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道路工程软土路基处理技术探讨

 摘要:结合工程实例,在简要阐述软土路基特点的基础上,探讨了目前道路工程软土路基施工中常用的处理技术,指出合理的施工技术是提升道路工程软土路基承载力和使用寿命的关键。

关键词:道路工程;软土路基;施工技术

软土路基具有承载力小、渗透系数小等特点,难以满足道路工程施工的实际要求,需要采用合理的处理施工技术提高其承载力,避免路基发生不均匀沉降,进而影响道路工程的质量和使用寿命。本文结合工程实例,对道路工程软土路基的处理施工技术加以探讨。

1工程概述

某道路工程全长16.38km,跨越冲击平原地区,施工范围内地势高低不平,地表多为人工填土和耕植土,地面标高在1.08~3.64m之间。场地中微地貌主要为人工开挖的鱼塘、耕地、灌溉水渠等。在软土层中夹杂了薄层粉砂层,厚度不均匀,地表硬壳层之下为淤泥和淤泥质土,大部分为软土,平均厚度在3~5m之间,局部软土厚度超过10m。

2软土路基的特性

(1)软土路基的含水量和空隙比较大,就案例工程而言,多数软土路基的天然含水量在30%~50%之间,局部超过70%,孔隙比在1.2~1.8之间,这就决定了软土路基具有较高的压缩性和较低的抗剪强度[1]。(2)渗透系数比较小。软土路基的渗透系数一般在10-8~10-7cm/s之间,由于软土路基的含水量比较高,在增加荷载的基础上,会形成较大孔隙水压,从而影响软土路基的强度。(3)具有较高的压缩性。压缩性高是判断路基是否为软土路基的主要标准之一。软土路基在外界荷载的作用下,会发生较大的不均匀变形,并且变形后的固结稳定时间非常长[2]。(4)软土路基还具有很强的触变性和显著的流变性,在自重作用下很难压密,在短时间内无法达到理想的密实效果。如果软土路基结构受到扰动,其强度会快速下降,并具有一定的流动性。

3道路工程软土路基的处理技术

随着我国施工技术的不断发展,软土路基已经无法限制道路施工。目前在软土路基处理中常用的施工技术(如:砂垫层施工技术、土工聚合物处理技术、抛石挤淤技术、砂井技术、真空预压技术等)有很多,且每项技术都有其独特的优势。在选择软土路基处理施工技术时,既要充分考虑施工安全达标和质量要求,也要考虑施工工期、成本、技术水平等。施工时,可以选择其中一项技术进行处理,也可以联合使用多种技术处理。就本工程而言,在软土路基处理中主要应用了以下几种技术。

3.1真空预压施工技术

真空预压施工技术主要适用于土质比较差、工期比较紧张的软土路基处理。该技术加固软土路基的基本原理为:以大气压力作为预压荷载,在需要加固软土路基的场地铺设透水砂垫层,并在砂垫层的上方布置一层不透气的密封薄膜,利用排水系统、抽真空系统、密封系统等,促使密封薄膜呈现真空状态,然后在膜外侧大气预压荷载的作用下,促使软土路基逐步固结[3]。和其他软土路基处理施工技术相比,真空预压机制技术的最大优势在于软土路基加固速度比较快,便于尽早开工建设;可大幅度缩短软土路基处理的时间,并在整个加固过程中不发生滑动;软土路基处理效果比较理想,内部压实度较大且分布均匀,确保了道路工程的施工质量。虽然真空预压技术在软土路基处理效果、处理速度等方面有很多优势,但其成本相对较高。为控制工程造价,通常与堆载预压法联合使用。堆载预压法的处理原理和真空预压技术基本相同,先进行抽气操作,待达到设计要求后,再进行堆载预压处理,提升加载压力,既可缩短软土路基处理时间,也可降低施工成本。

3.2加固土桩施工技术

加固土桩施工也是道路工程软土路基处理中的常用技术之一。根据土桩加固方式的不同,加固土桩施工技术可分为两种:一种是粉喷桩技术;另一种是浆喷桩技术。加固土桩施工技术比较适用于抗剪力强度大于10kPa且有机质含量小于10%的软土路基处理[4]。该技术的加固机理是使用特定的施工机械设备,如喷粉桩机、搅拌机、喷粉系统等,以水泥、生石灰等作为加固材料,通过机械设备把软土和加固材料强制搅拌到一起,促使原来的软土路基形成高强度的路基,从而满足道路工程施工需求。利用加固土桩处理技术施工时,要充分做好以下几点:(1)在施工搅拌前,要通过多处试验确定施工参数,保证施工质量和效果;(2)在施工前要对固化材料的性能、质量、规格等指标进行试验检验,确认达到设计标准后才能施工;(3)所选择机械设备,如喷粉桩机,需具有自动记录的功能;(4)为提升加固效果,在进行软土搅拌前需要把软土全部切碎;(5)在钻杆提升和搅拌过程中,钻头要反向旋转;(6)严格遵循边喷浆、边提升的施工原则。

3.3粒料桩施工技术

粒料桩适用于抗剪力强度大于15kPa的软体路基处理中,根据加固机理的不同,可分为两种不同的处理方法:一种是振动沉管法,另一种振冲置换法。就振冲置换法而言,施工工艺流程为:整平场地、振冲器就位对中、成孔、清孔加料振密、关机停水、振冲器移位。通过振冲器的作用,把砂、砂砾、碎石等粒料全部挤入软土路基中,从而形成具有一定强度和承载力的桩体,进而满足道路工程施工需求。

3.4强夯置换法

强夯置换法是目前道路工程软土路基处理中应用最多的处理技术之一,具有操作简单、处理效果好等优点,比较适用于高度饱和、流塑性高的软土路基处理,其处理深度可达8~10m。本工程软土路基处理应用了该技术。强夯置换法加固软土路基的基本原理是利用夯锤下降时产生的冲击力,在软土路基中形成坑洞,然后在此坑洞中加入碎石,继续夯实,连续反复添加碎石并夯实,在软土路基中形成强置换墩且达到设计标准后,在碎石墩之间铺一层碎石,形成具有一定强度和承载力的复合型地基,避免道路工程施工和使用过程中发生不均匀沉降,由此大幅提升地基的承载力和强度[5]。就目前发展现状而言,和上述三种软土路基处理施工技术相比,强夯置换法最大的优点在于操作原理相对简单、施工工艺比较成熟、软土路基处理速度快、造价更加经济。但该技术施工时会产生较大的噪音,振动也比较大,需要严格按照施工工艺进行施工,以确保软土路基的处理效果。

4结语

道路工程施工普遍具有范围广、里程长等特点,在施工过程中难免会遇到软土路基,如果处理不当,不但会影响施工质量,还会引发一系列的交通安全事故。需要采用合理的处理技术,来提升软土路基的承载力和强度。本文结合工程实例,分析了道路工程软土路基的处理施工技术,指出在选择处理技术时,要根据软土路基的实际情况(如:含水量、抗剪力强度、流塑性等指标),选择适当的处理技术,以便最大限度上提升软土路基的处理效果,满足道路工程施工要求。

参考文献:

[1]沈建华.市政道路工程中软土路基施工技术的应用分析[J].河南建材,2018(6):267-268.

[2]刘忠彦.强夯法施工技术在市政道路软土路基处理中的应用[J].建材与装饰,2018(40):276-277.

[3]吕剑.市政道路工程软土路基施工技术研究[J].工程技术研究,2018(9):44-45.

[4]阎敏娟.软土路基的施工技术及处理措施[J].黑龙江交通科技,2018,41(8):76-77.

[5]安琪伟.市政道路工程软土地基施工技术浅析[J].建材与装饰,2018(28):269.

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