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混凝土搅拌桩在市政道路设计软土地基中的应用

陆纯

同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司,江苏泰兴,200093

摘要: 随着城市建设的不断发展,市政道路的建设也日益受到重视。然而,在软土地基区域进行市政道路设计时,土壤的弱固结性和地基沉降问题成为了制约因素。混凝土搅拌桩作为一种有效的地基处理技术,在解决软土地基问题上具有重要的应用价值。本文通过对混凝土搅拌桩在软土地基中的应用进行综述和分析,探讨了其在市政道路设计中的优势和适用性。研究表明,混凝土搅拌桩可以有效提高软土地基的承载力和稳定性,减小地基沉降,提高道路的使用性能和安全性,因此在市政道路设计中具有广阔的应用前景。
关键词: 混凝土搅拌桩;软土地基;市政道路设计;地基处理
DOI:10.12721/ccn.2024.157236
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引言

市政道路是城市交通运输的重要组成部分,对城市的发展和社会经济的繁荣起着至关重要的作用。然而,在城市建设中,往往会遇到软土地基条件下市政道路设计难题。软土地基的特点是承载力低、沉降大,容易引起路面破坏和安全隐患,严重影响道路的使用功能和寿命。因此,如何有效地处理软土地基成为了市政道路设计中亟待解决的问题之一。

一、混凝土搅拌桩的原理与分类

混凝土搅拌桩是将水泥、砂浆、碎石等原料按一定比例混合后,通过机械搅拌设备在地基中搅拌形成的一种地基处理技术。根据搅拌桩的形式和特点,可以将其分为以下几类:

(1)立式搅拌桩:混凝土搅拌桩是一种地基处理技术,其原理是通过机械搅拌将水泥、砂浆、碎石等材料混合注入到地基中,形成坚实的桩体。立式搅拌桩是其中一种常见类型,其特点是在地基中垂直向下搅拌形成。这种类型的搅拌桩主要用于提高地基的承载力和稳定性。在施工过程中,机械搅拌设备通过旋转和下压的动作,将混合物与土壤充分混合并形成桩体,从而加固了地基。立式搅拌桩的优点包括施工简便、成本较低,适用于各种软土地基条件下的工程。因此,在地基处理中,立式搅拌桩具有重要的应用价值,可有效提高地基的承载能力和稳定性,确保工程的安全性和可靠性。

(2)横向搅拌桩:横向搅拌桩是一种地基处理技术,其特点是在地基中水平搅拌形成。这种类型的搅拌桩主要适用于处理软弱地基和改善地基的排水性能。在施工过程中,机械搅拌设备沿着水平方向移动,将混合物注入到地基中,并同时进行搅拌作业。这样可以有效地改善软弱地基的强度和稳定性,减少地基的沉降风险。同时,横向搅拌桩还能改善地基的排水性能,促进地下水的排泄,降低地基受水分影响的程度。因此,横向搅拌桩在处理软土地基、改善地基工程质量方面具有重要的应用价值。

(3)斜向搅拌桩:斜向搅拌桩是一种地基处理技术,其特点是以一定倾角向下搅拌形成。这种类型的搅拌桩主要用于提高地基的抗倾斜能力和抗滑移性能。在施工过程中,机械搅拌设备以倾斜的角度向下进行搅拌作业,将混合物注入到地基中,并形成斜向的桩体结构。这样的斜向桩体可以有效地增加地基的稳定性,提高了地基的抗倾斜和抗滑移能力。同时,斜向搅拌桩还能增加地基与周围土体的摩擦力,防止地基的滑移和变形。因此,斜向搅拌桩在处理地基倾斜和滑移问题、提高地基稳定性方面具有重要的应用价值。这种技术不仅适用于软土地基条件下的工程,还可以在需要增加地基抗倾斜能力的其他工程中得到广泛应用。

二、混凝土搅拌桩在软土地基中的应用

2.1 提高地基承载力

混凝土搅拌桩在软土地基中的应用是一种有效的地基处理技术,其主要目的是提高地基的承载力。软土地基因其低强度和高压缩性而常常无法满足市政道路的要求。混凝土搅拌桩通过机械搅拌将水泥、砂浆和碎石等材料混合注入到地基中,形成坚实的桩体结构。这种桩体可以有效地增加地基的整体刚度和承载能力。

搅拌桩混凝土的硬化过程中,形成的桩体与周围土壤形成了良好的结合,增加了地基的稳定性。桩体的存在有效地分担了地面荷载,降低了软土地基的沉降风险。此外,搅拌桩的施工还有利于改善地基的密实度和排水性能,进一步提高了地基的承载能力。

在软土地基中,混凝土搅拌桩的应用还能有效地减少地基的沉降[1]。桩体的坚固性可以减缓地基的沉降速度,延长道路的使用寿命。通过提高地基的承载能力和稳定性,混凝土搅拌桩不仅能够解决软土地基的承载问题,还能够提高道路的使用安全性和可靠性。

总之,混凝土搅拌桩在软土地基中的应用具有重要的意义。它能够有效地提高地基的承载力,减小地基的沉降,从而保障市政道路的安全运行。随着该技术的不断完善和推广,相信在未来市政道路设计与建设中,混凝土搅拌桩将发挥更为重要的作用,为城市交通建设提供可靠的技术支持。

2.2 减小地基沉降

在市政道路设计和建设中,软土地基的沉降问题一直是一项重要的挑战[2]。混凝土搅拌桩的应用在这方面具有显著的效果,能够有效地减小地基的沉降。

首先,混凝土搅拌桩形成的坚实桩体能够提升地基的稳定性和抗沉降能力。通过机械搅拌将水泥、砂浆、碎石等材料混合注入地基,形成的桩体与周围土壤结合紧密,增加了地基的整体刚度,从而减缓了地基的沉降速度。

其次,搅拌桩的施工过程还有利于改善地基的排水性能。搅拌桩混凝土的硬化过程中,形成的桩体能够促进地下水的排泄,减少了地下水对地基的影响,进一步降低了地基的沉降风险。

另外,混凝土搅拌桩的应用还可以防止地基沉降引起的地表沉降,从而保护了道路的使用安全性和持久性。通过减小地基的沉降,道路的平整度得到了保障,避免了因地基沉降引起的路面裂缝和变形,延长了道路的使用寿命。

综上所述,混凝土搅拌桩在减小软土地基沉降方面发挥着重要作用。其有效的地基处理效果能够提高地基的稳定性和承载能力,减缓地基的沉降速度,从而保障了市政道路的安全运行。因此,在市政道路设计和建设中,混凝土搅拌桩的应用具有广阔的前景和重要的意义。

2.3 改善路基工程质量

市政道路设计中,路基工程质量直接关系到道路的使用性能和安全性。软土地基的不稳定性和易于沉降的特点,常常会导致道路路基的不均匀沉降,从而引发路面的裂缝、变形等问题,严重影响了道路的舒适性和使用寿命。

混凝土搅拌桩在软土地基中的应用,为改善路基工程质量提供了有效的解决方案。通过搅拌桩混凝土的硬化形成坚固的桩体,增加了路基的整体承载能力和稳定性。这些搅拌桩作为地基的支撑结构,有效地分担了地面荷载,降低了软土地基的沉降风险,从而保障了道路的使用安全性。

另外,混凝土搅拌桩的应用还能有效减少路面的变形和裂缝。桩体的形成增加了路基的刚度和强度,降低了路面受到的变形影响。这不仅提高了道路的平整度和舒适性,也延长了路面的使用寿命,减少了后续的维修和修复成本。

因此,通过在软土地基中应用混凝土搅拌桩,能够有效地改善路基工程质量,保障道路的使用性能和安全性。这种地基处理技术不仅具有实际应用的可行性,也有着广阔的推广和发展空间,为市政道路设计和建设提供了重要的技术支持。

四、结论

混凝土搅拌桩作为一种地基处理技术,在市政道路设计软土地基中具有重要的应用价值。通过提高地基承载力、减小地基沉降、改善路基工程质量等方面的作用,混凝土搅拌桩可以有效解决软土地基问题,提高道路的使用性能和安全性。然而,目前混凝土搅拌桩在软土地基中的应用还存在一些问题和局限性,例如施工技术要求较高、成本较高等,需要进一步开展研究和探索。因此,未来在市政道路设计软土地基中混凝土搅拌桩的应用仍有待进一步完善和推广。

参考文献

[1]史越.混凝土搅拌桩在市政道路设计软土地基中的应用[J].交通科技与管理,2023,5(03);72-74.

[2]魏祥.预制H型混凝土板桩在软土地区深大基坑中的应用[J].山西建筑,2023,50(03):1-4.

[3]作者简介:陆纯,女,汉族,江苏省泰兴市,1988.09.19,工程师,硕士研究生,研究方向:市政道路设计。