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摘要:随着我国城市化建设的不断推进,国家越来越重视市政工程的建设。城市中的道路、桥梁、排水等工程的施工质量,对人们的生活产生着直接或间接的影响,有必要加强对道路、桥梁等市政工程施工中软基加固技术应用的管理,保障道路、桥梁建设中软基加固的质量。
关键词:市政工程;工程施工;软基加固技术
1市政工程中软土路基的特点
软土路基是一种特殊的地区路基,多由软土构成,这些软土通常是指三角洲相、滨海相、山区或内陆平原的河流相、沼泽相以及湖泊相等。软土路基的土质成分复杂,并且渗透性差、灵敏度高、含水量大、压缩性高、天然强度低。一旦超过临界高度,路基的稳定性便会严重受损。软土路基的基本特点如下。1)大部分软土路基含水量非常高,通常为35%~80%,孔隙度比较大,孔隙比可以达到1~2。这是因为软土的主要成分是黏土、少量有机物质和粉质土壤颗粒,有些地质环境中还含有絮状物结构。2)软土路基具有明显的流变性。当有剪应力作用在软土上时,它会随着剪应力的作用逐渐产生剪切变形,同时剪切强度也会缓慢降低,软土固结沉降后还很有可能产生次固结沉降。3)软土的抗剪强度相对较低。一般情况下,天然软土的不排水抗剪强度都在20kPa以下。在加载作用下,一旦软土路基排水固结,会直接对软土的抗剪强度产生严重影响。因此,抗剪强度改善效果的显著与否和软土排水固结的快慢有着紧密的联系。最后,软土路基的渗透率低、压缩性高。软土的渗透性较差,通常软土的垂直渗透率为10-6~10-8cm/s。软土具有较高的压缩性,压缩模量一般是在4MPa以下,并且压缩性与液限成正比关系,即液限增大时压缩性也会增大。
2市政工程中软基的处理原则
1)处理技术要与土质条件相符。在市政道路路基施工中,不同的土壤性质要采用不同的处理技术,考察施工现场的土壤成分是选择处理方法的前提和基础。比如,如果施工地段的软土是塑性软土,那么通常情况下可以根据工程的性能特点采用压实的方式来进行处理。但在压实过程中要尽量避免大幅度压实动作,以免对地基产生震荡。如果施工地段的软土是砂型软土,由于这种软土施工后承受压力的能力会大大降低,为了有效避免其在承受较大压力之后出现散化的现象,通常会采用挤密砂桩法进行处理。2)处理技术要和道路性质相符。市政道路工程会根据其不同的使用目的划分不同的等级,每个等级也都会有相应的质量标准和施工要求。这些标准和要求在铺设方面的差异较少,主要是在软基处理方面差异较大。等级越高的市政道路,安全性要求也就越高,因此,软基的处理也应当符合相应的施工标准,要将地基均匀沉降等级维持在一定水平上。大部分的道路工程都对周边的环境具有一定的依赖性,在施工时要做到因地制宜,这样才能帮助施工单位在确保工程质量的前提下节约施工成本。比如,当对整体高度较低、路堤角度较大的软土路基进行处理时,就应当采用压重式的处理方式,这样才能对道路性质做出合理补偿。3)处理技术与建设环境相符。软土地基的处理方法实际上并没有固定的公式可寻,也没有一套万能的理论体系可守。因为每一处施工现场都是不同的,环境条件也会时刻发生变化,软土地基是一种客观存在的因素,它与其他因素一同影响着道路工程的施工质量。所以,任何一个软土地基的处理方案都应当具备一定的灵活性和适用性。通常人们希望以较小的经济投入换取较大的效益回报,而面对这种较为复杂的工程项目,则应当将多种施工技术进行科学地组合共起增强软土地基的处理效果。这就要求在施工前要对施工环境进行全面分析,综合衡量资金投入与工程质量的比例,确保工程效益的最大化。
3市政工程施工中软基加固技术的应用规范
针对我国道路、桥梁等市政工程在软土地基施工中存在的问题,需对各类软土地基加固施工技术提出明确的应用规范,明确软土地基的施工流程;导出路基水分,控制软土地基中的水分含量;运用机械设备进行碾压,并在软土地基上层放置砂砾垫层,垫层上还需铺装一定数量的灰土;对软土地基的整体布局展开合理的设计与加固,可保障软土地基的施工质量。
3.1预应力管桩施工技术
预应力管桩施工技术是提高软土地基强度的有效措施,其主要原理是将预制桩通过锤击、静压、震动、射水、预钻孔等方法压入软土地基中,帮助软土地基承担一定的荷载力,以降低道路上车辆行驶对软土地基的压力。该类技术应用效率较高,但成本也相对较高。其中管桩的间距需要严格按照压实度公式计算,管桩的长度需要根据土壤情况、工程要求等进一步确认,管桩顶部的有效高程应高于扩大基础底面高层的0.5~1.0m。
3.2土工合成材料施工技术
软土本身的强度较弱,在实际的地基加固中,需要运用各类土工合成材料加强软土地基的密度与强度。为了高质量地完成土工合成材料的施工,需要对施工现场软土地基的实际情况进行调查,探测软土地基的密实程度与松动原因。许多软土地基不仅仅是受到过度的作用力而产生下沉,其密实程度还会受到地下水或路面渗水的影响而下降。要根据具体的松动原因提出针对性较强的土工合成材料应用方案。
3.3表面处理施工技术
表面处理是指通过合理的换填加强软土地基的表面排水效率,防止因路面积水较多而对软土地基的软土结构造成破坏,影响软土地基的强度。将软土地基夯实处理后,在软土地基的表层回填一定数量的渗透水性较好的材料,利用该类材料进行软土地基的表面处理。在软土地基表面垫上厚度为1m左右的砂石,其中灰土颗粒不能大于15mm,石灰石土或石灰、粉煤灰配合的体积比例分别为2∶8和3∶7,二灰土、石灰、粉煤灰、土等物质的含量比例为10∶20∶70,要求将砂石的含水量降至最低;利用砂石加强软土地基的整体强度,以达到对软土地基的保护作用。
3.4振冲碎石桩技术
对软土地基周围的土层进行加固处理,使得软土地基与周围土层共同形成复合式的道路基础,以提高软土基层的硬度与质量。主要运用振冲器对周围土层进行处理,利用水流的冲刷作用对周围土层的碎石进行振动处理,利用其振动作用加强碎石的密实程度;并在振动过程中添加碎石或粗砂,对碎石的缝隙、间隙等进行填充,加强软土地基周围土层的密实度,碎石桩不仅具备较强的密度与强度,还具备较强的排水能力,能确保软土地基中的水分被有效排出,提升道路、桥梁工程软土地基的承载力。
3.5强夯加固施工技术
不同区域软土地基承载力弱的主要原因不同,而软土地基中的缝隙较大是其强度不足的重要原因之一。针对该类问题,必须采用强夯加固施工技术对软土地基进行夯实处理。强夯加固技术的应用需要合理地设计夯实次数、能量、间距、夯击数量、时间间隔等,还需确定夯锤的实际型号,加强夯实力度,减少软土地基中的缝隙,且当缝隙变少时,软土地基中的水分也随之流出,软土快速凝结后,相应的密度与强度也会随之增加。
3.6水泥搅拌桩加固技术
市政工程软土地基施工还需进行饱和处理,在软土地基部分采用水泥搅拌桩加固技术,利用水泥固化原理将水泥作为软土地基的一部分,提升软土地基的整体强度。主要是运用搅拌机将水泥与软土层进行充分的搅拌,待软土与水泥结合的部位凝结后,可形成坚固的地基,对该部分进行填埋。该技术应用于市政道路与桥梁的地基施工中,可提高软土地基质量。
结束语
总而言之,市政工程中存在软基强度低、产生问题速度快等问题,通过对预应力管桩、土工合成材料、表面处理、振冲碎石桩、强夯加固、水泥搅拌桩加固等施工技术的规范应用,可有效提高软基加固技术的应用效率,为市政工程的软基施工质量提供保障。
参考文献:
[1]谭冲.主要市政道路施工阶段软基加固技术的运用[J].城市建设理论研究(电子版),2018(19):113.
[2]李琛.市政道路工程领域中软基加固技术措施得到的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2017(17):10.