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摘要:在我国城市化建设水平不断提升的大环境下,市政路桥建设规模也在逐渐扩大,而相应的工程质量要求也随之提高。针对市政路桥工程施工中常见的软土地基问题,文章先阐述软土地基的概念和基本的鉴别方法,然后分析了在市政路桥工程中软土地基主要带来的影响,最后针对这些问题对表层排水、抛石挤淤、施加添加剂、深层搅拌桩等软土地基处理技术进行研究。
关键词:市政路桥工程;施工;软土地基
市政路桥工程是城市化进程中至关重要的工程类型, 其建设质量和水平直接与城市功能和居民生活息息相关。软土地基作为市政路桥工程施工中常见的问题,对工程施工带来了很多挑战,如果处理不当,会导致工程质量和安全性受到影响。因此,针对市政路桥工程施工中软土地基的处理技术进行研究,并寻求合适的应对方案,十分有必要。
一、软土地基的概念和鉴别方法
软土主要是指以淤泥、泥砂土为代表的软性土质,其主要的特征表现为稳定性差、承载能力弱、含水量高。从工程建设角度来讲,这种土质由于不具备足够的强度和稳定性,容易给路桥工程、房屋工程的地基建设产生较大影响,需要对其进行针对性处理[1]。处理软土地基问题的前提是要对软土地基进行鉴别,如表1所示,当前工程施工领域鉴别软土地基的方法主要有四大类。在施工前期勘察阶段,需要根据实际情况灵活选用这些方法,并结合更多地质勘察技术,准确测定软土地基,并判断其内部成分和分布状况。
方法一、外观判定 | 方法二、孔隙判定 | 方法三、含水量判定 | 方法四、十字板剪切试验判定 |
利用色卡对土壤颜色进行检测,若土壤主要呈灰色状态,则可初步判断为软土。 | 利用实验仪器对土壤进行天然孔隙比的检测,弱天然孔隙比超过1,可基本认定为软土。 | 利用实验设备检测土壤含水量,含水量≥35,则判定为软土。 | 利用十字板,将其插入土壤之中,利用机械对十字板施加旋转扭力,在十字板旋转后形成圆柱体孔洞之后,对内部土壤表面抵抗扭矩进行计算,得出土壤的不排水剪抗强度,以此判定软土。 |
表1:软土地基鉴别方法
二、市政路桥工程施工中常见的软土地基问题
目前,我国市政道路工程施工技术不断进步,对软土地基的处理也积累了一些比较成熟的技术和经验,但是在实际的应用当中依然会产生部分问题,主要表现在以下几个方面:
施工材料硬化不理想
因为软土地基结构稳定性比较差,市政路桥工程在施工时用到的施工材料的硬化会受到影响,尤其是在地基发生形变、内部水分渗出时,会导致路桥表面的硬化达不到施工要求,甚至出现路面起泡、塌陷及膨胀的问题。
工程强度达不到标准
市政路桥工程的主要材料是砂石和水泥,这些材料在铺设完成的初期缺乏稳定性,尤其是不具备较好的抗水性能[2]。如果该地区软土地基本身含水量较高,加上外部环境的影响,很容易导致铺设完成的路面工程出现松散的情况,强度无法达到要求。
不均匀沉降
软土地基本身的稳定性较差,如果没有针对性进行强化,软土本身的流动性加上较弱的抗震性,很容易导致工程建成之后出现不均匀沉降问题。轻度的不均匀沉降会导致路桥面不平整,影响行车体验和安全,严重的不均匀沉降会直接威胁工程稳定性,甚至造成严重的工程安全事故。
三、市政路桥工程施工中软土地基处理技术应用分析
(一)软土地基表层排水技术
含水量大是软土地基一个比较突出的特征,也是导致软土地基不稳定、强度低、影响施工的主要原因,因此需要针对软土地基做好排水。具体来讲,针对土质较厚、含水量较大的软土地基,市政路桥施工的填土环节之前,需要根据工程施工方案,在表面挖掘一些排水沟,排水沟需要铺设反滤层,并多分布排水孔和排水管,排水沟规格一般为0.5x0.5m。通过该方法,一般可以持续降低地基含水量,为后续的填土和路面施工打下较好的基础[3]。
另外,在市政路桥工程的碾压地基环节中也需要面对地基排水问题。一般在我国大部分地区的秋冬季节,较低的气温会导致土壤水分蒸发较慢,在碾压地基的时候碾压效果始终不理想。这种情况下单纯采用挖掘排水沟的方法效果不会很理想,因此需要在停止碾压作业的基础上,使用石灰柱排水法。具体是选用柱径10cm左右的石灰柱,将其插入软土地基之中,石灰柱之间间距控制在50cm左右,然后往其中灌入生石灰,再利用机械击打,让生石灰渗入地基,结合石灰柱起到排水和加固地基的作用。在石灰柱排水工艺完成并测得土壤含水量达到施工要求时,在地基表面铺设一层20cm左右的土壤,再进行碾压作业,并持续观察土壤表层含水量。
(二)抛石挤淤处理技术
很多市政路桥工程都会面临经过湖塘、农田、河道的情况,这些地区分布大量的高含水量淤泥,仅通过抽水排水无法达到施工要求。针对这种情况,一般都采用抛石挤淤技术。即先使用一些比较大的碎石以从软土分布区中间逐渐向四周的方向进行抛入,利用碎石的重量和冲击,逐渐将淤泥排到施工范围之外,然后使用较小的碎石进行铺设,结合后续的夯实和碾压作业,最终形成强度较高、较稳定的地基
[4]。采用该方法时,需要注意抛石的频率和均匀性,注意避免因抛石不均而导致的沉降不均问题。
(三)添加剂技术
如果软土地基主要成分为粘度较高的粘性土质,则可以采用施加添加剂的方法来提升其强度。目前市政路桥施工中处理粘性软土地基用到的添加剂成分主要是熟石灰、水泥等,前者可以降低土壤含水量,并通过化学反应而形成比较坚硬的土质,后者进一步提升强度和稳定性。另外,也可以添加6%-15%左右的石灰来改善土壤。该技术优势在于操作简洁,经济性比较高,但是对操作工艺要求也比较高,且使用环境局限性比较大。
(四)深层搅拌桩技术
深层搅拌桩技术实际上也是利用到了水泥的综合固化作用,让其与软土中的水、沙、土发生反应,结合相应的施工技巧,形成坚硬稳固的桩柱。具体方法是利用钻进及搅拌机械,按照设计的方法对软土进行竖向的搅拌,过程中加入水泥,最终在软土地层中形成水泥桩,最终形成水泥桩混凝土结构[5]。同时,可以利用该技术形成地下连续墙,达到加固地基、隔绝水分的目的。该方法一般适用于淤泥、砂土及粘性图纸含量较高的软土层,应用范围比较广,目前的施工技术也比较成熟,成本适中。但是,如果软土地层中分布有较多泥炭土,或者其中水分具有一定腐蚀性时,则需要对成分、腐蚀性进行进一步分析,再确定处理技术。
结束语:
综上所述,软土地基作为当代市政路桥工程施工中比较常见的问题,影响着施工质量和工程安全。对此,大量施工团队通过实践研究,得出了表面排水、抛石挤淤、施加添加剂、深层搅拌装等多种技术,在不同情况下具有很好的应用效果。市政路桥工程施工单位需要在对相应软土地基成分及分布状况进行全面勘察的基础上,充分考虑施工效率、质量和成本,灵活选择更优的软土地基处理技术。只有这样,才能降低软土地基对市政路桥工程的影响,提高施工质量水平。
参考文献:
[1]宫雪.市政路桥工程施工中软土地基的处理策略[J].科学与财富,2018(25):178.
[2]李然.软土地基施工技术在市政工程施工建设中的运用研究[J].建筑工程技术与设计,2019(35):1321.
[3]苏彦强.探究市政路桥工程施工中的软土地基处理技术[J].建筑工程技术与设计,2017(8):1440.
[4]林湛强.试论市政路桥工程施工中软土地基的处理技术[J].建筑工程技术与设计,2016(15):1431-1431.
[5]许杰.市政路桥工程过渡段软土地基施工处理措施研究[J].建筑工程技术与设计,2019(25):1898.