软基加固技术在城市道路施工中的应用赵贤

软基加固技术在城市道路施工中的应用赵贤

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摘要:随着社会经济的快速发展,我国的城市化进程也在加速推进,为了给国民提供更好的居住、出行环境,政府对基础设施建设的投资也在不断加大。市政路网建设是城市交通建设的重要组成部分,是城市发展的基础要素。城市道路长期承受巨大的车辆荷载,路基的施工质量直接影响道路的承载能力、稳定性和耐久性,若路基质量不达标就容易造成道路承载力不足,过早出现沉降、破损等问题,使道路使用寿命降低。而软土地基是常见的不良地基类型,若不针对性的采取措施进行有效加固,就会出现上述质量问题。因此,软基加固技术的研究对于软土地质区域道路施工质量提高有着重要意义。

关键词:软基加固技术;城市道路;施工应用

1我国城市道路施工中软土地基的特点

软土地基是一种常见的工程地质条件,它通常是由淤泥、淤泥质土以及部分冲填土、杂填土等软弱土质组成的,在我国分布较广泛,由于其在不同荷载作用下往往产生不同力学状态和形变,因而其工程性质较差,对路基的稳定性有较大影响,是城市道路施工中需要重点把控的质量关键点。据实践总结分析,软土地基通常有以下特点:

①软土地基具有压缩系数大、抗剪强度低的特点。由于软土层中存在大量的密闭孔隙被水和空气填充,造成软土地基可压缩性强,抗剪能力差,软土地基在承受强烈外力时,会出现因承载力不足而塌陷、变形等问题,因而对软土地基进行加固、改良从而降低土体压缩系数、提高土体密实度、提高抗剪强度至关重要。

②软土地基具有较高的流变性和触变性。由于软土层中孔隙比较大且透水性差,因而在长时间的外力或集中应力作用下容易发生形变,而城市道路由于需要承受巨大的交通压力,因而对承载力有较高要求,如果不能提高软土路基的流变性,路面在受到长时间荷载或集中应力时,就会在软土的流动作用下发生沉陷,埋下事故隐患。

③软土地基含水量相对较高。相对于良好的土质而言,软土中含有大量的黏土和粉土,这些土粒往往带有大量的负电荷,致使其极易吸收空气中的水份,从而增加土体的含水量,使土体中的孔隙变大。尤其在我国南方地区,由于频繁降雨,空气中含有大量的水蒸气,随着软土层所吸收的水分增加,其稳定性亦随之下降,这极大地增加了当地道路施工的难度。

综上,软土地基的性质决定了其对于道路使用性能的长期不良影响,因而对于软土地基的改良技术也成为城市道路设计、施工中需要重点攻克的技术问题。

2城市道路施工作业中的软基加固技术

2.1强夯法加固技术

该技术又称为动力加固技术,是我国城市道路地基加固中常见的一种技术手段。该法是通过运用强夯机械设备对软土地基施加巨大冲击力,利用冲击所产生的冲击波和应力,强行将地基中的水分排出,使地基变得密实,从而加固软土地基,提高软土地基承载力。

相较于其他技术手段而言,该法的优势在于对软土地基的加固效果显著、地基承载力提高明显、加固效率高,能够适用于较广的土质范围(亚砂土及低饱和度黏性土、粉质土、杂填土等软土地基均可适用)。同时,该工法操作简单便捷,通常无需添加其他材料,受外界环境影响较小,只需有合适的机械设备就能实施加固,不占用额外的施工场地,最大限度地降低了对正常道路通行的影响,因而施工成本相对较低,减轻了城市财政负担。目前,对于我国道路施工中工期较为紧张且土质适用的工程项目通常都会采用此法对软土地基进行加固改良。表1为强夯加固法在面对不同土质情况时对应的夯击势能,施工时需要结合实际地质情况进行适当选取。

表1强夯加固法的数值要求

2.2土工合成材料施工技术

土工合成材料泛指土工织物、土工膜、土工格栅、土工带、土工格室等或者由两种或两种以上材料复合而成的土工合成材料,其作用和功能是多面的,综合来说主要有过滤、排水、隔离、加筋、防渗、防护、减荷及隔热、保温等功能。土工合成材料尤其适用于对软弱路基的加固,施工时通过在路基填土中加入土工合成材料形成复合地基,可有效提高土体强度,显著减少沉降、翻浆等问题,提高路基的稳定性。

近年来,随着科学技术的发展进步,越来越多的新型土工合成材料出现在工程应用当中,他们往往重量更轻、强度更强且造价低廉,结合工程实际合理的运用土工合成材料往往对工程开展能起到事半功倍、一举多得的效果。

2.3碎石桩技术

碎石桩是以碎石为主要材料施工而成的地基加固桩,是散体桩的一种,按其制桩工艺的不同分为湿法振冲碎石桩和干法碎石桩两大类。采用振动加水冲的制桩工艺制成的碎石桩称为振冲碎石桩或湿法碎石桩;而采用锤击、振挤等无水方式施工而成的碎石桩统称为干法碎石桩。碎石桩路基加固工艺可广泛应用于淤泥质土、粉质砂土等软土地基处理,尤其对含水量较小的路基进行处理时效果显著。

碎石桩技术具有材料单一、施工机具简单、造价低廉等特点。但由于干法碎石桩施工时所产生的震动及噪音较大,而湿法碎石桩污泥排放量大,因而多应用于野外等场地广阔、建筑物稀少区域路基加固。

2.4水泥土搅拌桩施工技术

水泥土搅拌桩加固技术主要是利用水泥、石灰等原材料作为固化剂主剂,运用深层搅拌机械将固化剂浆液或者粉体同软土地基深处的软土一起进行均匀搅拌,使软土与固化剂之间发生一系列物理、化学反应,从而增加软土的整体塑性和水稳定性,形成具有一定强度的路基结构。

该施工技术最大的特点是震动低、噪音小,作业时基本不会对周围环境有严重的污染,也不会对周边居民产生噪音影响。且该法施工时对周围土体扰动较小,因而对周边建筑物影响小,适用于道路两侧存在建筑物时的软土路基改良。

2.5砂井预压技术

砂井预压是路基排水固结法中常用的一种技术,通过砂井机震动沉管将散体砂装入细长透水土工织物袋中,将袋装砂埋置于软土地基中形成竖向排水通路,以改善地基的排水条件、加速软土排水固结的地基处理方法。该法通常可配合堆载预压技术进行实施,可有效减少软基排水、密实、固结时间,提高路基稳定性及承载能力。由于砂井断面小,用砂量少,施工设备重量也相对较低,因而施工效率高、造价低廉。该法适用于大多类型软土地基的排水固结加固,尤其适用于厚度较大的饱和软土等深层软土地基的排水加固。

结束语:

城市道路质量关系到城市间的交流、居民的出行,是体现城市形象的重要方面,长期以来一直受到社会各界的关注。现阶段我国的城市道路建设虽然取得了不少成绩,但也同时存在着许多问题,很多软土地基条件下施工的城市道路在长期使用后往往会出现沉降、塌陷等问题,严重影响了道路的使用性能。这大多是由于在道路施工过程中,未能采取恰当的技术手段对软土地基进行有效地加固。因此,设计、监理、施工等参建各方应重视软土地基处理,选择适当的软土加固技术,对软土地基进行改良,确保路基承载能力,从而保证城市道路良好的使用性能和耐久性,助力城市快速发展。

参考文献:

[1]金亮星,王守林,陈明.排水板堆载预压加固软基的固结沉降数值模拟[J].地下空间与工程学报,2014(S2).

[2]王莉,谭卓英,朱博浩,等.淤泥冲击挤压作用下软基土石坝动力响应分析[J].岩土力学,2014(3).

[3]扈胜霞,陈育民,闫竹玲.弹黏塑性模型及其在预压处理软基沉降计算中的应用[J].岩土力学,2014(4).

作者简介:

姓名:赵贤性别:男

姓名:吴晨性别:男

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软基加固技术在城市道路施工中的应用赵贤
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