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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,使构造物沉降过大或不均匀沉降,对构造物造成不同程度的危害,本文以上介绍的只是工地常用的几种处理软土地基的方法,具体施工还要根据工地的实际情况来选用,有时几种方法可以交替或一起使用。本文探讨了市政道路施工中的软基加固技术。
关键词:市政道路;施工;软基;加固技术
中图分类号:TU99文献标识码: A
软土地基的处理质量直接影响到路基的基础承载力,也是保证道路建成后安全、高效运营的关键。软土地基处理的目的是增加地基稳定性,减少施工后的不均匀沉陷,所以施工技术人员必须意识到软土地基的危害性。坚决以数据说话,认真测定基底的承载力,并根据不同的地质情况,不同的投资和工期要求,采用切实可行的处理方案。
一、软土地基的特性
软土是第四纪全新世形成的近代沉积物, 其地质年龄一般为10 000 年~ 15 000 年, 按其中有机质含量, 可分为两大类: 第一类是不含或很少含有机质的软黏土和粉质软黏土; 第二类是含大量有机质的泥炭土。通常将淤泥、淤泥质土、软性黏土总称为软土,我国工程界有的把松软的吹填土和杂填土等也列入软土, 谓之广义软土。软土地基的特性是天然孔隙比大, 孔隙比在1. 0~ 2. 0之间; 含水量高, 部分软土含水量高达30%~ 70%, 因此软土强度低、压缩性高。
二、软土地基的处理原则
对于新建工程,原则上首先应考虑利用天然地基,对于淤泥和淤泥质土,应利用其上覆较好土层作为地基持力层,当上覆土层较薄,应注意避免施工时对淤泥和淤泥质土的扰动;对于冲填、杂填建筑垃圾和性能稳定的工业废料,若均匀性和密实度较好,则可利用其作为地基。若地基软弱不能满足工程要求,则需进行处理。根据工程情况及地基土质条件或组成的不同,处理后应达到以下目的:
1、提高土的抗剪强度,使地基保持稳定。
2、降低土的压缩性,使地基的沉降和不均匀沉降至允许范围内。
3、降低土的渗透性,防止或减少水的渗漏,避免渗流造成地基破坏。
4、 改善土的动力性能、防止地基产生震陷变形或因土的震动液化而丧失稳定性。
5、 消除或减少土的沉陷性或胀缩性引起的地基变形,避免构造物破坏或影响其正常使用。
三、市政道路施工中常用的软基加固技术
1、水泥搅拌桩加固技术
水泥土搅拌桩技术适用于加固饱和软土地基,它的原理将水泥作为固化剂通过特制的搅拌机械,在地基深处将软土和固化剂强制搅拌产生一系列物理、化学反应而形成一定强度的优质地基来提高承载力和增大变形模量。其具体施工方法有:首先,放好搅拌桩桩位,移动搅拌桩机到达指定桩位,对中、调平(用水准仪调平),采用经纬仪或吊线锤双向控制导向架垂直度(垂直度小于1.0%桩长);其次,在搅拌机预搅下沉的同时,后台拌制水泥浆液,在压浆前将浆液放入集料斗中。选用普通硅酸水泥拌制浆液,水灰比控制在0.45~0.50 之间,按照设计要求每米深层搅拌桩水泥用量不少于50 kg;启动深层搅拌桩机转盘,待搅拌头转速正常后,方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌,下沉速度可通过档位调控,工作电流不应大于额定值;启动深层搅拌桩机转盘,待搅拌头转速正常后,方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌,下沉速度可通过档位调控,工作电流不应大于额定值;下沉到达设计深度后,开启灰浆泵,通过管路送浆至搅拌头出浆口,出浆后启动搅拌桩机及拉紧链条装置,按设计确定的提升速度(0.50~0.80 m/min)边喷浆搅拌边提升钻杆,使浆液和土体充分拌和;搅拌钻头提升至桩顶以上500 mm高后,关闭灰浆泵,重复搅拌下沉至设计深度,下沉速度按设计要求进行;下沉到达设计深度后,喷浆重复搅拌提升,一直提升至地面;最后,施工完一根桩后,移动桩机至下一根桩位,重复以上步骤进行下一根桩的施工。其主要特点:干燥的固化材料能吸收一部分软土地基中的水分而达到更好的效果;固化材料在搅拌过程中能依靠软土水分的黏性黏附到空隙内部达到均匀分布,提高地基土强度的效果;固化材料主要是水泥、生石灰等来源广泛的材料通过1∶1 的混合而成,其适应性较广,适合于大多数工程;且固化材料在取料到施工过程中能够避免粉尘外溢,不会对环境造成污染。
2、 预压法技术
预压法技术又称为排水固结技术。这种技术比较常用于建设高速公路时,地基为粘土。这种方法有其成本低廉、效果优良的优点。技术本身利用地基土壤天然的透水特点或者建筑在地基上的竖向排列的排水体,通过地表加载或者使用建筑物自重,重力挤压,将地基孔隙中的水逐步排除,逐步增加强度,地基结构土壤密度逐渐增加。此方法也有缺陷,使用这种方法施工会延长施工周期,并且要仔细计算填土速率,同时还应该增加填土用料,以免出现地面沉降现象。此外如果采用预壓法施工,由于竖向排列的排水管道深度不足、或者管道严重井阻、排水时间没有达到要求,那么后期地基会出现较大沉降。
3、抛石挤淤法
抛石挤淤法通常应用于常年积水的洼地。由于洼地、泥沼等地形的排水施工困难,并且表土呈流动状态,当其厚度较薄,从而片石能沉在底部的厚度小于3m 的软土路段或泥沼时,即可采用抛投片石,片石粒径大小应当大于30cm,且保证其小于30cm 粒径的含量小于20%。此方法应先从路堤的中部开始,先向前突进然后再渐次向两侧展开,从而使淤泥向两侧挤出,当片石抛出水面后要用重型压路机进行反复碾压使之密实,然后上部再铺反滤层,最后进行填土碾压。或者直接将原有淤泥层先挖除1m 左右深,并留有一定淤泥层,然后再进行抛石挤淤,当铺设反滤层碾压密实后最终进行填土,并经过一年的自然碾压,其沉降基本稳定之后,再进行路面的施工,效果也较良好。
4、敷垫材料法
敷垫材料法是利用敷垫材料(土工布、化纤无妨布、玻璃纤维格栅等)的抗剪和抗拉性能来提高软土地基的抗剪性能,均匀地承载上部荷载、提高地基整体性,减少地基不均匀的沉降,防止滑移,以提高地基的支承能力,适用于砂土、黏性土和软土的加固。施工前根据地基表层强度,上部荷载大小和宽度等,选择合适的敷垫材料,应检查基层是否平整、坚实,如有异物,应事先处理妥善,根据现场情况,确定敷垫材料尺寸,裁剪后予以试铺,裁剪尺寸应准确,检查撒拉宽度是否合适,搭接处应平整,松紧适度,对搭接部位进行缝合时缝合线应平直,针脚应均匀,缝合后应检查敷垫材料是否铺设平整,是否存在缺陷。在特别软的地基上进行第一层填土时,可使用放置干筏上的手摇传送带撒铺,有时也用皮带抛射式撒砂机撒铺。第一次撒布厚度应尽可能薄些,并要求用透水性好的河砂为材料。含砾石时,要注意不使其损坏敷垫物。
总之,软土地基对城市道路存在着极大的危害性,如果不处理或处理不当,就会造成地基失稳,使道路沉降过大或小均匀沉降,对道路造成不同程度的危害。在高含水量、高压缩性、低渗透性的饱和淤泥土的基础上,进行软基处理的方法及地块区、道路区,软基处理要求的承载力不同。有针对性地选择、论证合理的软基处理的施工工艺。为后期和具有相同条件地域的软基处理工程施工提供了经验。
参考文献:
[1] 林伟秀.公路软土地基处理中技术方法[J]. 中国城市经济. 2011(24)
[2] 张禹,齐飞.膨胀土路基施工处理浅论[J]. 中国城市经济. 2011(11)
[3] 庞兰.浅谈公路软土地基的危害及处治措施[J]. 价值工程. 2010(22)
[4] 田烈程.路桥工程软土地基施工探析[J]. 中国高新技术企业. 2010(16)
[5] 翁奕润.谈公路工程施工中软土地基处理[J]. 价值工程. 2010(09)
关键词:市政道路;施工;软基;加固技术
中图分类号:TU99文献标识码: A
软土地基的处理质量直接影响到路基的基础承载力,也是保证道路建成后安全、高效运营的关键。软土地基处理的目的是增加地基稳定性,减少施工后的不均匀沉陷,所以施工技术人员必须意识到软土地基的危害性。坚决以数据说话,认真测定基底的承载力,并根据不同的地质情况,不同的投资和工期要求,采用切实可行的处理方案。
一、软土地基的特性
软土是第四纪全新世形成的近代沉积物, 其地质年龄一般为10 000 年~ 15 000 年, 按其中有机质含量, 可分为两大类: 第一类是不含或很少含有机质的软黏土和粉质软黏土; 第二类是含大量有机质的泥炭土。通常将淤泥、淤泥质土、软性黏土总称为软土,我国工程界有的把松软的吹填土和杂填土等也列入软土, 谓之广义软土。软土地基的特性是天然孔隙比大, 孔隙比在1. 0~ 2. 0之间; 含水量高, 部分软土含水量高达30%~ 70%, 因此软土强度低、压缩性高。
二、软土地基的处理原则
对于新建工程,原则上首先应考虑利用天然地基,对于淤泥和淤泥质土,应利用其上覆较好土层作为地基持力层,当上覆土层较薄,应注意避免施工时对淤泥和淤泥质土的扰动;对于冲填、杂填建筑垃圾和性能稳定的工业废料,若均匀性和密实度较好,则可利用其作为地基。若地基软弱不能满足工程要求,则需进行处理。根据工程情况及地基土质条件或组成的不同,处理后应达到以下目的:
1、提高土的抗剪强度,使地基保持稳定。
2、降低土的压缩性,使地基的沉降和不均匀沉降至允许范围内。
3、降低土的渗透性,防止或减少水的渗漏,避免渗流造成地基破坏。
4、 改善土的动力性能、防止地基产生震陷变形或因土的震动液化而丧失稳定性。
5、 消除或减少土的沉陷性或胀缩性引起的地基变形,避免构造物破坏或影响其正常使用。
三、市政道路施工中常用的软基加固技术
1、水泥搅拌桩加固技术
水泥土搅拌桩技术适用于加固饱和软土地基,它的原理将水泥作为固化剂通过特制的搅拌机械,在地基深处将软土和固化剂强制搅拌产生一系列物理、化学反应而形成一定强度的优质地基来提高承载力和增大变形模量。其具体施工方法有:首先,放好搅拌桩桩位,移动搅拌桩机到达指定桩位,对中、调平(用水准仪调平),采用经纬仪或吊线锤双向控制导向架垂直度(垂直度小于1.0%桩长);其次,在搅拌机预搅下沉的同时,后台拌制水泥浆液,在压浆前将浆液放入集料斗中。选用普通硅酸水泥拌制浆液,水灰比控制在0.45~0.50 之间,按照设计要求每米深层搅拌桩水泥用量不少于50 kg;启动深层搅拌桩机转盘,待搅拌头转速正常后,方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌,下沉速度可通过档位调控,工作电流不应大于额定值;启动深层搅拌桩机转盘,待搅拌头转速正常后,方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌,下沉速度可通过档位调控,工作电流不应大于额定值;下沉到达设计深度后,开启灰浆泵,通过管路送浆至搅拌头出浆口,出浆后启动搅拌桩机及拉紧链条装置,按设计确定的提升速度(0.50~0.80 m/min)边喷浆搅拌边提升钻杆,使浆液和土体充分拌和;搅拌钻头提升至桩顶以上500 mm高后,关闭灰浆泵,重复搅拌下沉至设计深度,下沉速度按设计要求进行;下沉到达设计深度后,喷浆重复搅拌提升,一直提升至地面;最后,施工完一根桩后,移动桩机至下一根桩位,重复以上步骤进行下一根桩的施工。其主要特点:干燥的固化材料能吸收一部分软土地基中的水分而达到更好的效果;固化材料在搅拌过程中能依靠软土水分的黏性黏附到空隙内部达到均匀分布,提高地基土强度的效果;固化材料主要是水泥、生石灰等来源广泛的材料通过1∶1 的混合而成,其适应性较广,适合于大多数工程;且固化材料在取料到施工过程中能够避免粉尘外溢,不会对环境造成污染。
2、 预压法技术
预压法技术又称为排水固结技术。这种技术比较常用于建设高速公路时,地基为粘土。这种方法有其成本低廉、效果优良的优点。技术本身利用地基土壤天然的透水特点或者建筑在地基上的竖向排列的排水体,通过地表加载或者使用建筑物自重,重力挤压,将地基孔隙中的水逐步排除,逐步增加强度,地基结构土壤密度逐渐增加。此方法也有缺陷,使用这种方法施工会延长施工周期,并且要仔细计算填土速率,同时还应该增加填土用料,以免出现地面沉降现象。此外如果采用预壓法施工,由于竖向排列的排水管道深度不足、或者管道严重井阻、排水时间没有达到要求,那么后期地基会出现较大沉降。
3、抛石挤淤法
抛石挤淤法通常应用于常年积水的洼地。由于洼地、泥沼等地形的排水施工困难,并且表土呈流动状态,当其厚度较薄,从而片石能沉在底部的厚度小于3m 的软土路段或泥沼时,即可采用抛投片石,片石粒径大小应当大于30cm,且保证其小于30cm 粒径的含量小于20%。此方法应先从路堤的中部开始,先向前突进然后再渐次向两侧展开,从而使淤泥向两侧挤出,当片石抛出水面后要用重型压路机进行反复碾压使之密实,然后上部再铺反滤层,最后进行填土碾压。或者直接将原有淤泥层先挖除1m 左右深,并留有一定淤泥层,然后再进行抛石挤淤,当铺设反滤层碾压密实后最终进行填土,并经过一年的自然碾压,其沉降基本稳定之后,再进行路面的施工,效果也较良好。
4、敷垫材料法
敷垫材料法是利用敷垫材料(土工布、化纤无妨布、玻璃纤维格栅等)的抗剪和抗拉性能来提高软土地基的抗剪性能,均匀地承载上部荷载、提高地基整体性,减少地基不均匀的沉降,防止滑移,以提高地基的支承能力,适用于砂土、黏性土和软土的加固。施工前根据地基表层强度,上部荷载大小和宽度等,选择合适的敷垫材料,应检查基层是否平整、坚实,如有异物,应事先处理妥善,根据现场情况,确定敷垫材料尺寸,裁剪后予以试铺,裁剪尺寸应准确,检查撒拉宽度是否合适,搭接处应平整,松紧适度,对搭接部位进行缝合时缝合线应平直,针脚应均匀,缝合后应检查敷垫材料是否铺设平整,是否存在缺陷。在特别软的地基上进行第一层填土时,可使用放置干筏上的手摇传送带撒铺,有时也用皮带抛射式撒砂机撒铺。第一次撒布厚度应尽可能薄些,并要求用透水性好的河砂为材料。含砾石时,要注意不使其损坏敷垫物。
总之,软土地基对城市道路存在着极大的危害性,如果不处理或处理不当,就会造成地基失稳,使道路沉降过大或小均匀沉降,对道路造成不同程度的危害。在高含水量、高压缩性、低渗透性的饱和淤泥土的基础上,进行软基处理的方法及地块区、道路区,软基处理要求的承载力不同。有针对性地选择、论证合理的软基处理的施工工艺。为后期和具有相同条件地域的软基处理工程施工提供了经验。
参考文献:
[1] 林伟秀.公路软土地基处理中技术方法[J]. 中国城市经济. 2011(24)
[2] 张禹,齐飞.膨胀土路基施工处理浅论[J]. 中国城市经济. 2011(11)
[3] 庞兰.浅谈公路软土地基的危害及处治措施[J]. 价值工程. 2010(22)
[4] 田烈程.路桥工程软土地基施工探析[J]. 中国高新技术企业. 2010(16)
[5] 翁奕润.谈公路工程施工中软土地基处理[J]. 价值工程. 2010(09)