市政道路軟弱地基的處理策略解析

栗 斌

(太原市市政工程總公司，山西 太原 030002)

?

市政道路軟弱地基的處理策略解析

栗 斌

(太原市市政工程總公司，山西 太原 030002)

從換填法、強(qiáng)夯法、排水固結(jié)法、振沖碎石樁、加筋土工布五方面，介紹了市政道路軟弱地基的常用處理方法，分析了各方法的施工技術(shù)要點(diǎn)，有利于避免市政道路病害的發(fā)生。

市政道路，軟基處理，強(qiáng)夯法，換填土法，振沖碎石樁

0 引言

眾所周知，市政項(xiàng)目是關(guān)系社會穩(wěn)定，影響社會發(fā)展的重要因素，保證市政工程的安全性與其質(zhì)量是非常重要的，若是市政項(xiàng)目出現(xiàn)問題，不僅會造成施工質(zhì)量大打折扣，其正常使用也會受到嚴(yán)重影響，甚至?xí)斐砂踩鹿?。市政道路是必不可少的市政?xiàng)目之一，對市政道路質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的管理是非常有必要的?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)作為市政道路項(xiàng)目的核心，有序開展地基處理工作是非常有必要的，特別是需要對軟弱地基進(jìn)行處理，以使軟土地基問題得以優(yōu)化，市政道路項(xiàng)目的作業(yè)施工獲得有效的保證，更好的提升市政道路穩(wěn)定程度，下面就幾種常見的地基處理手段進(jìn)行探究。

1 換填土法

淺層地基一般可以通過換土加固方法來實(shí)施。換填土法即在地基持力層出現(xiàn)變形情況同時承載能力達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定時、軟弱土層的厚度相對較小，則可以先將弱土層去除，之后把強(qiáng)度達(dá)標(biāo)的粉煤灰、素土以及碎石等材料換填到此處，也可以使用其他沒有侵蝕性能并且性能穩(wěn)定性更好的材料。之后需要對土層進(jìn)行壓實(shí)或者振實(shí)處理，一直到土層達(dá)到預(yù)定的密實(shí)度為止。換填土法主要的應(yīng)用對象是公路等方面的地基處理。在進(jìn)行墊層壓實(shí)或者振實(shí)作業(yè)時，可選擇平板振動法、機(jī)械碾壓或者是重錘夯實(shí)，這些施工技術(shù)除了可以用以分層回填土技術(shù)，同時也可以投入到地基表層土加固中。

換填土法的工作原理為：由于土中附加應(yīng)力存在一定的分布規(guī)律，其中上部的應(yīng)力相對較大，一般可以作用于墊層結(jié)構(gòu)，軟弱層則需要承擔(dān)較小的應(yīng)力，從而達(dá)到設(shè)計(jì)對地基的需求。該軟土地基處理方法可以應(yīng)用在雜填土、淤泥以及淤泥質(zhì)土等地基中，也可以投入到暗塘或者是暗溝等環(huán)境。在使用換填土法時應(yīng)當(dāng)注意以下情況：防止換土后的地基質(zhì)量不符合規(guī)定要求：土料含水量過高、換土用的土料中雜物過多、存在橡皮土、機(jī)械設(shè)備使用不當(dāng)?shù)鹊取?/p>

2 強(qiáng)夯法加固方法的應(yīng)用

強(qiáng)夯加固方法一般也可以叫做動力加固法，是一項(xiàng)非常重要的地基加固方式。該方法不僅成本造價低、可保證地基的密實(shí)效果，同時使用范圍廣，可以投入到多種不同的地基形式之中。當(dāng)前強(qiáng)夯法加固方法在我國主要應(yīng)用在工期較短的項(xiàng)目中，也可以投入到地基軟土層相對較薄以及面積相對較大的市政道路路面中。

某大型市政道路項(xiàng)目中的部分路段屬于低洼地勢，并且填土大多是粉土以及粉質(zhì)黏土，路基填土高度應(yīng)當(dāng)達(dá)到6 m～8 m。因?yàn)槭┕すて诙?，若通過分層填筑分層碾壓手段則很難保證工期，所以決定選擇強(qiáng)夯法來對高填方路基施加處理。

2.1 準(zhǔn)備工作

首先需做好基底處理工作。需要先把坑塘低洼中的水利用抽水設(shè)備抽出，并將建筑渣土回填到此處，以作為強(qiáng)夯基底而存在。為了保證質(zhì)量，渣土填筑厚度應(yīng)當(dāng)達(dá)到80 mm～100 mm，并通過推土機(jī)設(shè)備將渣土推平預(yù)壓；其次需要堆填土方。通過重型自卸設(shè)備運(yùn)輸土方，并通過推土設(shè)備將土方推平預(yù)壓，要求堆填高度達(dá)到路基設(shè)計(jì)高度，從而使路基兩側(cè)可以達(dá)到夯擊作用，另外寬度需要使用超寬堆填方式，要求各側(cè)超出設(shè)計(jì)寬度約為一個夯錘直徑。

2.2 強(qiáng)夯施工

在本次施工中，通過履帶式強(qiáng)夯吊機(jī)開展施工作業(yè)，該設(shè)備的起吊高度可以達(dá)到20 m，起吊能力能夠達(dá)到50 t,并且自帶有自動脫鉤設(shè)備。該強(qiáng)夯吊機(jī)的主夯錘重達(dá)到了17.8 t左右，高度為1.6 m，底面積達(dá)到了3.80 m2，直徑則為2.2 m，滿夯錘重是10 t，并且直徑與底面積以及主夯錘相一致。在對各個強(qiáng)夯夯點(diǎn)展開布置時，根據(jù)實(shí)際情況選擇了梅花形，具體可見圖1。其中主副夯點(diǎn)間距達(dá)到了5 m。在施工中需要先開展主夯的作用，在進(jìn)行最后兩擊時，需要確保平均夯沉量不超過50 mm。在結(jié)束主夯施工之后，需要于主夯點(diǎn)中間位置開展副夯作業(yè)，施工規(guī)定與主夯一致。為了保證質(zhì)量需將夯擊遍數(shù)確定為三遍：在進(jìn)行首次夯擊時，需要進(jìn)行主夯,并將夯點(diǎn)間距控制在5 m，要求夯擊能可以達(dá)到3 000 kN·m；在進(jìn)行第二遍夯擊作業(yè)時，要求在主夯點(diǎn)中間開展，確保夯擊能可以達(dá)到3 000 kN·m；在開展最后一遍夯擊作業(yè)時，應(yīng)當(dāng)做到滿夯,要求夯點(diǎn)搭接能夠達(dá)到1/3，并將夯擊能調(diào)整到1 000 kN·m。

2.3 試夯試驗(yàn)結(jié)論

在進(jìn)行強(qiáng)夯作業(yè)前，應(yīng)當(dāng)開展試夯作業(yè)，從而找準(zhǔn)作業(yè)時具體夯擊次數(shù)、所需填料量以及夯間距等，并對每擊下所出現(xiàn)的夯沉量與其地面變形情況進(jìn)行記錄，一直到進(jìn)行最后兩擊后所發(fā)生的平均夯沉量在50 mm之內(nèi)，并且夯坑周圍土體沒有出現(xiàn)較大的隆起為止，之后需要將此時的夯擊次數(shù)確定為本次施工作業(yè)的夯擊次數(shù)。圖2指的是每擊夯沉量以及夯擊次數(shù)之間的關(guān)系曲線，圖3所示的是累計(jì)夯沉量與夯擊次數(shù)之間的關(guān)系曲線。通過圖2以及圖3能夠得知，在夯擊次數(shù)增加的同時每擊夯沉量會出現(xiàn)下降情況，在持續(xù)到第七次以及第八次時每擊夯沉量達(dá)到了5 cm左右；另外在夯擊能增大的情況下，累計(jì)夯沉量也會逐漸變大，同時逐步趨于穩(wěn)定,所以施工夯擊次數(shù)應(yīng)當(dāng)確定為8次,并且夯擊能應(yīng)當(dāng)控制在3 000 kN·m。

2.4 夯后路床處理

在結(jié)束強(qiáng)夯作業(yè)之后，路基頂面會發(fā)生下沉情況，并且下沉區(qū)域會涉及到路床，所以為了使路床結(jié)構(gòu)的平整程度、強(qiáng)度以及設(shè)計(jì)標(biāo)高均符合規(guī)定，需要通過5%～7%之間的低劑量灰土來開展分層填筑以及分層碾壓施工。

3 排水固結(jié)法

對于飽和粘土以及有機(jī)質(zhì)粘土類型的地基可以通過排水固結(jié)法加以處理，這可以使軟土地基在短時間內(nèi)固結(jié)，地基孔隙水所具有的排水距離大大縮短，并使地基原有排水邊界條件得到優(yōu)化。但是對于軟土層較薄同時比較靠近地表或者是土具有非常好的滲透性，只能夠把砂墊層鋪設(shè)于地面同時去除豎向排水體。通常來說，水平砂墊層厚度應(yīng)當(dāng)保持在50 cm左右，需要選擇粗砂或者是中砂材料。水平砂墊層應(yīng)當(dāng)寬出路基兩邊均為1 m，從而使排水更加的通暢。對于豎向排水則應(yīng)當(dāng)選擇塑料排水板或也可以考慮應(yīng)用袋裝砂井結(jié)構(gòu)。水平砂墊層應(yīng)當(dāng)和豎向排水結(jié)構(gòu)連通，并在施工作業(yè)之前鋪設(shè)1層30 cm左右厚的砂墊層，同時設(shè)置3%～4%橫坡，在結(jié)束上述工序之后才可以進(jìn)行豎向排水體的作業(yè)施工。這除了可以起到排水固結(jié)的作用之外，也具有擠密地基的效果。其中使用的塑料排水板的成本比袋裝砂井相對較低，并且可保證工作效果，土層不會受到過大的不良擾動，然而在使用此手段時填土速率會受到限制，并且高等級道路應(yīng)當(dāng)通過臨時路面來加以過渡，直到其沉降穩(wěn)定后才可以做永久路面。

4 振沖碎石樁技術(shù)

松散砂土地基可以通過振沖擠密法進(jìn)行加固。振沖地基也就是通過振沖器在地基中沖成孔，然后將砂石填料等填入到其中，通過振沖器的水平振動與其垂直振動作用，來使填料得到振密處理，從而形成碎石樁體并和原地基共同形成復(fù)合地基，使地基的承載能力大大增強(qiáng)，并使土體中產(chǎn)生排水降壓通道，另外可能會出現(xiàn)液化的砂土也會受到預(yù)振效應(yīng)，降低其發(fā)生液化的幾率。碎石樁樁體屬于散粒體的粗顆粒料，其中蘊(yùn)含質(zhì)量較佳的排水通道，可以使地基土得到更好的排水固結(jié)處理。

5 加筋土工布

該層材料通常需要設(shè)在路堤底部，從而使地基在受到上部荷載作用后產(chǎn)生的應(yīng)力分布情況得到調(diào)整。利用加筋土工布具有的縱橫向抗拉力來使地基具有更強(qiáng)的抗滑穩(wěn)定性以及局部抗剪強(qiáng)度，從而使地基具有的側(cè)向擠出量得以降低。該類材料可以應(yīng)用在橋頭填土、路基高填土以及填挖結(jié)合處的軟土地帶。另外加筋土工布的強(qiáng)度和規(guī)定要求相一致，同時斷裂時會發(fā)生應(yīng)變，同時填料需要使用砂礫以及土石混合料。

6 結(jié)語

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，城市化進(jìn)程的逐步增快，市政道路項(xiàng)目的數(shù)量也在持續(xù)的增多。在進(jìn)行市政道路施工時，往往會由于不同因素的影響，而造成地基發(fā)生不均衡問題，為了使這種狀況得以優(yōu)化，保證地基的穩(wěn)固程度，需要著重處理好軟土地基。施工方需要科學(xué)的使用地基處理手段，同時在開展地基處理過程中，根據(jù)施工項(xiàng)目的具體情況，做好具體問題具體分析，以使軟土地基處理手段更符合市政道路項(xiàng)目的需求，從而使地基的密實(shí)程度達(dá)到最佳，市政道路的質(zhì)量獲得保障。

[1] 王軍平,孫維民.馬跑泉市政道路工程軟弱地基處理與沉降變形分析[J].甘肅科技,2012(9):79，120-121.

[2] 邵孫華,朱 浩.城市道路路基軟地基處理過程中的市政工程技術(shù)分析[J].城市道橋與防洪,2012(6):238-239.

[3] 唐 鵬.道路橋梁施工中對于軟弱地基的處理措施[J].城市建筑,2014(2):300.

[4] 管西順,郝同偉.市政路橋工程施工中軟弱地基處理措施研究論述[J].綠色環(huán)保建材,2016(11):80.

[5] 段天華.以洞代橋在市政道路軟弱地基中的應(yīng)用[J].路基工程,2007(2):124-125.

[6] 鄭勇華.沿海地區(qū)城市道路軟弱地基的處理[J].福建建材,2007(4):49-51.

Interpretation on soft foundation processing strategies of municipal road

Li Bin

(Taiyuan Municipal Engineering Corporation, Taiyuan 030002, China)

Starting from aspects of replacing backfilling method, dynamic compaction method, drainage consolidation method, vibro-replacement stone pile and steel reinforced geotextile, the paper introduces common soft foundation processing methods of municipal road, and analyzes their construction technology points, which will be good for avoiding municipal road diseases.

municipal road, soft foundation treatment, dynamic compaction method, soil replacing backfilling method, vibro-replacement stone pile

1009-6825(2017)12-0072-03

2017-02-14

栗 斌(1981- )，男，工程師

U416.1

A