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市政道桥工程中软土路基施工处理技术研究

康庄道
  
工程技术探索
2025年27期
浙江工程建设管理有限公司 浙江杭州 310000

摘 要:市政道桥工程中,软土路基因含水量高、压缩性大、抗剪强度低等特性,给施工带来诸多挑战。本文深入剖析了软土路基的特点及施工难点,详细阐述了排水固结技术、复合地基技术、加筋与加固技术等处理技术的要点,旨在为市政道桥工程中软土路基的施工处理提供理论依据和实践指导,提高工程质量,保障道路和桥梁的安全与稳定。

关键词:市政道桥工程;软土路基;施工处理技术

引言

市政道桥工程作为城市基础设施的重要组成部分,对于城市的交通运输、经济发展和居民生活起着至关重要的作用。软土路基是市政道桥工程中常见的一种地质条件,其特殊的物理力学性质给施工带来了极大的困难。如果处理不当,会导致路基沉降、开裂、失稳等问题,严重影响道桥的使用寿命和行车安全。因此,深入研究市政道桥工程中软土路基的施工处理技术具有重要的现实意义。

一、市政道桥工程中软土路基的特点

软土路基主要由淤泥、淤泥质土或高塑性土等构成,具有一系列独特的物理力学性质。首先,软土的天然含水量高,一般可达 40%-90% ,甚至更高。高含水量使得软土处于接近液限的状态,土粒间的孔隙被水充满,导致土的强度极低。其次,软土的孔隙比大,通常在1.0-2.0之间,这意味着土粒之间的结构松散,压缩性高。在荷载作用下,软土容易产生较大的压缩变形,且沉降过程缓慢,可能需要较长时间才能达到稳定状态。再者,软土的透水性差,其渗透系数一般在 10-6–10-8cm/s 之间,水分排出困难,固结过程缓慢,这进一步加剧了软土路基的沉降问题。此外,软土的抗剪强度低,其抗剪强度指标如黏聚力和内摩擦角都较小,在剪应力作用下容易发生剪切破坏,导致路基失稳。

二、市政道桥工程中软土路基施工难点

软土路基的高含水量是施工中的一大难点。大量的水分使得土壤的物理和力学性质变得复杂,增加了施工的难度。在进行路基填筑时,高含水量的软土难以压实,容易导致压实度不足,影响路基的承载能力。而且在后续的施工过程中,水分的存在还可能引发土体的膨胀和收缩,导致路基出现不均匀沉降。

软土路基的抗剪强度低,使得在施工过程中容易出现土体滑动和坍塌的现象。在进行基坑开挖、桥梁基础施工等作业时,由于土体的稳定性差,需要采取额外的支护措施来保证施工安全。这不仅增加了施工成本,还延长了施工周期。

软土地基的沉降和变形是一个长期的过程。在市政道桥工程施工完成后,软土路基可能会继续发生沉降和变形,这对道路和桥梁的结构安全构成威胁。为了控制软土路基的沉降和变形,需要在施工过程中采取有效的处理措施,并进行长期的监测和维护。

软土路基的地区差异性较大,不同地区的软土性质可能存在很大的差异。这就要求在施工前对软土路基进行详细的地质勘察,了解软土的具体性质和分布情况,以便选择合适的施工处理技术。然而,地质勘察工作往往受到各种条件的限制,可能无法获取全面准确的地质信息,这给施工处理技术的选择带来了一定的困难。

三、市政道桥工程中软土路基施工处理技术要点

(一)排水固结技术

排水固结技术作为处理市政道桥工程中软土路基的关键手段,其核心在于改善地基排水条件,加速固结进程。该技术依托排水系统与加压系统协同作用,排水系统由竖向排水体与地表砂垫层构成。竖向排水体形式多样,砂井作为传统方式,通过打设圆柱形砂桩,改变地基排水路径,促进孔隙水排出,其直径、间距依地基土性质与设计要求而定;袋装砂井将砂装入透水编织袋,形成高强度排水通道,直径较小,施工便捷且成本低;塑料排水板作为新型材料,由塑料芯板与滤膜组成,排水性能佳、强度高、耐久性好,在软土处理中应用广泛。地表砂垫层则起到水平排水作用,将竖向排水体排出的水进一步汇集排出。加压系统通过堆载预压、真空预压或真空-堆载联合预压等方式,对地基施加附加应力,加速孔隙水排出与地基固结。堆载预压在地面堆载土或重物;真空预压利用密封膜形成负压环境;联合预压结合两者优势。施工时,需严格把控质量,确保砂井垂直度、间距、深度达标,防止堵塞断裂;真空预压保证密封膜密封性,合理控制抽真空时间与压力,以此保障排水固结效果,提升软土地基承载力与稳定性。

(二)复合地基技术

复合地基技术是将天然地基和增强体共同组成复合地基,以提高地基的承载能力和减少地基沉降。

水泥搅拌桩法是复合地基技术的一种,它是通过深层搅拌机械将水泥浆或水泥粉与软土强制搅拌,使水泥与软土发生一系列的物理化学反应,形成水泥土桩体,与周围土体共同承担荷载。水泥搅拌桩法具有施工速度快、对周围环境影响小等优点,适用于处理各种软土地基。在水泥搅拌桩施工过程中,要控制好水泥的用量、搅拌的均匀性和桩体的垂直度,以保证桩体的质量。

碎石桩法是在软土路基中设置碎石桩,通过碎石桩的挤密作用和排水作用,提高土体的密实度和强度。碎石桩一般采用振动沉管法或冲击成孔法施工,碎石桩的直径和间距要根据软土的性质和设计要求确定。碎石桩法可以有效地提高地基的承载能力,减少地基沉降。在碎石桩施工完成后,要进行质量检测,确保桩体的质量符合设计要求。

CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)法是一种新型的复合地基处理方法,它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩,与桩间土、褥垫层一起形成复合地基。CFG桩法具有承载力提高幅度大、变形小等优点,适用于处理各类软土地基。在CFG桩施工过程中,要控制好桩的施工工艺和桩身质量,确保桩与桩间土共同作用,提高地基的承载能力。

(三)加筋与加固技术

加筋与加固技术作为提升工程结构稳定性与承载能力的重要手段,在建筑等领域应用广泛。加筋技术历史悠久,其应用可追溯至古代的草裹泥、石笼等防洪建筑技艺,如今现代加筋土结构以土工合成材料为核心,形成涵盖挡墙、边坡、路堤等多种形态的复合结构体系。2016年发布的《土工合成材料加筋土结构应用技术指南》系统规范了材料性能测试、筋土界面特性研究及设计施工标准,标志着我国加筋技术从经验传承转向系统化标准体系。该指南包含材料性能测试体系、结构计算方法、施工质量控制标准三大核心板块,附录还收录了数值模拟软件的工程应用范例并提供国内外规范对比分析,且在编写过程中获得王正宏、包承纲、李广信等教授指导。

加固技术则是通过增大构件截面或使用复合材料提升结构承载力,包含加大截面、粘贴钢板、碳纤维布补强等20余种方法。如角钢与钢板箍组合加固法,通过胶栓连接和高强无机粘结材料灌注,与原混凝土柱形成整体结构,新增截面提升承载力,并通过横向约束作用引发三轴应力状态实现承载力跃升。在建筑工程中,还可通过在悬挑部位增加钢筋或张拉预应力钢束,提高结构的承载能力和抗震性能。

结论

市政道桥工程里,软土路基施工处理复杂且关键。软土含水量高、压缩性大、抗剪强度低,致使施工面临沉降计算不准、方法选择不当、质量把控困难等难题。为提升道桥质量与安全性,需选用适宜技术。排水固结技术靠设置排水与加压系统,加速软土水分排出,增强地基强度与承载力;复合地基技术改良天然地基,让增强体与土体共担荷载,提升加固效果;加筋与加固技术借助设置材料或措施,提高地基强度与稳定性。工程中要综合考量多种因素选方法,严控质量,保障道桥安全稳定运行。

参考文献

[1]杨长文.市政道桥工程中软土路基施工处理技术研究 [J]. 汽车周刊,2024(11):0252-0254.

[2]冀俊林.市政道桥公用工程建设中的软土路基处理技术[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2023.

[3]刘星.市政道桥建设中的地基施工处理技术研究[J]. 中国高新科技,2023(18):64-65.

[4]张洋.道桥施工过程中软基加固技术的应用研究[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2023(5):4.

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