市政道路桥梁工程中路基处理与加固技术研究
严沁
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严沁,. 市政道路桥梁工程中路基处理与加固技术研究[J]. 交通技术研究,20249. DOI:10.12721/ccn.2024.157087.
摘要: 市政道路桥梁工程中,路基处理与加固技术对工程质量和使用寿命具有重要影响,通过分析路基处理的主要方法探讨加固技术的应用原理,研究新型材料在路基处理中的应用,可为提高市政道路桥梁工程质量提供参考,研究表明合理选择路基处理方法,优化加固技术参数,创新应用新材料,能有效提升路基稳定性和承载力,延长道路使用寿命,对推动市政工程建设具有重要意义。
关键词: 市政道路桥梁;路基处理;加固技术;新型材料
DOI:10.12721/ccn.2024.157087
基金资助:

引言:

随着城市化进程加快,市政道路桥梁工程建设规模不断扩大。路基作为道路桥梁的基础,其质量直接关系到工程整体性能,路基处理与加固技术是保障工程质量的关键环节,深入研究路基处理方法、加固技术及新材料应用,对提高市政道路桥梁工程质量、延长使用寿命具有重要意义,本研究通过分析路基处理与加固技术的应用现状,探讨技术创新方向,为市政道路桥梁工程建设提供参考。

一、路基处理的主要方法

(一)换填法

换填法是路基处理中常用的有效方法之一。该方法主要适用于软土地基或淤泥质土地基的处理,具体操作步骤包括:首先挖除原有不良土层,然后用性能较好的土料或其他材料进行回填,回填材料通常选用砂石、碎石或粒径较大的砾石等,这些材料具有较高的强度和稳定性,在回填过程中需要分层进行,每层厚度控制在20-30厘米并采用压路机进行碾压,以确保填料密实度达到设计要求。换填深度一般根据工程需求和地质条件确定,通常在1-3米之间,换填法的优点在于操作简单,效果显著,能够迅速提高路基承载力,然而该方法也存在一些局限性如工程量大,成本较高,且对周围环境可能造成一定影响,因此在实际应用中需要综合考虑工程规模、地质条件、经济因素等多方面因素,合理选择换填深度和材料以达到最佳处理效果。

(二)排水固结法

排水固结法是另一种广泛应用于软土地基处理的有效技术,该方法主要利用竖向排水体加速软土层的固结排水过程从而提高地基承载力,常用的排水体包括砂井、塑料排水板等。在实施过程中,首先需要在软土层中按照设计要求的间距和深度打设排水体,排水体的间距通常在1-2米之间,深度则根据软土层厚度确定,随后在地表铺设水平排水层,通常采用砂垫层或土工布,水平排水层与竖向排水体相连接,形成完整的排水系统,在排水固结过程中可以采用堆载预压或真空预压等方法加速固结。堆载预压是在地表堆置一定高度的填土,利用填土重量对地基施加压力;真空预压则是通过抽气设备在地基中形成负压,加速排水,排水固结法的优点在于能够有效提高软土地基强度,减少施工后沉降,且对环境影响较小,然而该方法固结时间较长,通常需要3-6个月,甚至更长时间,因此在工程实践中需要合理设计排水系统,优化固结参数以缩短处理周期,提高施工效率[1]

二、路基加固技术的应用原理

(一)水泥土搅拌桩加固技术

水泥土搅拌桩加固技术是一种广泛应用于软土地基处理的有效方法,该技术通过将水泥浆液与原位土体进行机械搅拌,形成具有一定强度的水泥土桩体从而提高地基承载力,具体实施过程包括以下步骤:根据设计要求确定搅拌桩的布置方式、桩径和桩长。常见的布置方式有方格式、三角形和梅花形等,随后利用专用搅拌设备将搅拌头插入预定深度,同时注入水泥浆液,在提升过程中搅拌头高速旋转,使水泥浆液与土体充分混合,搅拌完成后,桩体经过一定时间的养护即可形成具有较高强度的复合地基,水泥土搅拌桩的桩径通常在0.5-1米之间,桩长则根据软土层厚度确定。该技术的优点在于施工便捷,对周围环境影响小,且能有效提高地基承载力,然而搅拌桩的强度受原位土性质、水泥用量和搅拌均匀度等因素影响较大,因此在实际应用中需要通过现场试验确定最佳配合比和搅拌参数,以确保加固效果,还需注意控制搅拌桩的施工质量,包括桩位偏差、垂直度和桩径等以保证加固效果的均匀性和稳定性。

(二)高压旋喷注浆加固技术

高压旋喷注浆加固技术是一种利用高压水射流破碎土体并同时注入浆液的地基处理方法,该技术通过形成高强度的水泥土柱体来提高地基承载力和稳定性,具体实施过程如下:将带有喷嘴的钻杆插入预定深度,然后,通过高压泵将水泥浆液以20-40MPa的高压从喷嘴射出,钻杆以一定速度旋转和提升,使高压射流切割并搅拌周围土体,形成直径为1-2米的圆柱形固结体。高压旋喷桩的桩长可根据工程需求灵活调整,通常可达20米以上,该技术的优势在于适用性广,可在各种土层中应用,且具有较高的强度和防渗性能,特别是在处理砂卵石层或硬土层时,高压旋喷技术表现出明显优势,然而该技术也存在一些局限性如设备投入大,施工成本较高,且在某些土层中可能出现喷射半径不均匀的问题。为确保加固效果,需要重点关注以下几个方面:精确控制喷射压力、提升速度和旋转速度等参数,以确保桩体的均匀性和连续性,合理选择浆液配比,通常采用水泥浆或水泥-水玻璃双液浆以适应不同地质条件,做好施工过程中的质量控制,包括桩位复核、垂直度控制以及桩体强度检测等以保证加固效果满足设计要求[2]

三、新型材料在路基处理中的应用

(一)土工合成材料的应用

土工合成材料在路基处理中的应用日益广泛,主要包括土工格栅、土工布、土工膜等,这些材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀、施工便捷等优点,能够显著提高路基的稳定性和承载力,土工格栅是一种网状结构的高分子材料,主要用于加筋和分隔,在路基处理中土工格栅可以铺设在填料层间,通过与填料的摩擦和嵌固作用增加路基整体强度,减少变形。土工格栅还能够均匀分散荷载,防止不均匀沉降,土工布则主要用于分隔、过滤和排水,在软土路基处理中,土工布可以铺设在路基底部,防止细颗粒土上移,同时保证排水通畅,加速固结,土工膜主要用于防渗透,可以有效阻止地下水对路基的侵蚀,在实际应用中需要根据工程特点和地质条件,合理选择土工合成材料的类型和规格。例如在软土路基处理中,可以采用双向拉伸土工格栅,其拉伸强度通常在20-40kN/m之间,在选择土工布时需要考虑其透水性和孔隙大小以确保其能有效过滤细颗粒而不堵塞,土工合成材料的铺设方法也需要严格控制,包括搭接长度、张拉力度等以充分发挥其性能,还需注意土工合成材料与其他处理技术的结合应用,如与换填法、排水固结法等配合使用以达到更好的处理效果。

(二)泡沫混凝土的应用

泡沫混凝土是一种新型轻质材料,由水泥、水、发泡剂和少量添加剂组成,由于其密度低、强度适中、保温隔热性能好等特点,在路基处理中得到了广泛应用,泡沫混凝土的密度通常在300-1600kg/m³之间,可根据工程需求进行调整。在路基处理中泡沫混凝土主要用于填筑路堤、处理软土地基和回填路基等,作为路堤填料,泡沫混凝土能够有效减轻路基自重,降低对下伏软土层的压力从而减少沉降,在软土地基处理中泡沫混凝土可以作为轻质填料,替代传统的土石方填料,减少地基承载负荷,泡沫混凝土还可用于既有路基的加宽工程,由于其自重轻,可以有效减少新旧路基之间的差异沉降。在应用过程中需要重点关注以下几个方面:泡沫混凝土的配合比设计至关重要,需要根据工程要求确定适当的密度和强度,通常,用于路基处理的泡沫混凝土强度在0.5-2MPa之间,泡沫混凝土的浇筑工艺需要严格控制,包括搅拌时间、浇筑速度和振捣方式等以确保材料均匀性和密实度,养护是保证泡沫混凝土性能的关键环节,通常需要保持7天以上的湿润养护。还需注意泡沫混凝土与其他结构之间的结合问题如与管线、桥台等的连接处理,在实际应用中,泡沫混凝土还可以与其他新型材料或技术结合使用如与土工格栅配合,进一步提高路基的稳定性和承载力,随着技术的不断发展,泡沫混凝土在路基处理中的应用前景广阔,有望在降低工程成本、缩短施工周期、提高工程质量等方面发挥更大作用[3]。

结束语:

通过对市政道路桥梁工程中路基处理与加固技术的研究,可以得出以下结论:合理选择路基处理方法,优化加固技术参数,创新应用新型材料,能有效提升路基稳定性和承载力,未来研究方向应着重于新材料、新工艺的开发应用,以及处理加固技术的智能化、数字化发展,进一步提高市政道路桥梁工程质量,推动行业技术进步。

参考文献

[1]邓彪.市政道路桥梁工程中的桥梁基础处理与加固技术研究[J].建材发展导向,2024,22(14):85-87.

[2]刘建超.道路桥梁工程中路基路面的施工质量控制策略[J].交通世界,2018,(25):32-33.

[3]张帆.市政与公路不同计价模式下道路桥梁工程造价对比分析[D].华南理工大学,2012.