■顧明亮 ■江蘇金領建設發(fā)展有限公司,江蘇 泰州 225300
在我國的沿江和沿海地區(qū),以及水域密集地區(qū)廣泛分布著軟土土壤。由于這些區(qū)域囊括了我國大部分沿海經(jīng)濟發(fā)達城市和市場化程度較高的地段,隨著建筑工程的增加,軟土土壤作為地基施工中不可避免的問題越來越成為關注焦點。在經(jīng)濟發(fā)達城市,運輸?shù)男枨罅勘绕胀ǔ鞘懈螅虼寺窐虻缆肥┕ぶ斜仨氁头浲粱氐挠绊?,否則無法保障路橋工程的安全性和可靠性。我國的軟土地基大多由淤積泥炭、粘土和粉土構(gòu)成,蠕動性很強,穩(wěn)定性較差,如果不經(jīng)過處理就作為路橋工程的地基,往往會埋下安全隱患,使得路橋地基出現(xiàn)沉降現(xiàn)象,導致路橋主體出現(xiàn)裂縫,不但阻礙了路橋工程的建設,更延緩了發(fā)達地區(qū)交通運輸事業(yè)的發(fā)展,亟待建筑施工單位引起高度重視,并采用行之有效的措施進行解決。本文針對軟土地及的施工難點,提出了一些新技術和新措施,具體內(nèi)容如下。
軟土地基,指的是壓縮量較高但強度較低的軟弱土層,也代指那些由有機土、松軟土和松散的砂土構(gòu)成的穩(wěn)定性極差的土層。軟土地基的特點十分明顯,首先是土質(zhì)疏松,其次是固體顆粒含量較大,顆粒之間的空隙較大,壓縮量高,且含水量高。正因為如此,軟土地基達不到道路橋梁施工的土質(zhì)標準,因此當路橋工程的路段無法避免軟土地基時,會給施工造成如下幾個技術難點:
(1)含水量高所導致的淤泥量較高。軟土地基的其中一個特點就是含水量高,最低有33%,最高甚至能達到71%。由此可見,軟土地基的下層基本上是由流動水體構(gòu)成的,因此淤泥量較高,使得路橋施工的速度緩慢。施工前,要么及時處理這些淤泥,要么采用其他方案增加土質(zhì)的穩(wěn)定性,減少含水量,否則會不斷拖延工期。
(2)滲水性能差所導致的緩慢固結(jié)速度。因為軟土地基本身的含水量高,所以其滲水性能差,會導致加固工序中的固結(jié)速度緩慢,無法提高地基的穩(wěn)定性。又因為軟土地基中存在有機土,在使用通水管時很容易造成堵塞,從而無法及時排出水分,結(jié)果增大了軟土地基的面積,容易引發(fā)路橋基體的下陷。
(3)壓縮量較高所導致的地基塌陷。軟土地基本身的壓縮量較高,所以很容易導致路橋地基出現(xiàn)塌陷和漏洞,給路橋施工埋下了巨大的安全隱患。路橋施工過程中如果不能及時發(fā)現(xiàn)并采取有效的措施解決這個問題,對路橋工程的工期和質(zhì)量影響極大。
針對上文所述的含水量高所導致的淤泥量較高、滲水性能差所導致的緩慢固結(jié)速度、壓縮量較高所導致的地基塌陷這三大技術難點,筆者認為可以將如下新技術應用在軟土地基的施工中,解決或彌補這些問題:
(1)土質(zhì)置換技術。土質(zhì)置換,指的是采用配比得當?shù)膬?yōu)質(zhì)土壤,置換軟土地基。所謂優(yōu)質(zhì)土壤,一般來說指的是粗粒土,它們因為承受力較大、含水量較低比較符合路橋地基的土質(zhì)要求,用其替換掉軟土,能避免路橋地基的沉降,提高地基的穩(wěn)定性。這種技術適用于淤泥量較大的軟土層、暗溝地基,采取人為爆炸、挖掘的方法,因為施工簡單,可行性強,能夠在短期工程中取得較好的效果。
(2)軟土表層處理技術。對于軟弱程度較強的土地表面,應當進行相應處理,才能使其符合路橋地基施工標準,可采用排水、敷設材料、設置砂墊層、使用添加劑的方法,實現(xiàn)地面強度的提高,確保地基不變形。在采用這種技術時,要保證填土荷載較為均勻,以便能夠使用機械施工。
①排水法。對土地表層進行排水,適用于含水量高但土質(zhì)較好的軟土地基。填土前,應當在土地表面挖出適當?shù)臏喜?,盡量排除表層水,降低軟土層的含水量,進而保障施工機械能夠在上面正常作業(yè)。其后,使用滲水性良好的碎石與沙礫進行回填,使用機械作業(yè)提高回填效率。
②敷設材料法。敷設材料適用于土層分布不均勻的軟土地基,一旦發(fā)現(xiàn)地基有發(fā)生局部沉降或側(cè)向變形的可能時,通過敷設材料,提高抗剪力和拉抗力,確保施工機械能夠在上面正常作業(yè),實現(xiàn)平均填土荷載、降低側(cè)向變形幾率和地基局部沉降率的目的。選用的敷設材料以土工布、化纖無紡布和玻璃纖維隔柵為主。
③設置砂墊層。設置砂墊層適用于上層含水量較高的軟土地基,通過在軟土地基上層設置一定厚度的砂墊層,達到加快軟土層固結(jié)速度、增加排水層的目的。砂墊層還能夠作為填土層的地下排水層來使用,實現(xiàn)填土層內(nèi)水位的下降。與此同時,也要做好地基處理和回填的工作,保障施工機械能夠在上面正常作業(yè)。
在設置砂墊層時,需要特別注意這樣幾個問題:在使用機械時,應根據(jù)機械的重量和輪胎承受力,對于地基強度進行考察,以此來確定該鋪設多厚的砂墊層,確保施工機械能正常作業(yè);若軟土地基特別軟弱,往往需要設置較厚的砂墊層,這會增加成本,因此可采用排水法作為輔助;鋪設砂墊層的過程中,應敷設樣板之后再施工;攤鋪作業(yè)時,應盡可能地保證均勻分布。
④使用添加劑。添加劑適用于粘性土含量較高的軟土地基,使用由生、熟石灰和水泥構(gòu)成的添加劑,摻入粘性土當中,提高軟土地基的穩(wěn)定性、壓縮量和強度,并確保施工機械可以正常作業(yè)。需要注意的是,生、熟石灰類應當現(xiàn)場進行攪拌,以此來降低軟土層的含水量,達到改善土質(zhì)的目的;因此固結(jié)的土壤會發(fā)生化學性固結(jié)反應,實現(xiàn)改善粘性土成分、提高穩(wěn)定性的目的。
(3)粉噴樁加固技術。結(jié)合路橋施工的具體條件,可使用粉噴樁加固技術處理軟土地基。這個技術具有承載力強、噪音小的特點。在粉噴樁施工的準備階段,應當先清除干凈軟土地基中的淤泥和軟土,再使用滲水性較好的砂土、礫石這類材料換填,其后進行碾壓,保證土壤密實;施工機械作業(yè)過程中,應當使用碎石對土質(zhì)不好的局部土層進行墊層,確保施工機械能正常作業(yè);施工前應將所需要的技術資料例如粉噴樁布置圖、地質(zhì)報告、土工試驗報告準備妥當;選擇質(zhì)量達標的水泥和生、熟石灰,粉煤灰等,保證生石灰的純凈度;檢測并選擇符合專業(yè)路橋施工標準的攪拌鉆頭、粉體發(fā)送器和其他施工機械。
施工過程中,施工人員需要按照圖紙對樁位放樣,標示出安裝位置,確保樁位的偏差不大于4.5cm。應嚴格遵照相關工序和規(guī)范進行粉噴樁加固施工,例如要先調(diào)整好鉆機平臺的角度再使用鉆機,依照由慢到快的原則啟動鉆機并進行鉆機工作。
由于軟土地基對于路橋施工的工期與質(zhì)量存在較大影響,施工單位應當針對具體的軟土地基,在路橋施工前采取相應的措施進行合理的處理,保障路橋施工中地基的穩(wěn)定性,提高承載力,進一步保障施工的工期與質(zhì)量。
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