段龍靈 歐陽露
(宜春市公路管理局直屬分局,江西 宜春 336000)
一、軟土地基對(duì)公路的危害。軟土路基危害主要體現(xiàn)在下兩個(gè)方面:(1)強(qiáng)度及穩(wěn)定問題。當(dāng)軟土路基的抗剪強(qiáng)度不足以承受路堤及路面外荷載時(shí),軟土路基會(huì)產(chǎn)生局部或整體剪切破壞,造成路堤塌方、失穩(wěn)及橋臺(tái)破壞。(2)沉降變形問題。當(dāng)軟土路基在上部荷載及外部荷載作用下產(chǎn)生過大的沉降變形時(shí),會(huì)影響道路正常使用。特別是產(chǎn)生過大的不均勻沉降時(shí),會(huì)造成路面開裂破壞,結(jié)構(gòu)物與路堤銜接處差異沉降,引起橋頭跳車,涵身、通道凹陷,沉降縫拉寬而漏水;路面橫坡變緩、積水,從而引起路面損壞等。
二、軟土地基表層施工處理。表層處理通常用于地表面極軟弱的情況。該法是通過排水、鋪設(shè)或增添材料等辦法,提高地表強(qiáng)度,防止地基局部剪切變形,保證施工機(jī)械作業(yè);同時(shí)盡可能把填土荷載均勻地分布于地基上。屬于這類處理方法的有:表層排水法、砂墊層法、鋪設(shè)材料法、添加劑法等。
(一)表層排水法。對(duì)土質(zhì)較好因含水量過大而導(dǎo)致的軟土地基,在填土之前,地表面開挖溝槽,排除地表水,同時(shí)降低地基表層部分的含水率,以保障施工機(jī)械通行。為了發(fā)揮開挖出的溝槽在施工中達(dá)到盲溝的效果,應(yīng)回填透水性好的砂礫或碎石。
溝槽布置要考慮利用地形自然坡度排水;填土沉降要注意坡度的變化;不使來自四周挖方部位的地表水、滲透水浸入填土;溝槽的間隔要盡可能加密,以增大排水能力,即使有部分溝槽被切斷也不會(huì)防害整體排水。
溝槽的構(gòu)造溝槽尺寸一般取寬0.5m,深0.5~1.0m。填土之前在溝槽內(nèi)用透水良好的砂(砂礫)回填成為盲溝??v向盲溝一般沿道路縱向或中央縱向開挖,橫向盲溝一般間距10~15m布置。溝槽內(nèi)埋設(shè)多孔排水管時(shí),必須用優(yōu)質(zhì)反濾層加以保護(hù)。
(二)砂墊層法。對(duì)于地基上部軟土層極薄且含水量大時(shí),在軟土地基上敷墊厚0.5~1.2m左右的砂墊層。這樣可達(dá)到固結(jié)軟土層,使砂墊層起到上部排水層的作用;同時(shí),砂墊層又成為填土內(nèi)的地下排水層,以降低填土內(nèi)的水位;在進(jìn)行填土及地基處理施工時(shí),為施工機(jī)械提供良好的通行條件。
砂墊層施工時(shí)應(yīng)設(shè)放樣板。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)一般采用自卸汽車與推土機(jī)聯(lián)合操作。要盡量做到均勻一致。用透水性差的粉土作填料時(shí),其坡腳附近的砂墊層一旦被土覆蓋,就有可能妨礙側(cè)向排水,因此對(duì)砂墊層的端部要妥善處理。
(三)敷墊材料法。對(duì)于地基土層不均勻,可能發(fā)生局部不均勻沉降和側(cè)向變位,可利用所鋪墊材料的抗剪和拉抗力,來增強(qiáng)施工機(jī)械的通行,均勻地支承填土荷載、減少地基局部沉降和側(cè)向變位,以提高地基的支承能力。鋪墊材料主要有化纖無紡布、土工布、玻璃纖維格柵等被廣為采用。
(四)添加劑法。對(duì)于表層為粘性土?xí)r,在表層粘性土內(nèi)滲入添加劑,改善地基的壓縮性能和強(qiáng)度特性,以保施工機(jī)械的行駛。同時(shí)也可達(dá)到提高填土穩(wěn)定及固結(jié)的效果。添加材料通常使用的是生石灰,熟石灰和水泥。石灰類添加材料通過現(xiàn)場(chǎng)拌和或廠拌,除了降低土壤含水量、產(chǎn)生團(tuán)粒效果外,對(duì)被固結(jié)的土隨著時(shí)間的推移會(huì)發(fā)生化學(xué)性固結(jié),使粘土成分發(fā)生質(zhì)的變化,從而促進(jìn)土體穩(wěn)定。
三、粉噴樁加固施工
(一)施工設(shè)計(jì)。粉噴樁施工前應(yīng)準(zhǔn)備下列施工技術(shù)資料:施工場(chǎng)地的工程地質(zhì)報(bào)告,土工試驗(yàn)報(bào)告,室內(nèi)配比試驗(yàn)報(bào)告,粉噴樁設(shè)計(jì)樁位圖,原地面高程數(shù)據(jù)表,加固深度與?;颐娓叱桃约皽y(cè)量資料等。
場(chǎng)地平整、清除障礙。如場(chǎng)地低洼,應(yīng)回填粘性土;施工場(chǎng)地不能滿足機(jī)械行走要求時(shí),應(yīng)鋪設(shè)砂土或碎石墊層。若地表過軟,則應(yīng)采取防止機(jī)械失穩(wěn)措施。施工機(jī)具準(zhǔn)備,進(jìn)行機(jī)械組裝和試運(yùn)轉(zhuǎn)。粉噴樁的施工工藝根據(jù)設(shè)計(jì)要求的配比和實(shí)測(cè)的各項(xiàng)施工參數(shù)通過試樁來確定。試樁一般為5根,通過試樁來確定鉆進(jìn)速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時(shí)間噴粉量等。粉噴樁所用的水泥應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,并有產(chǎn)品合格證,并經(jīng)室內(nèi)檢驗(yàn)合格才能使用,嚴(yán)禁使用受潮、結(jié)塊變質(zhì)的加固料。
(二)施工注意事項(xiàng)
1 控制鉆機(jī)下鉆深度、噴粉高程及?;颐?,確保粉噴樁長(zhǎng)度。2嚴(yán)禁沒有粉體計(jì)量裝置的噴粉機(jī)投入使用。3定時(shí)檢查粉噴樁的成樁直徑及攪拌均勻程度。對(duì)使用的鉆頭定期復(fù)核檢查,其直徑磨耗量不得大于2cm。當(dāng)鉆頭提升至地面以下0.5m時(shí),噴粉機(jī)應(yīng)停止噴粉。4當(dāng)噴粉成樁過程中遇有故障而停止噴粉,在第二次噴粉接樁時(shí),其噴粉重疊長(zhǎng)度不得小于1m。粉噴樁施工時(shí),泵送水泥必須連續(xù),固化材料的用量以及泵送固化材料的時(shí)間應(yīng)有專人記錄,其用量誤差不得大于±1%。
四、豎向排水固結(jié)法施工。在粘性土地基中設(shè)置垂直的排水柱,以縮短排水距離,促進(jìn)地基排水固結(jié),增加抗剪強(qiáng)度。由于垂直排水柱所用材料不同,分為砂井和紙板排水兩種。砂井排水法根據(jù)砂井的施工方法不同,可分為打入式、振動(dòng)式、螺旋鉆式、水射式及袋裝式等。本法很少單獨(dú)使用,多與加載法或緩速填土法并用,對(duì)層厚大,均質(zhì)的粘土地質(zhì)最為有效;對(duì)泥炭質(zhì)地基效果稍差。
(一)施工設(shè)計(jì)。地基處理范圍,為了穩(wěn)定,以填土坡面下為處理對(duì)象;為防止沉降,主要以路基頂面寬度下作為處理對(duì)象。設(shè)計(jì)排水砂井時(shí),首先假定施工方法、砂井直徑、排水距離和改良范圍。然后進(jìn)行穩(wěn)定及沉降計(jì)算,若不能滿足時(shí),修正假定數(shù)據(jù),再進(jìn)行計(jì)算。注意事項(xiàng):查看是否有砂層存在;防止擾動(dòng)四周土壤,避免降低透水性或地基強(qiáng)度。宜取盡可能寬的排水間距。一般情況水平向固結(jié)系數(shù)Ch為豎向的固結(jié)系數(shù)CV的數(shù)倍,但是由于砂井打設(shè)方法不同,實(shí)際Ch只能達(dá)到CV甚至小于CV的值;砂井中的砂,在固結(jié)過程中起到排水通路的作用,因此必須長(zhǎng)期發(fā)揮良好的透水性能。通常采用干凈優(yōu)質(zhì)的粗砂。
(二)施工方法。鋪砂。在砂井施工之前,地表面先鋪一砂墊層。并設(shè)置排水溝,使填土內(nèi)不致有較高的地下水位。打入排水砂井。其方法有打入式、振動(dòng)沉樁式、射水式、螺旋鉆進(jìn)式及袋裝式等。無論何種方式一般的沉入深度為15~20m,超過這一深度工程費(fèi)用明顯增大。
五、軟土地基施工控制
(一)施工放線。施工之前先用全站儀放出中樁。再用水準(zhǔn)儀測(cè)其標(biāo)高,放出路堤腳線,根據(jù)各段軟基對(duì)應(yīng)的軟土路基設(shè)計(jì)圖所示放出換填邊緣線。然后再用白灰灑出邊緣作為施工過程的控標(biāo)志。
(二)開挖地基。在開挖過程中觀察基地的滲水量。若滲水理較小,應(yīng)邊挖邊觀察分析其土質(zhì)情況,直至挖至粉砂土層,及時(shí)回填碎石土,并保證填料高度比水平高出30cm。若滲水量較大。將基底挖成沿路橫向3%的橫坡,以便積水可以集中從路邊線處排出,并考慮采用拋石擠淤的施工工藝。連續(xù)作業(yè)進(jìn)行填筑。以免造成水分浸入填筑層。
(三)基地檢測(cè)。在所挖基底土質(zhì)符合情況下,用觸探儀檢測(cè)其地基承載力。局部挖深不滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求的進(jìn)行局部處理,經(jīng)自檢、抽檢合柜后,方可分層填筑。
(四)換填處理。在地基開挖好盾填料之前,先根據(jù)填筑長(zhǎng)度和寬度計(jì)算其每層填筑用料量,再根據(jù)每個(gè)車?yán)蠑?shù)量,可計(jì)算出填筑段所需料的車數(shù)。填料厚度采用在開挖邊緣線處插竹竿掛控制,用自卸翻斗車運(yùn)碎石土至路邊緣線,再用推土機(jī)推到基底進(jìn)行進(jìn)退式布料,然后用平地機(jī)整平。
結(jié)束語。軟土地基這個(gè)問題算得上是公路建設(shè)常遇的"通病",關(guān)于這方面的研究和處理方法也很多。軟土地基的處理質(zhì)量直接影響到路基的基礎(chǔ)承載力,也是保證道路建成后安全、高效運(yùn)營的關(guān)鍵。但是我們還是要不斷加強(qiáng)自身學(xué)習(xí),探討出更有效的方法出來。
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[2]沈浩.公路軟土路基處理加固施工技術(shù)[J].黑龍江科技信息,2008(6).
[3]車欣燕,于新.淺談軟土地基路基施工方法[J].丹東海工,2006.