市政道路施工中软土路基处理技术分析

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  摘要:近年来,随着我国社会经济的快速发展,城市化建设步伐的加快,我国市政工程项目不断增多,市政道路工程建设进度也在加快,在市政道路的建设中,软土路基是施工重点内容之一,该文简单介绍了在市政道路施工中软土路基处理技术,最后分析了技术在施工中的应用方法,该文观点仅供参考。
  关键词:市政道路施工;软土路基;处理技术
  引言
  随着经济的迅速发展以及广大人民群众对建设成果的要求逐渐提高,市政道路工程的建设流程逐渐复杂,软土路基技术的应用越来越多,受各种外界环境因素以及人为因素的影响,相关企业对建设材料的选择、人员施工方法以及路基选择技术的应用都会直接影响市政道路施工工程的整体建筑质量。在实际的施工过程中,发生了诸多不可预测的软土路基建设问题,基于此,做出相应探究。
  1软土路基的主要特点
  软土路基是一种相对复杂、相对特殊的地区路基,即指强度较低、压缩性较高的松软土层,通常情况下,路基中存在一定的有机物质,在大江、大河、沿岸海洋、内陆湖泊以及盆地和多雨的洼地中广泛分布,渗透性强、含水量大以及天然强度低是其主要的特点。当软土路基超过了合理的临界高度,路基的稳定性就会逐渐下降。软土路基的处理目的是提高整段道路路基的承载能力和安全性、稳定性。其主要特点具体如下:
  1.1塑形体积应变
  路基软土层的重要组成部分为絮凝形态的沉积物,当其没有受到外力冲击和遭到严重破坏时,它的结构强度是较高的,一旦遭到沖击,就会产生大量的稀释现象,降低整体结构的稳定性,在此种状态下,容易出现侧方滑动、挤压两侧不断溢出的情况。加上长期的过重负荷压力作用,会导致软土层的形态和结构发生巨大的变化,地基边坡失衡以及堤岸稳定性降低,最终导致地基沉降事件逐渐发生。经过大量的实践证明,在软土层路基施工建设过程中,如果进行一定的剪切实施技术操作,可以明显提高市政道路工程中地基的平稳性,优化施工建筑结构。
  1.2结构不均匀
  软土地基一般是指抗剪度低、压缩性较高的土质。由于在建筑施工过程中,地基中土壤的密度性和强度性都存在很大的差异,在受力不均且操作力较小的施工情况下,路基的承受能力不断增大,后期的工作人员没有对道路软土层进行及时的维修养护,就会出现大量的裂纹缝隙,为道路交通运行埋下了诸多安全隐患。
  1.3抗剪强度较低
  对软土路基的结构进行分析,发现软土层密度较小容易发生变形,致使抗剪程度较低,针对此类建设情况,可能会直接导致路面的沉降现象不断发生,路面的承载重量能力也会明显低于其他正常的道路。
  2软土路基处理存在的问题
  2.1不能因地制宜
  我国幅员辽阔,在处理软土路基的时候必须要因地制宜。而如今在处理软土路基的时候,普遍存在着盲目性。施工技术人员利用挤密法和振密法对饱和软黏土路基进行加固,这种方法在实际的应用当中虽然具有一定的效果,但是要视情况而定。以地质条件以及路基加固原理为基础,选择具有针对性的软土路基解决方案是特别重要的一项工作,在这一方面所出现的问题是,优化施工方案力度不足,方案比较深度不深。在进行方案选择的时候,得到的结果不是最优的。
  2.2不能正确评价措施的正确性
  软土路基处理方案具有一定的适应性。虽然在处理路基时所提出的方案得到人们的普遍认可,但是在遇到具体问题时,会有工作人员盲目扩大软土路基处理方案的应用范围,导致处理软土路基方案的评价受到挑战。在对软土路基的施工质量进行评价的时候,将会因为施工范围没有在规定范围之内,导致评价标准不能有效落实。
  2.3施工单位技术水平不高
  施工单位技术水平不高,最为典型的是在实施搅拌桩工程。在处理路基时,软土路基处理不能够应用深层搅拌法完成,这并不是施工人员没有灵活性地掌握深层搅拌法的应用技术,也并非在设计加固路基时深层搅拌法的方法出现错误,而是在具体应用时,施工机械设备以及施工单位所具备的能力不能够满足深层搅拌法的要求。这些年,建筑工程队伍快速膨胀,工作人员的专业素养会得不到全面保障,甚至有的施工队伍没有进行必要的技术培训,不能熟练地操作各项施工技术和施工设备。
  2.4施工设备简陋
  进入新世纪,我国在处理软土路基时,相应的机械设备得到了快速发展,甚至很多机械已经形成系列化产品。但是相比较于目前我国工程建设的需求而言,既有的施工机械设备与施工需求之间仍旧存在很大差距,简陋的机械设备想要保证处理软土路基工作稳定有序开展是十分困难的。
  3市政道路施工中软土路基常用处理技术
  3.1置换技术
  在软土路基建设中,置换技术是现实生活中常用的处理技术之一,最常用的施工技术处理方法就是通过一定的操作手段来改变土壤建设结构,提高土壤软土路基的稳定性、强度和密度,进而延长道路使用周期。这时施工建设人员如果能够很好地运用置换技术,就可以有效提高软土路基的土壤结构强度和稳定性程度,防止道路坍塌、裂缝等不良现象的发生。常见的置换技术主要包括人工挖掘置换和爆破置换两个技术层面,核心建设人员应该结合具体的施工状况对工程场地进行基础性的适当改造。例如,在人工设备挖掘过程中,可以利用相关设备稳定程度较高、应用范围较广等特点,发挥其内在施工作业进度较快等优势,并不断摒弃建设成本较高等缺点。另外,爆破置换恰恰与人工挖掘置换相反,其主要优势为施工速度较快、建设成本较低,但其稳定性和安全性和人工挖掘爆破相比较弱一些,有关部门应该将两者有机协调起来,充分提高软土路基建设管理水平。
  3.2强夯技术
  (1)施工技术简介
  强夯技术施工法又可以称为强力夯实技术法,也被业内人士称为动力固结法,其主要应用机理是相关建设人员通过大型履带式强夯机的操作,把重量为9-31t的重锤从6.5-30.5m的高度自由落下,并对土壤进行强力夯实,最后迅速加强软土路基的承载能力和压缩模量,形成比较紧密的路基软土层。   (2)适用范围
  在施工建设结构的不断研究中,随着建筑技术的日渐更新以及生产建设设备的不断升级,强夯技术施工法已经被广泛应用于高速道路、铁路、机场、核电站以及大型工业园区建设,对一些地质情况较为复杂、含水量较高的路基建设地段也存在着重大影响。另外,强夯技术法还适用于碎石处理、砂土饱和与粘性土壤等地基建设。
  3.3排水固结
  排水固结法是针对天然地基,在建设地基中设置砂井等竖向结构的排水体,相关工作人员对建筑物的本身重量进行相应加载,或者在建筑物的工程场地上进行加载预压,把路基中的孔隙水分不断排出,在逐渐固结的基础之上,使得地基不断沉降,强度逐渐增加。为了加速固结,有效的解决方法即可以在建设土层中增加适量的排水途径,并不断缩短排水距离,进而加速地基固结,减少预压工程的预期时间,将沉降工作提前完成。另外,有关部门人员还可以增加地基抗剪的长度,确保施工负荷率的增长速率明显小于地基承载力的运行速率,提升软土路基的稳定性。排水固结法主要适用于处理饱和以及软弱土层建设中,对于那些渗透性相对较低的泥炭土应该慎重对待,采用合理的方法提升地基安全性。排水固结法由排水系统和加压系统两部分共同组成,其中,竖向排水体构成和平排水垫层构成了完整的排水系统。竖向排水体主要由袋装砂井、普通砂井以及塑料排水板构成;加压系统指通过固结作用的荷载,对施工工程的地基形成一定的凝结压力进而达到凝结效果。
  3.4振動水冲技术
  又可以称为“振冲法”,该种施工技术在软土路基建设中不适用于没有超过20kPa的软黏土地基建设,施工建设人员在比较松软的地基中,利用振冲器的振动和水流喷射作用进行地基内部打孔,再向孔内回填一定数量的碎石或者砂土石料对地基进行紧密加固处理,最后有关施工作业人员通过分层振实强化路基建设,添加一定数量的粉煤灰等生产材料来吸收含水性较强的土层,挤压建设结构的土层,加强软土基的稳定程度。除此之外,如果将不同桩体进行结构组合,可以明显提升软土路基的抗强度效果,再配合相应的排水减压系统,也可以避免孔内的水压升高,避免液化土壤,加快软土路基的排水固结。
  3.5高压旋喷技术
  高压旋喷技术是施工建设人员利用高压旋转的喷嘴、将大量水泥浆喷土层和土壤不断融合的一种技术,在此过程中,要充分利用生产材料的抗压承载能力,确保使用此种施工技术后能够达到与之相应的理想效果。值得注意的是,在施工建造期间,建筑企业的有关部门应密切关注渗漏问题的管理,例如,可以利用连锁桩工艺生产操作流程,结合定向喷射施工技术,在土壤内部结构中形成一定的连续墙进行安全防护,避免路基出现漏水等不良现象。经过大量的实践表明,在砂性土、淤泥土以及黄土等软土路基建设中,采用此种施工技术较为普遍,可以确保相关建筑物体不会受到外界的影响发生振动,但是此种施工技术方法容易造成环境污染,并且实施的建设成本较高,不能为建筑企业带来更大的经济效益和社会效益,有关部门应合理规划并使用。
  3.6真空堆载联合预压技术
  这是目前为止应用较为新兴的一种软土路基处理技术,它的实质是相关建筑人员通过真空预压和堆载预压的迭加,并利用达西定律在软土路基的土体中确保孔隙水的渗透速度和水力坡度成正比,通俗地讲就是利用加固机通过降低水压力;而堆载预压法是由于堆载产生的超静孔隙水压力,通过孔压的消散效果提高土体强度,在两者有机结合的情况下,提高软土路基的加固程度。
  4市政道路软土路基处理技术实践示例
  4.1工程概述
  某工程位于沿海地区,地处中国华南地区,依山面海,地势由西向东倾斜,西北山脉连绵;夏季受热带海洋气团控制,炎热多雨,为亚热带气候特征。冬季受极地大陆气团控制,天气温凉,具有亚热带气候特征。
  4.2强夯技术
  从当地的地质报告可以得出,路堤下方有标高为-2.0m-1.0m的吹填砂。在施工机器入场后,需要用筑塘渣填到3.0m-3.5m,然后用13t的夯锤夯击。通过对沿海地区相关工程经验和试夯数据分析,确定单遍夯击强度可以设定为2000kN·m。
  (1)夯锤的选择
  通过对工程现场情况综合分析,加固深度初步定为6m-7m,将单位夯击暂时定为2000N·m/㎡。夯锤重量为130kN,夯锤底面为圆形,直径为2.2m。锤底的静压力为46.4kPa。对夯击所能产生的能量与夯击机器最大的提升高度进行分析,可以采用双柱式夯机,提升高度为15.4m。
  (2)锤击点的选择
  在地下水位比较高的情况下,夯锤坑内的积水影响夯击作业的强度,这个时候应该利用人工将地下水的水位降低,并及时处理夯坑内的积水。在夯击作业开始前,施工单位首先应该将施工现场清理干净,并将施工场地处理平整,确定夯击位置,即可开始夯击。其次,在全部夯击点都夯击过一次后,利用推土机推平,测量夯击过后场地标高,最后用低能量夯满夯,每个夯击点夯足3次,之后将场地填平。如图1所示,每次夯击间距为4.0m,夯击采用调打的方式,避免局部压力过大,而引起路基局部隆起。采用夯击2遍的方式,最后用低能量(1000kN·m/击)满夯一轮(每个夯点3次),连续夯击。通过夯击数据,第一次夯击后,路床标高会下降0.5m-1m,对底层标高回填整平后,然后进行二次夯击,确保回填塘渣压的密实。在整个强夯过程中,对各项施工数据做好实时记录,对环境因素而造成的问题应及时采取其他的有效补救措施。在强夯12d以后,对路面进行200cm2×200cm2承载板实验,按照施工要求设置沉降观测点,观测点设置后应每月观测一次,沉降观测应专门派人负责管理,每次观测结果的闭合误差应符合标准。
  结束语
  总而言之,在市政道路施工过程中,软土路基的含水量和空隙较大时,建筑企业的有关部门应加强技术研发和自主创新应用,并在学习与借鉴国内外先进软土路基技术的基础之上,因地制宜,统筹规划,提高市政道路施工的质量水平,促进社会的可持续发展。
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