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市政道路施工中软基加固技术运用分析

作者

潘高鹏 周康霞

温州市市政公用工程勘察设计院有限公司

引言

在进行道路建设时,往往需要在不同地形条件上进行道路工程施工。其中,软土地质最为常见,在我国沿海地区、沙漠地区、高原地区都有着大量的软土地形。此类软土存在易压缩、抗剪切变形能力弱等缺陷,在进行道路工程路基施工建设时,路基本身的质量很难得到有效保证,经常出现坑洼、坍塌等情况,在实践中很容易影响道路的使用安全。

1 道路施工中软基处理的必要性

软基的稳定性和承载能力较差,容易发生沉降问题,增加道路施工和使用中的安全隐患。因此,对道路施工中软基进行有效处理就显得尤为关键。通过科学的处理策略和先进技术,能够提高软基的安全稳定性,保证其承载力符合工程建设要求,并减少其含水量,进一步提高道路的安全稳定性,并减少施工成本。软基的处理,有效改善其剪切、压缩、透水和动力特性等工程性质,有利于施工单位在保证道路施工质量的基础上,加快施工进度,提高各类资源的利用率,进而提高整个工程建设的综合效益。

2 市政道路施工中软基加固技术运用分析

2.1 强夯加固技术

(1)强夯机理及作用。强夯法利用重锤高落差产生的巨大冲击能,对地基土进行加固。重锤自由下落时,将冲击能传递至地层,有效压缩土体孔隙、排出孔隙中的气体和水分,提高土体的密实度和强度。这种冲击作用还能降低土体的压缩性,减轻甚至消除砂土的振动液化风险,并有效抑制湿陷性黄土的湿陷性,最终提升地基的均匀性,减少不均匀沉降。(2)合理选择技术参数。在强夯法的工程应用中,合理选择各项技术参数至关重要。有效加固深度,需综合考虑工程规模、地基土层情况以及工程特性,并结合现场试夯或当地经验确定。一般情况下,粗颗粒土的单位夯击能取值范围为 1000~3000kN/m2 ,细颗粒土则为 1500~4000kN/m2 。夯锤的质量和落距,需要根据预定的有效加固深度、所需夯击能以及施工设备等条件进行综合考虑,并通过现场试夯进行验证。一般来说,最后两击的平均夯沉量应不超过规定值,夯坑周围地面隆起不应过大,且夯坑深度不应导致起锤困难。(3)夯点布置。夯点平面布置通常采用三角形或正方形布置。第一遍夯击点间距一般为夯锤直径的2.5\~3.5 倍,后续夯击点则布置在第一遍夯击点之间,且间距可适当减小。两遍夯击之间的时间间隔与土体中超静孔隙水压力的消散时间相对应。对于渗透性较好的碎石和砂土,可以连续夯击。对于渗透性较差的黏性土,则需要间隔3\~4 周以上。

2.2 物理加固法

软基处理技术中的物理加固法,如振密法和挤密法等,在不同情况下具有明显的优越性。振密法是利用振动设备对地基土进行振动夯实的一种新方法,在一定条件下,当土体含水量适中,土层厚度较小的情况下,采用振密法可以快速地提高地基的密实度和承载力,并能有效地减小沉降变形。此方法由于施工简便、施工快捷、造价低廉,已被广泛应用于实际工程。挤密法是指在基础上钻孔灌注碎石、砂砾等填料,形成密实桩体,提高地基承载力及稳定性。在软土地区,采用挤密法可以有效地提高地基的密实度、抗剪强度,同时也可以减少地基沉降。尤其对深厚软基,采用挤密法可形成连续的加固层,使其整体承载能力得到明显改善。另外,挤密法施工简便,对周边环境影响小。振密法和挤密法作为物理加固方法中的重要组成部分,在某些情况下有其独特的优越性。在工程实践中应结合工程实际情况,选择适当的加固措施,保证处理效果与质量。

2.3 化学固化法

化学固化法是将固化剂混入软土中,通过固化剂与土体发生一系列物理化学反应,使软土颗粒胶结,土体强度增加的一种加固方法。常用的固化剂有水泥、石灰、粉煤灰等。其中,水泥固化应用最为广泛,适用于碎屑土、粉土、黏性土等多种软基。化学固化法可采用浅层搅拌或深层搅拌方式。浅层搅拌机,将固化剂撒布于软土表面,然后用耕地机、翻耙机等设备将其与一定厚度范围内的软土充分混合;深层搅拌则利用搅拌桩机,将固化剂泵送至软土一定深度,边旋转搅拌边提升,使固化剂与土体形成均匀的土浆柱体。固化后的软土强度和耐久性显著提升,抗剪强度可达100-400kPa,适合作为路基填料。化学固沙法施工速度快,加固效果好,能够充分利用原位土,减少土方外运。但施工时要注意固化剂掺量的控制,并做好施工现场的安全防护和环境保护工作。

2.4 砂砾垫层处理技术

沙砾垫层处理技术也是软基的一种常见处理技术,但是在该技术的应用过程中依旧存在着一定的局限性,多用于软土层比较薄,并且有着良好排水性能的地区。施工中的砂砾质量比较差,施工速度也要控制在合理范畴内。在砂垫层的选择中,对砂砾速度有着比较高的要求,一般不能应用过于细小的砂砾,避免其对整体排水效果造成影响。在处理软基之前,要做好砂砾表层的验收工作,让表层结构始终处于湿润的状态中,并在达到上述标准之后才能开展后续作业。完成沙砾垫层处理后,要做好合理的验收工作,在满足相关质量要求之后,才能开展后续的道路施工,达到理想的道路工程建设效果。

2.5 塑料排水板加固技术

对该技术的适用情况进行分析,主要体现在以下几点:当软基承载力低、地下水位高、土壤含水量大、土壤松散和压缩性大的情况下,塑料排水加固技术具有较好的适用性。该技术在实际应用中能够有效提高承载力,增强土壤的稳定性,最大程度降低地基出现沉降问题发生概率。同时,在实践操作中,具有施工便捷,适应强的特点,进而被广泛应用于道桥软基处理中。但是,该技术同样存在一定的应用劣势,对施工环境具有较高要求,难以适应极端恶劣的环境,并且容易受到塑料排水板价格的影响,增加工程成本。软基处理工作开展中,该技术的应用十分常见,并且经过实践验证,充分体现出该技术具有良好的应用成效,有效加固软基,进一步保证其承载力符合工程建设要求。对于道路工程来说,部分软基普遍存在强度低、承载力不足、含水量大等问题,难以保证整个工程结构的安全稳定性。该技术在实际应用中,需要施工人员结合工程状况,按照施工方案的各项要求,保证排水通道建设符合标准。在实践中,施工人员可以在软基内合理安插塑料排水管,在其内部形成横向、竖向排水通道,并在此基础上加大荷载,进而有效排水,减少其含水量,增强土壤的密实度,确保其承载力符合要求。

结语

综上所述,在道路工程建设中经常会遇到各类软基,对整体施工质量提出更高的要求。因此施工单位要明确软基的施工性能,并要严格遵循技术规范进行施工作业,实现软基中水分的有效排除,显著改善地基结构的强度与承载力,满足市政道路工程的后续施工需求,对我国交通行业的可持续发展提供强有力的支撑。

参考文献

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[2]李坤培.软基加固技术在市政道路施工中的实践[J].道路技术开发,2022(20):134-136.

[3] 颜玲. 软基加固技术在市政道路施工中的应用探讨[J]. 居舍,2022(17):78-80.