馮紅學(xué)
(匯通路橋建設(shè)集團有限公司,河北 高碑店 074099)
我國幅員遼闊,地質(zhì)構(gòu)造多種多樣,再加上自然因素的影響,工程地質(zhì)復(fù)雜多樣,導(dǎo)致在實際公路工程項目建設(shè)中,會遇到多種多樣的地質(zhì)情況,提高了地基處理的難度。特別是軟土地基的處理效果對整個公路工程的建設(shè)影響很大。因此,在施工過程中,需要根據(jù)公路施工所在地的實際情況,對其軟土地基采取相應(yīng)的處理方法,并進行相應(yīng)的質(zhì)量控制,從而延長公路的使用壽命,為人們的日常出行提供便利。
目前,我國公路軟土路基的處理取得了一定的成效,但是在公路開始投入使用后,大量的問題就開始呈現(xiàn)出來,如路面開裂、軟土地基下降等,從而大大地影響了公路的正常使用,其原因主要表現(xiàn)在以下兩方面。
(1)設(shè)計方面
對公路所在地區(qū)的地質(zhì)情況沒有進行科學(xué)的勘探,沒有根據(jù)實際情況選用合適的軟土地基處理方法,進而影響了公路軟土地基的處理質(zhì)量;
(2)施工方面
對施工技術(shù)控制不嚴(yán),沒有進行合理的質(zhì)量控制,從而導(dǎo)致所選用的施工材料或施工工藝無法滿足實際要求,進而影響了整個工程的質(zhì)量。
軟土主要是指部分淤泥或具有淤泥性質(zhì)的土壤,也包括了部分土質(zhì)雖好承載力卻較差的土壤。一般而言,軟土的承載力都是很差的,在公路工程建設(shè)的過程中,一旦出現(xiàn)負荷,這種軟土都不能滿足當(dāng)前的需要[1]。因此,在實際的公路工程的施工過程中,相關(guān)的施工人員必須對軟土進行相應(yīng)的處理。如在工程施工前,進行相關(guān)的驗算,并根據(jù)實際的情況計算出公路的使用年限,若發(fā)現(xiàn)工程地基為軟土,就需進行必要的勘探工作,根據(jù)工程施工地的實際情況,選取相應(yīng)的軟土地基處理技術(shù),提高工程的施工質(zhì)量。
合理選擇軟土地基處理方法需考慮以下因素:
(1)地基狀況:如施工地的土質(zhì)為黏性土,那么除了壓實法外,其他的處理方法均可采用;若軟土層較薄,一般只需采用簡單的表層處理方法,若軟土層較厚,就需在表層處理的基礎(chǔ)上再采用其他的處理方法;
(2)道路性質(zhì):道路的等級越高,對道路的平整度要求越高,因此,在施工過程中,必須采取行之有效的處理措施,對其軟土地基進行有效的處理;
(3)施工條件與周圍環(huán)境:對于不同的施工條件采取不同的軟基處理方法,同時將施工地周圍的環(huán)境考慮進去,從實際出發(fā),制訂有效的施工方案,從而大大地提高公路工程的施工質(zhì)量。
淺層的軟土地基,其最大深度通常不會超過5m,主要的處理方法包括表層壓實法、加筋土法、換土墊層法以及強夯法等。對淺層軟土進行合理的處理,可充分利用本地資源,施工簡單、成本少,且造價低,施工質(zhì)量比較容易控制。
(1)表層壓實法
當(dāng)施工地的表層軟土主要為亞黏土或砂土?xí)r,一般就可采用表面壓實的方法進行加固,而其處理效果一般取決于土質(zhì)的含水率、壓實機械的性能等,特別要注意將其含水率控制在最佳范圍之內(nèi),從而達到最佳的壓實效果[2]。
(2)加筋土法
該方法主要是將一些土工織物植入到軟土地基中,使兩者有機結(jié)合在一起,增大其壓力的擴散角,從而起到有效提高軟土地基的承載力并減少軟土沉降的作用。同時,這種處理方法也適用于因回填土而形成的路堤上,對土質(zhì)為軟土、沙土及黏性土等的效果比較明顯。
(3)換土墊層法
在實際的施工過程中,若地表的軟土層為飽和狀態(tài)下的淤泥質(zhì)黏土,就需要通過挖掘機或推土機將表層土挖除,然后對其進行換土墊層。而這其中所換的土一般為碎石、礦渣、砂土等一些透水性比較好的材料,并且在分層填筑時,有效運用風(fēng)積砂進行填筑,然后在其兩側(cè)使用含土量在5%以下的天然砂礫,且填筑的寬度一般要大于或等于1m。在這里使用風(fēng)積砂主要是因為其透水性和穩(wěn)定性都比較好,且遇水后不會快速的變軟,但是,當(dāng)積水過多時,就極容易失去承載力,因此,適當(dāng)?shù)倪\用天然砂礫可以解決這一問題,并且能夠?qū)⒙坊械亩嘤嗨峙懦?,保證路基始終處于干燥狀態(tài),提高其穩(wěn)定性[3]。
(4)強夯法
該方法就是運用重物擠壓的方式將軟土地基壓實,加大其密實度,提高路基的承載能力。運用該方法對軟土地基進行有效處理時,要注意在施工前進行必要的測量放樣,選擇適當(dāng)?shù)暮稽c位置與間距,提高工程質(zhì)量。
深層軟土地基是指其最小深度通常超過5m的軟土地基。主要處理方法有深層攪拌法、碎石樁法、塑料排水板法等。
(1)深層攪拌法
該法是在軟土層上加入水泥或水泥漿,然后通過深層攪拌機在地基的深處,將軟土與固結(jié)劑兩者進行強制性的攪拌,從而形成具有良好透水性、穩(wěn)定性與高強度的加固型土體。同時這種加固型土體可以與天然的地基有機結(jié)合在一起,以形成復(fù)合型地基,大大提升了地基的承載力。該種方法具有操作簡單、成本低且效率較高的優(yōu)點。
(2)碎石樁法
這種處理方法主要是運用一個能夠在水平方向振動的管狀設(shè)備,在高壓水流的沖擊作用下,在軟土層中形成孔狀結(jié)構(gòu),然后將碎石等比較堅硬的材料分批填入到孔中,從而形成一根根的樁體,這樣樁間土與大量的碎石樁體之間就形成了復(fù)合型的地基,從而大大提高了原始軟土層基礎(chǔ)上的承載力,并且減少了軟土層的沉降量[4]。這種方法主要是由擠密砂石中的振沖技術(shù)發(fā)展而來的,并逐漸演變,它不受地下水位的限制,且成本也低,因此在高等級的公路施工中應(yīng)用范圍比較廣(如圖1所示)。
圖1 碎石樁法軟基處理技術(shù)
(3)塑料排水板法
塑料排水板屬于一種垂直的排水材料,它能夠使軟土地基發(fā)生快速固結(jié),從而大大提高軟土地基的承載能力。目前,在我國公路施工實踐中,一般采用復(fù)合型結(jié)構(gòu)的塑料排水板。
為了更好地保證軟土地基的處理效果,在施工過程中,需要對其軟基處理質(zhì)量進行必要的控制,以提升工程施工質(zhì)量。
(1)對軟土地基處理過程中的加固過程進行質(zhì)量控制。由于地理環(huán)境與施工條件不同,在實際施工過程中,需要對施工組織進行有效管理,規(guī)范施工秩序,避免不合格工程的出現(xiàn)。例如,在軟土地基上修建高速公路,為能及時發(fā)現(xiàn)問題,并對其進行必要的處理,在施工的過程中就需要對地基的沉降與穩(wěn)定性進行相應(yīng)的觀測,從而有效地調(diào)整施工速度,保證施工的安全,同時也可以對施工設(shè)計方案中的沉降值進行驗證。
(2)對路堤在填筑過程中的沉降速度進行必要的控制。對于軟土地基而言,限制其路堤填筑的最高速率可以有效避免路基在施工過程中出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象,因此,在實際施工過程中,要將其沉降速率控制在適當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi),保證路基始終處于穩(wěn)定狀態(tài)[5]。同時,在施工的過程中,要對軟基加土前后的沉降變化進行密切的觀測,避免出現(xiàn)填土速度較快的情況。
對軟土地基的有效處理,直接關(guān)系到公路的正常運行,同時也是保證公路行車安全與行車速度的關(guān)鍵。因此,在實際的軟土地基施工過程中,要根據(jù)施工地的實際情況以及相應(yīng)的施工條件,從實際出發(fā),在保證高效益、低投入的情況下,選擇合適的軟土地基的處理方法,對其進行有效的施工。目前,對于軟土地基的處理方法多種多樣,有著各自的優(yōu)點與不足,因此,在選擇處理技術(shù)時,要根據(jù)路段的實際情況,因地制宜地制訂相應(yīng)的處理方案,同時,在施工的過程中,對其施工質(zhì)量進行必要控制,以提高公路的施工質(zhì)量,延長公路的使用壽命。
[1] 吳金權(quán).關(guān)于公路施工中軟土地基處理技術(shù)的分析[J].科技促進發(fā)展:應(yīng)用版,2011,(2):78-79.
[2] 靳青林.軟土地基處理技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用[J].中國城市經(jīng)濟,2011,(11):109-110.
[3] 李長杰.淺議公路軟土路基處理技術(shù)[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2009,(24):123-124.
[4] 張宏濤,彭玉興.高速公路軟基處理設(shè)計和施工質(zhì)量控制要點分析[J].科技向?qū)В?011,(32):336-337.
[5] 趙承偉.軟土地基處理施工組織設(shè)計及施工技術(shù)問題分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2009,(25):94-96.