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淺論市政道路路基加固措施
2013-01-24 來源:作者:顧志飛 來源:中國論文網
1、引言

  路基是按照路線位置和一定的技術要求修筑的帶狀構造物,是路面的基礎,承受由路面傳遞下來的行車荷載,它貫穿公路全線。在市政道路中,路基與立交橋橋身相連,構成城市道路的整體,是市政道路與城市地面接觸最基本的部分。

  2、市政道路路基加固具體措施

  在市政道路路基施工中,常用的路基加固方法有:填土層置換法、錘擊夯實法、排水固結法、擠密法和化學加固法。

  2.1填土層置換法

  填土層置換法是將路基下一定深度范圍內的軟土挖去,換成強度較大的沙礫土、灰土或素土,以及其他性能穩定無侵蝕性土,并壓實以提高承載力的方法,換填材料的不同,導致路基應力分布有所差異,但他們的極限承載力比較接近,而且沉降特點也基本相似。砂墊層厚度一般在0.6m—1m之間,太厚施工難,太保效果差,沙料以中砂為宜,要求級配良好,顆粒不均勻系數不大于5,含泥量不超過5%。

  2.2夯實法

  以最佳含水率,對路基分層壓實,以提高強度、降低壓縮性,是路基施工的基本要求。如果使用壓實功能較強的壓實方法,還能處理雜填土和表面的松散土。

  對于非粘性土及松散雜填土而言,振動壓實方法效果良好,振動壓實效果,隨土質和振動壓實時間不同而變化,一般而言,振動壓實時間越長,壓實效果越好,但時間過長就會無效,對于由礦渣、碎磚、為主的建筑垃圾,時間為1分鐘即可,含細顆粒的的填土,如細爐渣,振動時間為3—5分鐘為宜,有效深度為1.2m—1.5m。

  夯實法加固地基,可提高地基表層土的強度,對于濕陷性黃土,可以降低地表的濕陷性。對于雜填土而言,可以減少表層的不均一性。夯實法尤其適用于地下水位0.8m以下的軟弱的一般粘性土、沙土、濕陷性黃土、雜填土等。夯實法一般以鋼筋混凝土制成的重錘,在夯實過程中,土體因含有可壓縮性氣體而產生數厘米的沉降,土體產生液化,使土體結構破壞,強度降至最小,隨后在夯擊點周圍產生裂隙,成為加速孔隙水壓力消散的主要通道,繼而因粘性土的觸變性,使土體的強度得到恢復和增強。夯實法具有施工簡單、使用經濟、應用面廣、加固效果好等優點。

  2.3排水固結法

  飽和軟土在荷載作用下,排水固結后,抗剪強度可以得到顯著提高,達到加固的目的。排水固結法的實際效果和土層固結特性、厚度、預壓荷載和預壓時間有關,厚度小于5厘米的淺軟土層,或固結系數較大的土層,較短時間預壓即可。排水固結是運用堆載預壓,擠出水中過多的水分,達到擠緊路基土粒提高路基強度的目的。為了加速堆載預壓地基固結速度,常與砂井法同時使用,稱為砂井堆載預壓法。利用路基填土自重壓實路基,不需要另備預壓材料,所以砂井堆載預壓法在路基施工中是一種經濟有效的方法。

  砂井堆載預壓法需要進行路基固結計算,以確定加載和砂井布置的有關數據,一般情況下,加載量與設計荷載接近,與壓制80%固結度,在市政道路建設中,砂井直徑多為8—10厘米,間距約為8倍的直徑,砂井長度穿越地基可能的滑動面,井長如能穿越主要受壓層,對沉降有利,如果軟土層較淺,有透水性下臥層,則井長深入透水層,對排水固結更有利。為了加速排水,使固結時間更短,在設置豎井的同時,可加設井頂砂墊層,砂墊層厚度約0.5—1.0m。

  路基成孔后,在孔中灌入砂、石、土、灰土或石灰等材料,搗實而形成直徑較大的樁體,利用橫向擠緊作用,使地基土粒彼此靠近,孔隙減少,而且孔被填滿和壓緊,形成樁體,樁體具有較高的承載力,群樁的面積約占松散土加固面積的百分之二十,使得樁和原土組成復合地基,達到加固路基的目的。

  孔中灌砂,形成砂柱,它與上述砂井相比,形式相仿,但作用不同,砂井的作用是排水固結,井的直徑較小而且間距較大,砂樁的作用是將路基土擠緊,井的直徑較大而且間距較小。在市政道路建設中,砂井適用于軟土層,而砂樁適用于處理松沙、雜填土和黏力不大的普通粘性土,也可有效地防止沙土路基底層振動液化。飽和軟粘土的滲透性較小,靈敏度較大,夯擊過程中土內產生的超孔隙壓力不宜迅速擴散,砂樁的擠密效果較差甚至能破壞路基土的天然結構。

  孔中填石灰而形成灰樁,用以擠密軟土路基,是近年來應用較廣泛的新方法。石灰樁的主要作用是擠密,而生石灰的吸水、膨脹、發熱以及離子交換作用使樁體硬化,改善了原地基土的性質,此外還可以較小因周圍路基土的蠕變作用所引起的側向位移,從而達到加固路基的作用。石灰樁施工的基本要求:一是生石灰必須密封貯存,最好選用新鮮石灰;二是石灰塊必須粉碎至一定要求,砂樁和石灰樁的布置與尺寸需要通過設計計算而定。一般樁徑約二十厘米至三十厘米,樁間距約為樁徑的三點五倍,可在平面上按梅花形布置。樁的長度與加固路基土層的厚度及承載力有關。

  2.4化學加固法

  利用化學溶液或膠結劑,采用壓力灌注或攪拌混合等措施,使土顆粒膠結起來,達到對路基加固的目的,稱為化學加固法,又稱膠結法。此法加固效果取決于路基土的性質和所用化學劑,也與施工工藝有關。

  目前化學溶液主要有:一、以丙烯酸為主的漿液,常用的丙強是其中一種。加固效果較好,但因價格高昂未能得到廣泛采用。二、以水玻璃溶液為主的漿液,其配方較多,常用的是水玻璃漿液和CaCl2漿液配合使用,價格也較昂貴,因此使用也受到限制。三、以紙漿溶液為主的漿液,如重鉻酸木質素和木銨,加固效果好,但有毒性,易污染地下水。四、水泥漿液,是由高標號的硅酸鹽水泥,配以速凝劑而形成漿液。以上四種漿液,以水泥漿液使用較多。化學加固施工工藝有注漿法、噴漿法和攪拌法。

  3、結語

  市政道路工程中路基質量對城市道路的質量和營運具有非常重要的影響,路基質量差,將可能引起城市路面的沉降和破壞,甚至積水,增加養護費用,影響車輛舒適安全行駛,因此,對市政道路路基的設計必須加以重視,并確保路基施工的質量。
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