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【摘 要】近年来城市化加速发展,我国城市道路的大规模建设和改造也随之开展起来。本文作者通过对近年来施工总结,发现软基问题较为突出,因此针对城市道路软基处理的方法与相关问题进行分析,旨在为公路安全和正常运行提供理论建议。
【关键词】城市道路;软基处理;混凝土
0.概述
软基即软土地基,一般形成有两种:一是施工路段先天含水量较好的或粘性较强的土质结构,以及地表深处呈软塑或流塑状态的粉土;二是因城市排水系统缺陷,大量雨水或其他污水无法顺利排出,路面水位下降慢,长此以往导致路基软化。
路基作为保证城市交通安全和正常运行的关键,软基的处理质量势必直接影响道路的基础承载能力。因此在施工中,应对软基施工进行认真、严格的监察,避免不必要的隐患。
1.城市道路软基处理的一般过程
由于城市道路往往埋设各类管线,因此对工后沉降的要求与其他公路相比有所不同。首先必须凭借对软基承载能力的测定数值进行合理评估,确定处理方向主要为控制沉降还是加固地基;同时也要结合当地的地质环境、工期、投资方其他要求,随时改变不适合路段的铺设方法,制定一个切实可行的施工方案。软基处理和水泥混凝土路面在施工过程中必须按照规定的施工流程严格进行,注意规范性和施工细节以确保施工结束后的质量标准。
2.城市道路软基常见处理方法
道路软基的处理方法虽然种类繁多,然而其实质归类起来不外乎三种:一是改良土质,二是换置软土,三是复合加固。在实际应用处理办法时,根据地理环境、土质的物理学特性等不同,应选用不同方案,力求达到目的的最佳状态。笔者总结了近年来常见的软基处理方法,并分析了各方法的特点,下面逐一进行说明:
2.1夯实软土法
夯实软土法在我国是一种较为传统的处理办法,其处理思路是对现有土体进行改良。软粘生土地基中含有粉砂和粒料,可用重锤从10re以上高处自由落下,反复多次进行夯击,使一定范围内的土体密实,提高路基的承载力并减少沉降;另有做法是在施工前对软土进行堆载预压,消除大部分工后沉降,使土体达到预期强度指标后再进行施工。
此方法在处理时成功经验较多,但由于建立在实践和经验基础上,至今没有一套计算方法。因此在采用此法进行道路软基处理前,必须在具有代表性的软基上进行试夯,以指导此后的大面积施工;再者,夯实法无法针对土体进行科学精确的处理,因此对差异沉降的控制效果较差。
2.2翻晒碾压法
在进行道路软基的处理时,对于软土层厚度较小且含水量较大的情况,一般采用此法。方法是将软土全部挖除进行翻晒,晒干后再分层进行碾压回填。该方法造价较低,操作简便,但施工周期长、受外界条件影响大,此外填筑前需降低地下水位,对排水设施要求高;如果不能提前消除渗水,处理中就达不到预期效果。
2.3换填软土法
换填软土法属于换置处理办法,即是将浅层弱土挖掉,换填其他性能稳定、渗水性好的材料。最常用的材料为强度较大的河砂。
此法施工较为简单,周期短且造价低,但只能应用于处理2m以下厚度软土的场合,同时需要较宽的工作面,无法满足路堤高的情况。
2.4敷垫材料法
此法的原理是应用土中附加应力分布规律,在上部增设垫层,让垫层承受较大的应力,软土层承担较小的应力,以达到加固地基的效果。较为常见的做法是在软土上方敷垫1m左右厚度的砂垫层,不但固结软土,还能起到排水层作用。
当软土不均匀、可能发生局部沉降时,则需选用化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等材料,利用其抗剪和拉抗力增强路基承载力,减少侧向变位。
2.5盲沟排水法
此法是一种常见的城市道路修复法。针对因先天含水率较大或局部排水较差的路面,在地表开挖沟槽,然后回填透水性好的砂砾或碎石,帮助排除地表水,降低路基表层的含水量。城市道路盲沟的构架结构主要有梯形盲沟与矩形盲沟,此方法可以高效解决城市道路积水问题,有效地改善路面状况。
2.6竖向排水法
此法与盲沟排水法的不同之处在于设置垂直的排水柱,从而缩短排水距离。
此法很少单独使用,多与填土法并用。由于垂直排水柱所用材料不同,施工方法也有所不同,可分为振动式、螺旋钻式及袋装式等。
竖向排水法对厚度大且均匀的粘土土质最为有效,但对含水率高的土壤效果稍差。
2.7石灰添加法
较为长效的处理办法,其实施主要是在施工路段的粘土中添加生石灰、熟石灰和水泥等石灰类固化剂,降低土壤含水量,并使土壤产生团粒,改善其强度和压缩性。
此外,此类材料具有与土壤发生化学性固结的特性,一旦添加,能从根本上改变土质,达到长期解决问题的目的。
2.8深层搅拌法
此法的处理理念与上文中所提到的添加剂法相同,方法同为在土壤里添加石灰类固化剂,不同之处在于,此法主要应用于地表深处的软土。操作时,利用深层搅拌机械在路基深处将原土层和添加剂进行强制搅拌,形成坚硬拌。
此法特别适用于含水率高的泥炭土和淤泥质土,如修建沿海城市公路等,工后沉降基本能全部处理且无附加荷载。但使用此法也具有一定缺陷,如目前造价高,施工方法较为复杂,对下钻速度、泵送压力等参数都有要求,施工质量的检测也有一定困难。
2.9喷粉注浆法
实质是采用专门的施工机械钻至承载力较高的土层后,喷入事先配好比例的水泥,在原土搅拌压缩,造成一个均匀的圆柱状胶结体,与原土层共同形成复合路基。
此方法能够短时间内形成高强度的桩体,可整体地、彻底地处理高含水量、高压缩性软基,但施工时间长、造价高且需要专门施工机械和操作经验,门槛较高,因此目前主要用于处理桥头。喷粉注浆法目前在国内还是一项新技术,其普及还需要有一个发展和完善的过程。
3.结语
综上所述,城市道路软基处理方法五花八门,各有优劣,因此施工中处理软基时,不但要根据实际土质和施工条件进行分析,还要结合考虑工期与造价,选用经济性、实用性与合理性并重的处理方法,同时满足城市道路和市政管线的工程要求。
【参考文献】
[1]王秉纲.水泥混凝土路面设计与施工CMl.人民交通出版社,2004.5.
[2]曾国熙等.地基处理手册IM).北京:中国建筑工业出版社,1988.
[3]王国体,方诗圣,潘恒芳.复合地基理论与其工程应用[J].合肥工业大学学报,2000(6):1009-1012.
[4]宋祖妹,黄广军.道路软基处理过渡段的几种处理措施[J].路基工程,2004(04).
[5]施有志.市政道路软基处理的一种新型方法[J].中国市政工程,2007(02).
【关键词】城市道路;软基处理;混凝土
0.概述
软基即软土地基,一般形成有两种:一是施工路段先天含水量较好的或粘性较强的土质结构,以及地表深处呈软塑或流塑状态的粉土;二是因城市排水系统缺陷,大量雨水或其他污水无法顺利排出,路面水位下降慢,长此以往导致路基软化。
路基作为保证城市交通安全和正常运行的关键,软基的处理质量势必直接影响道路的基础承载能力。因此在施工中,应对软基施工进行认真、严格的监察,避免不必要的隐患。
1.城市道路软基处理的一般过程
由于城市道路往往埋设各类管线,因此对工后沉降的要求与其他公路相比有所不同。首先必须凭借对软基承载能力的测定数值进行合理评估,确定处理方向主要为控制沉降还是加固地基;同时也要结合当地的地质环境、工期、投资方其他要求,随时改变不适合路段的铺设方法,制定一个切实可行的施工方案。软基处理和水泥混凝土路面在施工过程中必须按照规定的施工流程严格进行,注意规范性和施工细节以确保施工结束后的质量标准。
2.城市道路软基常见处理方法
道路软基的处理方法虽然种类繁多,然而其实质归类起来不外乎三种:一是改良土质,二是换置软土,三是复合加固。在实际应用处理办法时,根据地理环境、土质的物理学特性等不同,应选用不同方案,力求达到目的的最佳状态。笔者总结了近年来常见的软基处理方法,并分析了各方法的特点,下面逐一进行说明:
2.1夯实软土法
夯实软土法在我国是一种较为传统的处理办法,其处理思路是对现有土体进行改良。软粘生土地基中含有粉砂和粒料,可用重锤从10re以上高处自由落下,反复多次进行夯击,使一定范围内的土体密实,提高路基的承载力并减少沉降;另有做法是在施工前对软土进行堆载预压,消除大部分工后沉降,使土体达到预期强度指标后再进行施工。
此方法在处理时成功经验较多,但由于建立在实践和经验基础上,至今没有一套计算方法。因此在采用此法进行道路软基处理前,必须在具有代表性的软基上进行试夯,以指导此后的大面积施工;再者,夯实法无法针对土体进行科学精确的处理,因此对差异沉降的控制效果较差。
2.2翻晒碾压法
在进行道路软基的处理时,对于软土层厚度较小且含水量较大的情况,一般采用此法。方法是将软土全部挖除进行翻晒,晒干后再分层进行碾压回填。该方法造价较低,操作简便,但施工周期长、受外界条件影响大,此外填筑前需降低地下水位,对排水设施要求高;如果不能提前消除渗水,处理中就达不到预期效果。
2.3换填软土法
换填软土法属于换置处理办法,即是将浅层弱土挖掉,换填其他性能稳定、渗水性好的材料。最常用的材料为强度较大的河砂。
此法施工较为简单,周期短且造价低,但只能应用于处理2m以下厚度软土的场合,同时需要较宽的工作面,无法满足路堤高的情况。
2.4敷垫材料法
此法的原理是应用土中附加应力分布规律,在上部增设垫层,让垫层承受较大的应力,软土层承担较小的应力,以达到加固地基的效果。较为常见的做法是在软土上方敷垫1m左右厚度的砂垫层,不但固结软土,还能起到排水层作用。
当软土不均匀、可能发生局部沉降时,则需选用化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等材料,利用其抗剪和拉抗力增强路基承载力,减少侧向变位。
2.5盲沟排水法
此法是一种常见的城市道路修复法。针对因先天含水率较大或局部排水较差的路面,在地表开挖沟槽,然后回填透水性好的砂砾或碎石,帮助排除地表水,降低路基表层的含水量。城市道路盲沟的构架结构主要有梯形盲沟与矩形盲沟,此方法可以高效解决城市道路积水问题,有效地改善路面状况。
2.6竖向排水法
此法与盲沟排水法的不同之处在于设置垂直的排水柱,从而缩短排水距离。
此法很少单独使用,多与填土法并用。由于垂直排水柱所用材料不同,施工方法也有所不同,可分为振动式、螺旋钻式及袋装式等。
竖向排水法对厚度大且均匀的粘土土质最为有效,但对含水率高的土壤效果稍差。
2.7石灰添加法
较为长效的处理办法,其实施主要是在施工路段的粘土中添加生石灰、熟石灰和水泥等石灰类固化剂,降低土壤含水量,并使土壤产生团粒,改善其强度和压缩性。
此外,此类材料具有与土壤发生化学性固结的特性,一旦添加,能从根本上改变土质,达到长期解决问题的目的。
2.8深层搅拌法
此法的处理理念与上文中所提到的添加剂法相同,方法同为在土壤里添加石灰类固化剂,不同之处在于,此法主要应用于地表深处的软土。操作时,利用深层搅拌机械在路基深处将原土层和添加剂进行强制搅拌,形成坚硬拌。
此法特别适用于含水率高的泥炭土和淤泥质土,如修建沿海城市公路等,工后沉降基本能全部处理且无附加荷载。但使用此法也具有一定缺陷,如目前造价高,施工方法较为复杂,对下钻速度、泵送压力等参数都有要求,施工质量的检测也有一定困难。
2.9喷粉注浆法
实质是采用专门的施工机械钻至承载力较高的土层后,喷入事先配好比例的水泥,在原土搅拌压缩,造成一个均匀的圆柱状胶结体,与原土层共同形成复合路基。
此方法能够短时间内形成高强度的桩体,可整体地、彻底地处理高含水量、高压缩性软基,但施工时间长、造价高且需要专门施工机械和操作经验,门槛较高,因此目前主要用于处理桥头。喷粉注浆法目前在国内还是一项新技术,其普及还需要有一个发展和完善的过程。
3.结语
综上所述,城市道路软基处理方法五花八门,各有优劣,因此施工中处理软基时,不但要根据实际土质和施工条件进行分析,还要结合考虑工期与造价,选用经济性、实用性与合理性并重的处理方法,同时满足城市道路和市政管线的工程要求。
【参考文献】
[1]王秉纲.水泥混凝土路面设计与施工CMl.人民交通出版社,2004.5.
[2]曾国熙等.地基处理手册IM).北京:中国建筑工业出版社,1988.
[3]王国体,方诗圣,潘恒芳.复合地基理论与其工程应用[J].合肥工业大学学报,2000(6):1009-1012.
[4]宋祖妹,黄广军.道路软基处理过渡段的几种处理措施[J].路基工程,2004(04).
[5]施有志.市政道路软基处理的一种新型方法[J].中国市政工程,2007(02).