羅皓天
(黑龍江省二建建筑工程有限責(zé)任公司,哈爾濱150080)
我國幅員遼闊,地形復(fù)雜,軟土地質(zhì)在我國不同地區(qū)均有分布,尤其在沿海地區(qū)分布更為廣泛。隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快,交通需求量不斷增大,道路橋梁發(fā)展極為迅速,而相當(dāng)多的道路橋梁工程由于受到地形條件的影響需要修建于軟土地基上,而軟土地基不同于普通的硬土地基,具有強(qiáng)度低、含水量大、滲透性差、壓縮性大等特點(diǎn)。在軟土地基施工中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)公路路面下沉或凸起、路面不同程度開裂以及路基滑移等病害[1]。不僅如此,在道路橋梁的后續(xù)通車過程中也容易發(fā)生震動(dòng)和跳車的現(xiàn)象,特別是軟土地基的不均勻沉降現(xiàn)象極大地影響了道路橋梁的各項(xiàng)物理性能,使其產(chǎn)生扭曲、傾斜或裂縫,影響道路橋梁的外觀及使用安全,甚至?xí)l(fā)生坍塌事故。
在道路橋梁的修建過程中,通常采用的是樁基礎(chǔ),其所承受的是車輛荷載、橋梁自重、相鄰路堤的影響荷載等加在地基上的總荷載,以及車輛荷載、路堤填土自重、路面結(jié)構(gòu)荷載等加在軟地基上的荷載,這就導(dǎo)致了橋梁的沉降量小于與其銜接路堤的沉降量,進(jìn)而產(chǎn)生不均勻沉降的現(xiàn)象。所造成的后果是使道路縱坡產(chǎn)生形變量致使在此方向上形成駝峰,道路橋梁的不規(guī)則沉降現(xiàn)象還會(huì)導(dǎo)致橋梁與路堤的連接處形成錯(cuò)臺(tái),這是造成顛簸和跳車的主要原因,極大地影響了通行車輛的舒適性和安全性。軟土地基由于其特殊的地質(zhì)形態(tài),地基土壓縮性有著明顯的差異性,很容易導(dǎo)致在土層水平方向軟硬土層突變處形成不規(guī)則沉降[2],并且由于其厚度變化較大,土工實(shí)驗(yàn)報(bào)告不能夠明顯地反映出當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)形態(tài),這也在很大程度上影響了設(shè)計(jì)施工人員的分析判斷。
在施工過程中應(yīng)根據(jù)軟土地基的地質(zhì)狀況采取相應(yīng)的處理措施,為后續(xù)的建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。針對(duì)軟土地質(zhì),傳統(tǒng)的加固方法包括換填墊層法、拋石擠淤法、排水固結(jié)法、井點(diǎn)降水法、粉噴樁法等方法,都已取得比較明顯的效果,而近年來許多新方法、新技術(shù)已成為比較常用的軟土地質(zhì)加固方法。
粉噴樁加固法中較為常見的方法為CFG樁處理技術(shù),其作用原理是借助于振動(dòng)力、靜壓力以及錘擊力將一根無縫鋼管插入到地基的指定深度,再將事先攪拌好的混凝土水泥通過無縫鋼管的一端緩慢導(dǎo)入到地基中。在具體操作時(shí)需要進(jìn)行鋼管的拔出和振動(dòng)工作,這樣就形成了混凝土與鋼筋共同作用的樁柱,此方法已廣泛應(yīng)用于道路橋梁建設(shè)中對(duì)軟地基的處理工序。此外,還可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)?shù)厝∠摻罴軜?gòu)以減少工程造價(jià),節(jié)約建筑成本。在進(jìn)行配合比的設(shè)計(jì)過程中,也可以適當(dāng)?shù)負(fù)诫s少許粉煤灰以改善混凝土的工作性能。
在進(jìn)行CFG樁處理時(shí),首先應(yīng)科學(xué)布置施工場(chǎng)地,進(jìn)行相應(yīng)的試樁工作,檢測(cè)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)形態(tài),合理地分布攪拌機(jī)和料場(chǎng)的位置,以減少混凝土的運(yùn)輸時(shí)間。在混凝土的澆灌環(huán)節(jié),需嚴(yán)格控制樁機(jī)的拔管速率,盡量保持在0.8m/min左右,當(dāng)拔管距離地面2m左右時(shí),應(yīng)適當(dāng)減緩拔管速率,以保證二次澆灌混凝土的注入[3],以及混凝土的澆灌密實(shí)度。
施工完成后為保證樁體的擠壓成型,應(yīng)采用跳打的方式進(jìn)行施打操作,需要注意的是,只有在上次施工樁的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)才可以進(jìn)行下根樁的施打工作,不能忽略樁體的養(yǎng)護(hù)工作,禁止施工機(jī)械碾壓未達(dá)到齡期的混凝土。
水泥粉噴樁處理技術(shù)也是道路橋梁施工時(shí)經(jīng)常采用的軟地基加固處理辦法,其主要原理為選取合適的混凝土、石灰固化劑進(jìn)行攪拌,使之產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng)以達(dá)到固化地基的效果,這樣就將之前的軟土地基轉(zhuǎn)變成為了穩(wěn)定性和整體性良好的硬土地基。
在具體施工過程中,設(shè)置粉噴樁時(shí)應(yīng)保證其直徑在500mm左右,要求樁管能夠穿過軟土層并達(dá)到持力層500mm以上,除此以外還應(yīng)保持樁間距在1.1~1.2m,形成穩(wěn)定性良好的三角形或矩形結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行水泥粉噴樁施工前也應(yīng)該進(jìn)行試樁工作,在試樁時(shí)可采用跳躍試樁或者連續(xù)試樁方式進(jìn)行施工,在每次試樁時(shí)可以同時(shí)進(jìn)行5根樁的試樁工作,需要保證粉噴樁樁位偏差控制在50mm以內(nèi),垂直偏差控制在樁長(zhǎng)的1.5%以內(nèi),在后期的試樁檢測(cè)過程中,可以在樁體的上、中、下部位分別取樣,檢測(cè)觀察樁身是否已經(jīng)進(jìn)入到硬土層中。
在面對(duì)工程地質(zhì)條件較差、承載力低、土體含水量較大的地質(zhì)環(huán)境時(shí),可以采用水泥粉噴樁方法對(duì)當(dāng)?shù)氐能浲恋鼗M(jìn)行處理,以此提高土層的壓縮模量和軟土地基的承載力。
粉噴樁技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展成熟,CFG樁處理技術(shù)、水泥粉噴樁處理技術(shù)在處理軟土地基的過程中也發(fā)揮了重要作用。軟土地基加固技術(shù)有著極大的發(fā)展前景,未來也必將會(huì)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[1]杜成龍.公路橋梁施工中軟土地基施工技術(shù)分析[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2012,(21):37-38.
[2]甘杰文.關(guān)于預(yù)防和減少軟土地基不均勻沉降的探討[J].黑龍江科技信息,2009,(20):146-147.
[3]徐達(dá)暉.論公路橋梁工程中橋涵軟土地基的施工處理措施[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2013,(4):29-30.