■李 星 ■中國市政工程西北設(shè)計研究院有限公司湖南分公司,湖南 長沙 410000
在城市道路建設(shè)中,路基軟基一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題,會在后期正常使用階段,造成由于車輛重量和填土重量形成的不均勻沉降,并同時出現(xiàn)橋頭跳車、損壞開裂和平整等問題。因此,軟土地基施工質(zhì)量的好壞應(yīng)該得到重視,要求在實際工程施工中,利用合理、有效的技術(shù)處理軟土地基,從而為道路后期安全使用打下了堅實基礎(chǔ)。
軟土是淤泥質(zhì)土和淤泥總稱,其主要涉及低承載能力、強壓縮性、大含水量的少量腐殖質(zhì)和淤泥沉淀物組成。這類物質(zhì)壓縮性高、抗剪能力低、穩(wěn)定性和強度較差,并且天然含水量較高。一旦軟土地基抗剪強度不能夠承載路面和填土重量,就會出現(xiàn)不均勻沉降,致使橋臺損壞和路堤失穩(wěn),嚴重影響道路路面整體穩(wěn)定性,交通也無法正常態(tài)通行。對軟土危害、原因和表現(xiàn)形式處理不當,會出現(xiàn)路基沉陷,路面出現(xiàn)不規(guī)律起伏、路堤破壞,還會威脅到人們的生命與財產(chǎn)安全。道路路基軟基沉陷的因素主要包括兩個方面:(1)路堤處理不規(guī)范;(2)地基處理不規(guī)范。所以,在城市道路路基施工處理過程中,需要選擇恰當方法提升道路承載能力,保證道路實用功能和質(zhì)量,從而促進城市道路實用安全。
考慮土中含水量和成分,路基干濕情況直接影響路基穩(wěn)定性和強度。不但如此,公路排水設(shè)施不合理、路基低或路面寬等都會造成排水不通暢問題,造成生活污水和雨水的續(xù)存,逐漸向路基里滲透,軟土自身穩(wěn)定性較差,二者綜合影響導(dǎo)致路基軟化。
簡單的判別軟土路基方法彎沉測定法,首先編號砼板塊,利用兩臺5.4米貝克曼梁、一臺BZZ-100標準車,雙向來回檢測車道。選擇荷載最不占有優(yōu)勢地點的斷縫旁和路面橫縫作為檢測點,其中,主測點置于板橫縫前10厘米,副測點就應(yīng)該選在橫縫后10厘米處,彎沉情況應(yīng)該精確進行測定。彎沉平均值可以顯示出原結(jié)構(gòu)負載能力和鋪瀝青之后,路面反射裂縫所產(chǎn)生的機率及其嚴重程度。一般情況下,影響原結(jié)構(gòu)承載力因素是基層強度低、軟土路基和板底脫空。所以,可以采用“排除法”判斷軟土地基,如果平均彎值處于20-45范圍內(nèi),需要采取壓漿技術(shù);如果平均彎值不小于45,需要打裂壓實砼板;處理后不小于45,說明底層就是軟土地基或者嚴重不符合要求。在這種情況下,應(yīng)及時挖除路面結(jié)構(gòu),如果內(nèi)側(cè)道路路基的頂面彎沉,結(jié)合路基天然含水量和干密度判定。
路基基地成為軟土地基的最主要原因是路基表層含水量過高,路基承載力嚴重下降,所以,需要對軟土底基層排水凝固是解決這類問題的最直接的方式。軟土表層的排水凝固方式需要配合要求非常高,例如:填筑道路自身,需要加大性能好的填筑物成分等。并且在填筑前,預(yù)處理軟土地基,其包括加載處理,將軟土地基表層水分排除后,降低了水含量,充實了基底土體密實度,承載力同時也會提高,提高了道路使用性能。不同狀態(tài)的軟土地基分別采取不同排水工程技術(shù),其目的都是提高基底承載力。
將水泥或者是其他工程材料用作固化劑主劑,在深層攪拌機中強制攪拌軟土和固化劑,并利用所產(chǎn)生的物化反應(yīng)形成加固體。深層攪拌法主要有噴漿攪拌法和噴粉攪拌法,而我國常用粉土、淤泥質(zhì)土、淤泥加固的粘性土(是指含水量大且地基承載力小于120kPa)。在處理侵蝕性的地下水和泥炭土,需要預(yù)先進行試驗,確定其適用性能。
軟土地基基本特性是承載力小,不能夠滿足道路承壓要求,換填處理法是施工中較為常用的一種方法,也可稱為換土墊層技術(shù)。換土墊層是指去除深度差的地質(zhì)土層,填充并夯實堅硬質(zhì)地的砂礫、中砂、粗砂、工業(yè)廢料和石屑等,改善軟土地基硬度和強度,從而滿足道路施工基本施工條件。而換土墊層常用墊層主要有:無侵蝕性、穩(wěn)定性良好的墊層,砂卵石墊層、素煤渣墊層、土墊層、灰土、碎石墊層、砂墊層或礦渣墊層等,從而提高淺層路基承載力,加速軟土層排水凝固,減少沉降量等。除此之外,施工人員需要充分考察施工現(xiàn)場條件,選擇合適的墊層物,并科學施工。
混凝土是工程主材料,工程質(zhì)量的保證基礎(chǔ)之一就是提高混凝土強度,并切刀降低施工難度,縮短工期等效益。需要再說生產(chǎn)混凝土過程中添加礦物摻合料,改善混凝土性能。其中,飛灰又稱粉煤灰,其收集與燃燒煤后形成煙氣中的細灰,其表面光滑成球形顆粒狀,因此,可以與混凝土摻合使用,減低材料內(nèi)摩擦力,具有潤滑效果,提高混凝土和易性。尤其是城市大型道路建設(shè)中,可采用混凝土澆筑法,并結(jié)合使用機械泵輸送混凝土,在其加入適量的粉煤灰,由于混凝土可泵性的提高,軟土地基施工效率也明顯提高。粉煤灰加入方法有外加法、超量取代法和等量取代法,根據(jù)具體施工情況而定。并且為了加強軟土地基施工效果,在混凝土中還會加入化學外加劑,例如:引氣劑、減水劑等,打開混凝土絮凝結(jié)構(gòu),從而改善混凝土與外加物的流動性能。
混凝土骨料級配的改善是軟土地基處理的常用方法。按照不同施工情況確定骨料級配,一般情況下,大型軟土地基采用連續(xù)級配方法,是指按照適當比例配比各個粒徑下的骨料,其混凝土和易性明顯提高;小型軟土地基混凝土澆筑工程,采用的是間斷級配組合方式,提出多余骨料成分,用細骨料補充粗骨料縫隙,但由于軟土地基需要機械振搗,其不適合泵送形式下的混凝土施工中。
粉噴樁加固技術(shù)確定在施工資料準備完畢后,例如:室內(nèi)配比試驗報告、地質(zhì)報告和土木試驗報告等,并結(jié)合?;颐娓叱?、測量資料和原地面高程數(shù)據(jù)表設(shè)計粉噴樁位置圖。在施工前需要整理場地,現(xiàn)場位于地勢低洼地段,需要回填粘性土;如現(xiàn)場不能滿足機械行走,需要鋪設(shè)碎石或砂土;如果土地表面過軟,需要采取一定措施避免機械失穩(wěn)。
加載預(yù)壓技術(shù)處理使之在路基頂面加載等量或大于路面土方結(jié)構(gòu)層,從而達到固結(jié)沉降軟土地基的效果,獲得路基穩(wěn)定狀態(tài),改善地基強度,但是需要結(jié)合其他方法使用。考慮到工程經(jīng)濟效益和實用性,有時會采用“多重”處理技術(shù),保證處理效果。
地基加筋技術(shù)處理是指土體和加筋材料形成墊層,并逐步鋪墊砂石和人工合成材料等,構(gòu)成地基受力層,提升路基地基承載能力。
交通是連接城市和城市、城市和鄉(xiāng)村的重要部分,道路質(zhì)量好壞直接影響人們的生產(chǎn)生活。如果因城市道路基礎(chǔ)強度缺陷,出現(xiàn)路基塌陷或沉降,不但影響了交通,還會延誤施工,影響施工單位信譽和形象。所以,為了保證城市道路路基軟基強度,需要結(jié)合施工條件選擇合理施工處理技術(shù),而不能簡單地減少使用材料。隨著技術(shù)水平的不斷發(fā)展,相關(guān)部門需要加強軟土地基處理技術(shù)的加強和更新,最大程度的發(fā)揮出道路工程使用性能。
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