论述市政道路软基处理方法及效果评价

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【摘要】 随着现代城市规模的发展,城市市政道路建设出现新的种类,软基道路适应城市道路功能的要求,但在软基路段建设方面存在许多还待解决的问题。本文论述市政道路软基处理的基本方法和效果评价,以图对市政道路软基建设有一定的参考作用。

【关键词】 市政道路软基处理方法

由于市政道路机构复杂,道路附加设施比较多,道路基地与污水管、雨水管、电力管道、通讯管道、煤气管道和供水管道并存一体,这些管道的铺设对道路软基的建设具有较高的要求,其中电缆管、雨水管对道路软基的要求最为严格,当道路发生缩沉降和位移时,供水管体产生弯曲,致使管道变形,管壁容易破裂而漏电漏水。本文就以上问题谈谈市政道路软基处理方法和特点,并对这些方法效果进行评价。

1 城市道路软基处理的常用方法

目前,市政道路的软基处理基本上借用高速公路的软基处理方法,根据实际的情况,常用的软基处理方法主要有以下几种。

1.1 换填垫层法

换填垫层法就是将道路路基一定深度范围内的软弱土层采用机械或人工开挖的方式,将换填好的砂、土和石屑等材料,并经压实做成压缩性低、承载力高的垫层。换填方式可分为:爆破挤淤法、换填土及抛石挤淤法。

1.2 加载预压排水固结法

加载预压排水固结法是预先对地基加载,通过排水体排水,使地基土固结,以提高其承载力,并减少其工后沉降。以前排水体常采用袋装砂井,并在顶上铺上一层土工布加筋垫层,既可做为横向排水通道,又可均化不均匀沉降。袋装砂井的质量受施工质量影响较大,若袋中砂灌得不够密实时,放入孔中,砂遇水将下沉,导致砂井上部脱空,不能与砂垫层连通,以致水无法排出,因此袋装砂井逐渐被塑料排水带所代替。与袋装砂井相比,塑料排水带具有施打速度较快、效率高、施工机械轻便、对软基扰动较小、可工厂化生产、抗折能力较强、受施工影响小等优点。

1.3 粉煤灰碎石桩

粉煤灰碎石桩(CFG)法,是利用工业废料(粉煤灰)与碎石(或砂、石屑)掺入适量水泥形成的胶凝体。它具有一定的强度、良好的和易性、流动性及容易灌注等特点,粉煤灰碎石桩与周围土体形成低标号混凝土桩复合地基,可节省水泥及砂的用量。这样有利于混合料强度发挥、废物利用、减轻环境污染,避免了炭化作用。

1.4 深层搅拌法

深层搅拌法是用水泥或其他材料作为固化剂的主剂,通过深层搅拌机械将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应,形成具有一定强度的加固体。深层搅拌法分为喷浆搅拌法和喷粉搅拌法。此类地基应视为复合地基,桩同承担应力。目前常用于加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土,当处理泥炭土或地下水具有侵蚀性,宜通过试验确定其适用性。

1.5 强夯法

强夯是将重锤(10t以上)从高处(10 m以上)自由落下,反复多次夯击土体,迫使一定区域内的土压密,以提高地基土的承载力,减少沉降。一般适用于非饱和、粗颗粒含量较高的土质,对于饱和度较高的粘性土,一般来说处理效果不显著,尤其淤泥和淤泥质土地基,处理效果更差。

1.6 加筋法

在软土地基上沿水平方向铺设一层或多层的加筋材料,并与填料组成一定厚度的加筋垫层,可以提高地基的承载力,均化地基应力,减少地基的不均匀沉降。但当地基中具有较厚的软土,如果单纯用加筋垫层来处理,即使承载力满足要求,地基也会产生较大的不均匀沉降,难以从根本上解决问题。从减小沉降方面考虑,水泥深层搅拌桩不失为一种有效的处理方案,其形成的水泥土桩复合地基的基本工作性状是:桩和桩间土的变形协调,充分发挥桩间土的作用,可以提高地基的承载力,减小地基的沉降。当软基较厚,且对承载力和沉降要求较为严格的地基处理时,可以考虑综合加筋垫层和水泥深层搅拌桩的优点,用加筋垫层和水泥深层搅拌桩复合地基联合处理软基。在加筋垫层的作用下,充分发挥水泥土桩与桩间同作用的特性,提高地基的承载力,减小地基的沉降,形成地基的不均匀沉降。当加筋垫层采用新型高强土工格栅配合砂碎石时,其复合地基的整体强度大大提高,处理效果更为明显。

2 市政道路软基处理方法评价

换填垫层法是比较实用的软基处理方法之一,在地区市政道路工程中常用,但换填处理只能在土层较薄的情况下使用。土层较厚时,换填处理的施工量大,施工比较困难,施工成本也很高。强夯法一般不宜用于加固饱和软粘土,因为易形成“橡皮土”,压后地基承载力降低,强夯置换法虽有较多成功的实际实例,但至今尚未形成一套有效的设计方法,处理效果与置换所夯填的材料有关,对差异沉降的控制较差。堆载预压法排水固结时间相对较长,也只能适用于土不太厚的情况,如果工期不紧可单独使用,如果工期紧可以结合排水固结法一起使用。对正常压密的深厚软粘土而言,加载预压排水固结法是经济有效的软基处理方法,但用此方法处理后,由于软土厚度大,总沉降、工后沉降及差异沉降都较大,无法达到预期的目的。粉煤灰碎石桩适用于高饱和深厚软土、工期要求紧迫、路堤荷载较大且工后沉降控制较严的工程,能迅速增加地基承载力,减小沉降,但造价较高,一般用于处理桥头跳车或对地下管线沉降控制较严的路段,对有机质含量较多的淤泥应通过配合比试验确定是否可用。加筋法可以有效地减小路基的施工后沉降,防止地下管线的变形,且工程造价较低,是简单、经济、有效的均衡差异沉降的措施。

3 结语

寻找解决市政道路软基差异沉降问题的可靠、经济的方法,具有重大的社会和经济价值。目前我国对市政道路软基的处理方法基本上来自高速公路道路软基处理的方法,但不同的时面对的问题不一样,所选取的软基处理方式不一样。根据市政道路工程的要求,对处理方式进行选择和改进,来适用于城市路桥建设的要求,通过借鉴方法来达到市政道路建设的要求,提高城市路桥基地的质量,满足道路软基承载的多项功能。

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