生玉香
(山東華城建設(shè)工程有限公司,山東 東營 257500)
由于我國各地地勢地貌存在明顯的差異性,軟土地基程度不同,目前還沒有統(tǒng)一的處理標準和方法,加上工程規(guī)模和要求各異,使得軟土地基處理更加困難。在實際道路施工中,需綜合多方面因素考慮,在符合工程要求、質(zhì)量得到保障的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)造價、工期、技術(shù)、環(huán)境之間的協(xié)調(diào),選擇最佳方案。軟土地基土質(zhì)較差,組成部分以黏土和淤泥土居多,沙土、泥炭次之,因壓縮性高、含水量多,導(dǎo)致孔隙較大,土質(zhì)較為疏松,以至于強度、剛度不足,承載力薄弱,是道路施工中的難點。而且,軟土地基的結(jié)構(gòu)性很是明顯,局部一旦被擾動破壞,整個結(jié)構(gòu)都會隨之破壞,穩(wěn)定性大幅下降,易出現(xiàn)坍塌、沉降或滑動現(xiàn)象,輕則破壞工程質(zhì)量,重則威脅生命安全。在每年的道路建設(shè)中,因軟土地基處理不到位而釀成的安全事故不在少數(shù)。因此,必須加大軟土地及處理力度,采取合理有效的方法對軟土進行加固,以提高其承載力,進而保證施工工程質(zhì)量。
軟土結(jié)構(gòu)是由多年沉淀形成的,因此,在黏土內(nèi)部有著明顯的分層。地質(zhì)學(xué)告訴我們,這樣的沉淀軟土結(jié)構(gòu)每一層代表一個年代的地質(zhì)條件,同一層的土質(zhì)結(jié)構(gòu)是相同的。因此,在軟土結(jié)構(gòu)中,每一層在橫向上存在著各向同性。但是軟土各個層次之間都是由不同的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的,所以在軟土結(jié)構(gòu)的縱向上具有各向異性。
軟土土質(zhì)松軟,這樣的土質(zhì)很難抵抗剪應(yīng)力的作用。而抗剪強度低的特點就決定了這樣的地基在承受較大載荷處的沉降比較明顯,而相對載荷較小的地方沉降程度也較低,于是就會導(dǎo)致路面形成裂縫等情況。
軟土結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在著較大的空隙,在軟土各個方向施加應(yīng)力后,軟土顆粒會在內(nèi)部調(diào)整位置,壓縮空隙,使軟土結(jié)構(gòu)更加緊密,密度更大。由于這樣的壓縮是壓縮軟土顆粒之間的空隙,因此在壓縮后將會保持現(xiàn)有形狀,不會恢復(fù)到原始的體積和形狀,這就造成了一旦軟土地基處理不當(dāng),無法通過減輕載荷進行調(diào)整,而必須重新對基礎(chǔ)進行處理,這樣,就要求軟土地基施工必須高質(zhì)量地一次性成功。
由于軟土的形成方式,使得軟土擁有比較明顯的結(jié)構(gòu),這樣的結(jié)構(gòu)一旦受到局部破壞,就可能影響到整個軟土結(jié)構(gòu),導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)成為流動狀態(tài)。因此,在施工過程中應(yīng)該重點,注意不要過分擾動軟土。
市政道路建設(shè)在軟土地基上進行施工時,首先要考慮的是地基的沉降和穩(wěn)定性。軟土地基的沉降原因主要有兩點,一種是地基固結(jié),一種是地基變形。處理不同的軟土地基應(yīng)該采取不同的方法,因此,在充分了解軟土地基結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,對于軟土地基的施工方法掌握十分重要。市政道路軟土地基的施工方法主要有以下幾種:
排水固結(jié)法是利用地基排水的固結(jié)特性,在公路道路工程建造之前,對地基進行加荷預(yù)壓,使地基強度加固的有效措施。為了促進地基排水固結(jié),要在粘性土地基中設(shè)立垂直排水柱,從而增加了抗剪強度,通過深層復(fù)合地基加固和采用深層排水固結(jié)可以提高軟土地基的承載能力。排水固結(jié)法多數(shù)都和緩速填土法或加載法共同使用,一般很少單獨使用;軟土結(jié)構(gòu)中含水量較高是其明顯特點,排水之后,可以降低軟土結(jié)構(gòu)的含水量,不僅能夠提高地基的應(yīng)力破壞極限,還可以大大提升軟土地基的滲透能力,使地基的材料發(fā)生變化,從而提高地基的穩(wěn)定性。同時確保工地機械作業(yè)的條件。表層排水法適用于含水量較高、地質(zhì)較好的軟土結(jié)構(gòu)。主要方法是施工前在土地表層挖好排水溝,從而將地基內(nèi)部的地表水引出。這樣可以得到一個相對穩(wěn)定的地基結(jié)構(gòu)。
清除障礙,保持場地的平整,當(dāng)施工的場地不能滿足機械行走要求的時候就要鋪設(shè)碎石和砂土墊層;對于低洼的施工場地就要采用回填粘性土的方法。在進行粉噴樁施工之前要準備施工場地工程地質(zhì)報告、土工試驗報告、原地面高程測量資料和數(shù)據(jù)表、粉噴樁設(shè)計樁位圖等。粉噴樁施工工藝都是根據(jù)設(shè)計的要求實測和配比進行的,同時各項的參數(shù)都是由試樁程序來準確的確定。
加載法預(yù)先促進軟土地基的沉降,增加了地基的強度,防止填土路面沉降被破壞。地基固結(jié)沉降的方法主要是減少間隙水壓提高效應(yīng)力法和地基增加總壓法。減少間隙水壓提高效應(yīng)力法是依靠大氣的壓力加載促進固結(jié)大氣壓加載法,地基增加總壓法是利用填土荷載式填土加載法。降低地下水法適用在上部和中間有砂層的地基,要在施工區(qū)間打入鋼板來圍護,這樣能降低地下水位,同時也不會影響周圍的環(huán)境。填土加載法和自沉?xí)r間、載荷重量都是有必然聯(lián)系的,其目的是路面鋪裝完殘余的沉降量得到控制,當(dāng)難以保證地基穩(wěn)定和加載重量過大的時候應(yīng)該考慮與緩速加載法結(jié)合使用。在施工的過程中要進行全面動態(tài)觀測,因為沉降和實踐關(guān)系難以預(yù)測,必須要確定預(yù)載后殘余的沉降量,防止地基被破壞。
擠密法也是施工中運用得比較廣泛的軟土地基處理方法,它是通過利用擠密樁間土,將樁孔用灰土或者素土分層密實夯填。由于使用的土質(zhì)類型不一樣,其方法略有差異,使用素土的稱為土樁擠密法,使用灰土的稱為灰土樁擠密法。該方法主要適用于厚度大的填土地基以及濕陷性黃土,使用方便,能夠就地取材,并可以進行深層擠密和原位處理。從而形成樁體,利用沖擊和振動的方法,在軟土地基中成孔,并填入砂、碎石、卵石、礫石等等,該方法能夠形成大直徑密實砂石樁體,在道路軟土地基處理中具有良好的效果。
公路路基作為公路道路的重要部分,保證其足夠的穩(wěn)定性以及強度是保證工程質(zhì)量的首要環(huán)節(jié)。公路軟土地基的處理作為直接關(guān)系到保持道路狀況良好的因素,同時也是關(guān)系到行車安全以及行車速度的關(guān)鍵,在具體的施工中要根據(jù)軟土地基的變形特征及其作用因素,同時結(jié)合軟土的工程特性,因地制宜的制定施工方案。相信,隨著對于軟土研究的深入以及相關(guān)研究的不斷深入,軟土地基的施工一定會實現(xiàn)經(jīng)濟、可靠、安全、投資少以及效益高的總體目標;從根本上確保了在軟土地基上市政道路工程施工質(zhì)量。
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