采用漏斗提升喂入,从正确计量考虑,以后一种方式为优。
参考文献:
[1] 孙亚明.市政道路工程的质量通病及防治措施[J]. 中国新技术新产品. 2011(04)
[2] 阎健.市政道路工程路基施工的质量控制[J]. 山西建筑. 2012(03)
【关键词】市政道路软基处理措施
中图分类号: U41 文献标识码: A
软土在我国分布极为广泛,尤其在高寒阴湿地区,软土主要以淤泥的形式存在。它们是以极细的黏土胶状物质为主,在静水或非常缓慢的流水环境中沉积,并伴有微生物作用的一种土。兴建道路基础工程时需要特别注意并加以妥善处理。由于软土自身的物理力学性质较差,当路基成型后,不仅要承受路基及其构造物本身的荷载,同时还要承受行车荷载。当在施工过程中遇到软土地基或地下水位高,土体的含水量过大的情况下就很难以满足要求。从已建软土地基上道路运行情况看,软土会给道路带来不同程度的危害,如:路基的滑移,开裂,路面起伏不平,沉陷,桥涵通道等人工构造物处的跳车颠簸等等。因此,如何整治、处理好道路软基,对于保障来往车辆及司乘人员的安全、舒适,最终发展地方经济,都有着至关重要的现实意义。
一、市政道路软基处理的特点
城市道路下埋设的管道对路基的沉降有一定要求,其中以污水管和雨水管对路基沉降的要求最为严格,目前国内对此尚无统一规定,有些地方的技术规范要求沉降引起的管道接口相对转角小于U/00(L 为每节管的长度),通常要求管道地基的工后沉降小于10cm。污水管和雨水管一般均属于无压自流管道,有设计要求的自清流速,管道铺设要求有一定的坡度,若路基的工后差异沉降太大,将会导致管道排水能力下降、淤堵等,严重的还将导致管道损坏折断、污水外流,对环境造成污染。软基的不均匀沉降对管道产生的损坏主要有:①在采用橡胶圈密封的承插口处,往往是橡胶圈被挤出;在采用打口方式的承插口处,接口易松脱发生漏水事故。②造成钢管在焊接口处断裂,裂缝一般为环向,呈中间大两边小的形状。③管道伸缩节的接头易被拉裂。④法兰被拉裂或皮垫被损坏而造成漏水。⑤在局部有大石块的管基或管渠交叉处,普通铸铁管或UPVC 管易断裂。高速公路一般路段的工后沉降要求≯30cm,目前城市主干道管线地基的工后沉降一般要求≯10cm。因此,市政道路的软基处理比相同等级的一般公路要求更高,这也使得市政道路的软基处理费用变得昂贵。
二、市政道路软基处理措施
1、表层处理法
表层处理法用于地表面极软弱的情况。该法是通过排水、敷设或增添材料等办法,提高地表强度,防止地基局部剪切变形,保证施工机械作业;同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基上。属于这类处理方法的有:表层排水法,砂垫层法,敷设材料法,添加剂法等等。
(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。
(2)砂垫层法对于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)敷垫材料法对于地基土层不均匀,可能发生局部不均匀沉降和侧向变位,可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力,来增强施工机械的通行,均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位,以提高地基的支承能力。敷垫材料主要有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等被广为采用。
(4)添加剂法对于表层为粘性土时,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。
2、粉喷桩加固处理法
(1)施工设计①粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料:施工场地的工程地质报告,土工试验报告,室内配比试验报告,粉喷桩设计桩位图,原地面高程数据表,加固深度与停灰面高程以及测量资料等。②场地平整、清除障碍。如场地低洼,应回填粘性土;施工场地不能满足机械行走要求时,应铺设砂土或碎石垫层。若地表过软,则应采取防止机械失稳措施。③施工机具准备,进行机械组装和试运转。④粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩一般为5 根,通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。⑤粉喷桩所用的水泥,应符合设计要求,并有产品合格证,并经室内检验合格才能使用,严禁使用受潮、结块变质的加固料。
(2)施工注意事项①控制钻机下钻深度、喷粉高程及停灰面,确保粉喷桩长度。②严禁没有粉体计量装置的喷粉机投入使用。③定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度。对使用的钻头定期复核检查,其直径磨耗量不得大于2cm。当钻头提升至地面以下0.5m时,喷粉机应停止喷粉。④当喷粉成桩过程中遇有故障而停止喷粉,在第二次喷粉接桩时,其喷粉重叠长度不得小于1m。粉喷桩施工时,泵送水泥必须连续,固化材料的用量以及泵送固化材料的时间应有专人记录,其用量误差不得大于±1%。⑤为保证搅拌机的垂直度。应检查起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度,每工作班检查不少于2 次,使垂直度偏差不超过1%。⑥搅拌机喷粉提升的速度和次数必须符合预定的施工工艺要求,搅拌机每次下沉或提升的时间应有专人记录,深度应达到设计要求,时间误差不得大于5 秒,施工前应丈量钻杆长度,并标上明显标志,以便掌握钻入深度,复搅深度。施工中出现问题应及时处理、做好记录。⑦储灰罐容量应不小于一根桩的用灰量加50kg,如储量不足时,不得对下一根桩开钻施工。⑧粉喷桩必须根据试验确定的技术参数进行施工,操作人员应如实记录压力、喷粉量、钻进速度、提升速度、钻入深度及每根桩的钻进时间等,监理人员应随时检查记录情况。
3、竖向排水固结法
在粘性土地基中设置垂直的排水柱,以缩短排水距离,促进地基排水固结,增加抗剪强度。由于垂直排水柱所用材料不同,分为砂井和纸板排水两种。砂井排水法砂井排水法根据砂井的施工方法不同,可分为打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式等。
(1)施工设计地基处理范围,为了稳定,以填土坡面下为处理对象;为防止沉降,主要以路基顶面宽度下作为处理对象。①查看是否有砂层存在;②防止扰动四周土壤,避免降低透水性或地基强度。宜取尽可能宽的排水间距。一般情况水平向固结系数Ch 为竖向的固结系数CV 的数倍,但是由于砂井打设方法不同,实际Ch 只能达到CV 甚至小于CV 的值;③砂井中的砂,在固结过程中起到排水通路的作用,因此必须长期发挥良好的透水性能。通常采用干净优质的粗砂。
(2)施工程序①铺砂。在砂井施工之前,地表面先铺一砂垫层。并设置排水沟,使填土内不致有较高的地下水位。②打入排水砂井。其法有打入式、振动沉桩式、射水式、螺旋钻进式及袋装式等。无论何种方式一般的沉入深度为15~20m,超过这一深度工程费用明显增大。
(3)注意事项①按设计图间距布置砂井。用不同颜色标志已打入或待打入的井位。②导杆应始终保持竖直,并经常检查。打入深度按设计规定。③允许以较快的速度打入,但套管拔出速度應控制在填充砂及压气能从容地操作为度。留心套管拔出时砂在成拱作用下与套管一起被上提产生间隙,这样常使软土侵入砂井切断砂柱。④填充砂料可采用传送带连续投入,也可采用漏斗提升喂入,从正确计量考虑,以后一种方式为优。
参考文献:
[1] 孙亚明.市政道路工程的质量通病及防治措施[J]. 中国新技术新产品. 2011(04)
[2] 阎健.市政道路工程路基施工的质量控制[J]. 山西建筑. 2012(03)