市政工程施工中软土地基施工技术的运用纪玉峰

市政工程施工中软土地基施工技术的运用纪玉峰

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摘要:市政工程对于城市发展有着非常重要的作用。这些年来,我国社会经济发展迅猛,人们对于市政工程的建设数量也有了更高的要求。软基处理技术在市政工程地基处理工作中有着极为广泛的应用,几乎决定了市政工程的整体质量。因此,施工企业一定要不断提高软土施工固体,并根据施工现场的具体情况设定科学、高效、可行的施工方案,促进市政工程整体质量的提高,为城市的发展进步注入源源不断的动力。

关键词:市政工程;软土地基;施工技术;运用

1市政工程中软土地基的概况

软土是一种天然含水量大、压缩性高、天然孔隙比大于等于1、抗剪强度的细粒土、包括淤泥、淤泥质黏土、泥炭、泥炭质土等。大多数软土成因为沉积相。由于软土具有孔隙比大、含水量高、强度低、变形量大、压缩性高、压缩稳定所需时间长、侧向变形大的特点,给工程带来诸多不利因素。作为市政工程施工的主要病害,软土地基在工程中常会遇到下列问题:

(1)软土地基承载能力达不到设计要求,在静载荷或动载荷的作用下,发生局部或整体破坏影响构筑物功能实现甚至带来巨大的安全隐患。(2)软土地基的沉降量超出设计范围,这将会将致市政工程使用功能无法充分发挥,在发生不均匀沉降情况下会使路面裂缝及地下管线断裂等情况产生。(3)由于软土地基含水量高,当地下水浮力超出地下建筑自身重量时会引起建筑物的结构破坏,这种情况在埋深较大的筏形基础和箱形基础上尤为明显。(4)由于软土地侧向变形大的特点,降水施工中如控制不合理,将导致土体出现侧移现象,进而影响到施工区域建筑物与地下管线的质量。

2软土地基的特性

2.1软土地基

软土地基一般是指土壤中天然含水量较高、压缩性较大、孔隙也较大,同时抗剪切强度较弱、承载能力较小的细粒土地基,在《软土地区工程地质勘察规范》中给出了软土地基的详细判断标准,软土地基主要为灰色、深色细粒状土,地基中天然含水量一般大于或者等于液限土质,天然孔隙比一般大于或等于1.0的土质。软土地基一般有五种类型,河滩沉积、滨海沉积、湖泊沉积、谷地沉积以及沼泽沉积。一般情况下,软土地基存在着以下共性:

2.1.1软土地基在外观颜色上一般以灰色、深色为主,颗粒成分多为细粒,同时有机质含量也较高。

2.1.2软土地基的天然含水量较之其他地基较高,因而容量较小。

2.1.3软土地基的粘粒组成比例较高,因此其塑性指数较高。

2.1.4软土地基的天然孔隙比较高,孔隙较大,一般情况下,软土地基的孔隙指数都大于1.0。

2.1.5软土地基的抗剪切强度比较低,含水量较大,因而压缩性能高。

2.1.6软土地基渗透系数非常小,因而固结时间较长,沉降较慢。

2.1.7软土地基的流变性能较好,灵敏度较高。

2.2软土地基处理基本原则

市政工程在软土地基上进行施工时通常要遵循以下基本原则:第一,增强地基的抗剪强度和抗压能力,以达到稳定地基的目的;第二,改善地基土质的动力性能,以防地基震裂或坍塌,稳定地基。第三,为降低地基沉降的速度,要降低土质的压缩性;第四,降低地基土质的渗透性,以避免水土流失。因此在市政工程施工过程中要考虑在原有地基的基础上将上覆较好的土层覆盖在软土上或淤泥上作为地基的持力层,若上覆的土层较薄,则施工过程中要尽量避免扰动淤泥或软土。当然均匀性或密实度较高的工业废料及建筑垃圾也可填充在软土中作为地基的持力层。但是需要注意的是有机质含量高或者具有较高腐蚀性的生活垃圾等不宜作为填充土,若只能使用这些填充土则要事先采取必要的处理措施,才可以用作地基的持力层。

3市政工程中软土地基的施工技术的运用

软土地基进行处理主要是想达到控制沉降、变形和增加强度、抗滑力的目的。根据加固原理常用的软土地基处理方法可分为:强夯法、灌入固化物法、排水固结法等方法。

3.1强夯法

本方法为选用重锤从相应高度下落对土层进行夯击,达到土质快速固结的方法,也叫动力固结法。其工作原理为:通过起吊机械,将重锤(10~40t)提升至(10~40m)高,然后让重锤自由下落,在夯击力与冲击波的影响下,对土层进行夯实作业,通常用来处理砂性土、非饱和黏性土及杂填土的软岩地基。在非饱和黏性土地基常用不间断夯击或分遍间歇夯击的方式施工。夯实次数、深度可以利用现场试验的方式进行确定。一般情况下,如夯实能量为100kN・m~200kN・m,夯实有效深度可控制在3~6m之间。

强夯法施工流程:施工场地清理与平整→场地高程测量及施工夯点位置标注→起重机就位放置夯锤于夯点→夯前锤顶高程测量→起吊夯锤→脱钩装置开启→吊钩放下→锤顶高程测量→完成夯点夯击作业。如在测量时发现坑底偏移现象,必须对坑底进行平整作业,避免夯锤施工误差的产生。

3.2粉喷桩法

粉喷桩法属于灌入固化物法的一种,往往应用于饱和软黏土加固施工中。其工作原理为:将加固料通过压缩空气送到软土中并与软土搅拌充分混合,通过固化剂与软土之间的相应反应,硬结软土,确保地基的整体性和强度。常用的固化剂主要材料为水泥、石灰等。

其施工流程:(1)桩机就位:测量粉喷桩位置,架设粉喷桩机械,确保其安装稳定性。通过技术手段矫正水平度和垂直度,确保桩机定位准确。(2)钻进:启动空压机,将双螺旋搅拌头钻进至桩底设计标高,钻头原地旋转,不能停钻。(3)加入固化剂并搅拌:钻机反向转动,启动送灰机后开始输送固化剂,当固化剂到达喷灰口时钻头开始提升。提升过程中,遵循相关规定,对调速电机进行调节。在提升作业时添加固化剂、搅拌工作同时进行以确保充分搅拌软土与固化材料充分混合。(4)复搅及复喷:钻机正转下钻复搅,反转提钻复喷,达到设计重复数次。(5)停机:钻头提升至桩顶标高下0.5m时,停止发送器孔内喷射粉料作业,原位搅拌2min,充分利用管内余灰喷搅,钻头提离地面0.2m。完成成桩作业。

为保证作业安全,本桩孔作业完毕后,应等待全部管道压力消除,钻机主电机停机后进行移位,在新桩孔位置重复以上流程,直至设计范围内地基处理完毕。

3.3排水固结法

排水固结法的原理是:在载荷的影响下,通过竖向和横向的排水通道,缓慢地将土体内孔隙水除去,降低土体孔隙比例,达到固结地基和提升地基强度的目的。本方法常用于饱和软弱土层地基处理中。排水固结法可以较好的解决沉降和稳定问题,所以应用比较广泛。但由于一般的泥炭土质软弱土层渗透性较低,排水效果不理想,不适用该技术。在选用排水固结法进行软土地基处理时,应先对其作业原理、应用环境进行分析。在施工中为提升土体固结的速度,可将排水设施增设到天然土层内,将排水长度大大降低,以达到快速固结、缩短工期的目的。以袋装砂井施工为例,其施工流程如下:场地清理及放样―砂井就位与压管―填砂袋―成井检查与补砂。

结语

随着社会的发展与进步,加快城市建设,为人们营造一个良好的城市生活、生产环境是当今市政部门的首要任务。市政工程建设部门担负着建设城市、美化城市环境的重任,如何采用科学合理的施工技术确保城市工程建设的顺利完工,工程项目投入使用后产生良好的社会效益是市政工程建设单位亟待研究的重要课题。

参考文献

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[2]杨勇.浅议公路施工中的软土地基处理技术[J].科技与企业,2012.

[3]张维耀,杨猛,薛国昌,冯丽生,杨晓丰.浅谈公路软基加固处理现状及方法选择[J].黑龙江交通科技.2012(02)

[4]黄志斌.关于市政道路施工质量控制的若干问题[J].山西建筑.2011(07)

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