陳更生
(泉州市協(xié)勝工程建設(shè)有限公司)
軟土,就是近代沉積的軟弱土地,其具有含水量高、壓縮性高、強(qiáng)度低及抗剪強(qiáng)度低等特點(diǎn)[1]。通過(guò)工程實(shí)踐調(diào)查可知,泉州市政道路較常見(jiàn)的軟土主要有淤泥及軟粘性土質(zhì)。在市政道路建設(shè)過(guò)程中,若對(duì)軟基處理不當(dāng),會(huì)發(fā)生道路沉降、路基移位或塌陷、破壞與道路配套建設(shè)的排(污)水管道等現(xiàn)象。泉州市位于福建省沿海地區(qū),且晉江河流域較廣,從西北向東南流經(jīng)安溪縣、南安市、晉江市及鯉城區(qū)和豐澤區(qū),注入泉州灣。因此,泉州軟弱基礎(chǔ)地質(zhì)分布較廣,當(dāng)?shù)厥姓缆饭こ探ㄔO(shè)應(yīng)把軟基處理納入重點(diǎn)技術(shù)環(huán)節(jié)。本文根據(jù)福建省泉州市市政道路軟基處理工程實(shí)踐情況,分析其工程技術(shù)特點(diǎn)及存在的主要問(wèn)題,并提出相關(guān)解決措施。
近年來(lái),泉州市經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,市政道路建設(shè)進(jìn)一步拓展、延伸。市政道路軟基處理工程主要特點(diǎn)是:①市政道路通常對(duì)地基承載力要求不是太高、荷載量不大,但在軟基路段有特殊承載力加固技術(shù)要求,對(duì)地質(zhì)勘探、地基摸查及勘測(cè)資料收集工作要求高;②道路兩旁及地下配套建設(shè)的排水、排污、電纜線等管線多,且對(duì)道路沉降要求高,特別是排污管、雨水管線對(duì)道路沉降的要求甚為嚴(yán)格;③工程質(zhì)量問(wèn)題出現(xiàn)較滯后,即:市政道路建成通車后,運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間,方出現(xiàn)道路下沉、路面破裂、管線破裂或漏水等工程質(zhì)量問(wèn)題,部分道路工程質(zhì)量問(wèn)題甚至在若干年后才顯現(xiàn);④修復(fù)工程難度大、成本高、并影響市政交通。軟基路段出現(xiàn)較輕微工程質(zhì)量問(wèn)題,主要是路面破裂或輕微下沉、移位,通過(guò)修補(bǔ)路面或加固處理可得以解決,但若出現(xiàn)較大程度沉降,甚至擠壓管線、管道破損,則要進(jìn)行大面積修復(fù),甚至重新施工,加大了工程難度及經(jīng)濟(jì)損失,也給當(dāng)?shù)毓步煌◣?lái)阻礙。
市政道路工程前期,盡早用堆載預(yù)壓且不作深層處理的方法,達(dá)到自然沉降、地基穩(wěn)定的效果。盡早處理具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用、簡(jiǎn)單易行等優(yōu)點(diǎn),特別是注意的是在道路整體工期中,應(yīng)優(yōu)先考慮軟基的自然沉降及達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間長(zhǎng),并盡早處理軟弱地基。在道路整體工期較緊時(shí),則不考慮上述方法,而是采用其他優(yōu)選方法篩選。
①選擇持力層材料時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用密實(shí)度、均勻性較好、性能穩(wěn)定的原料型土石方、建筑垃圾及工業(yè)廢料等,但對(duì)于含水份較大、含有機(jī)質(zhì)較多的工業(yè)垃圾和生活垃圾,特別是生活垃圾會(huì)出現(xiàn)降解和腐化現(xiàn)象,不宜作為持力層使用;②遇有局部暗溝、隱塘等,考慮采用換土、樁基、基礎(chǔ)擴(kuò)大等工程措施進(jìn)行處理。
因地制宜,選用具體的軟地基處理方法時(shí),應(yīng)著重考慮道路工程沿線的水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件、周圍環(huán)境要求、施工條件。同時(shí),進(jìn)行必要的勘察,認(rèn)真做好調(diào)查報(bào)告工作,并制定科學(xué)的備選施工方案,從中選擇適宜的施工方案。
地基處理設(shè)計(jì)方案不能僅停留在理論和圖紙上,在道路主體工程動(dòng)工建設(shè)前,根據(jù)軟基構(gòu)筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí),選擇若干個(gè)有代表性的軟基段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)?,F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中進(jìn)行技術(shù)測(cè)試,其數(shù)據(jù)不僅用于驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案有關(guān)參數(shù)是否具有技術(shù)可行性,還可作為今后正式施工質(zhì)量檢驗(yàn)的參考依據(jù)。
市政道路軟基下沉是其工程質(zhì)量的核心問(wèn)題。一方面影響道路路面通行,更具有隱性危害的是破壞地下管線。而修復(fù)管理只能通過(guò)開(kāi)挖路面進(jìn)行,造成人力及經(jīng)濟(jì)上的極大浪費(fèi)。因此,應(yīng)嚴(yán)格按市政道路建成后管線地基沉降≤10cm的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、施工,對(duì)地基承載力特征值進(jìn)行修正時(shí),基礎(chǔ)寬度的地基承載力修正系數(shù)取0,基礎(chǔ)埋深的地基承載力修正系數(shù)則取1.0,在道路建成通車后重點(diǎn)跟蹤監(jiān)測(cè),一旦沉降達(dá)到臨界控制值,應(yīng)采取保護(hù)和修復(fù)措施。
本次以筆者工作實(shí)踐中的泉州市某市政道路箱涵為例。
工程概要。箱涵處原為明渠,地下土質(zhì)多半為淤泥土,厚度5.6m,位于某市政道路31+03處,為過(guò)渡路面,道路完工后,為通暢道路兩旁水流,需要在此處設(shè)計(jì)并建設(shè)一處箱涵。該箱涵涵底標(biāo)高3.95m,道路路面標(biāo)高為10.3m,道路中心線與箱涵中心線夾角75.4°,箱涵凈空3800×2400,總長(zhǎng)55m,并采用八字口作為進(jìn)出水口。
地基處理措施選擇與分析。經(jīng)調(diào)查,目前泉州市政道路軟基基礎(chǔ)處理措施及方法主要有:①換填墊層法。主要作用是加速軟土層的排水固結(jié),提高地基承載力,減少沉降量,適用于淺層軟基或不均勻地基。②強(qiáng)夯法。這是較為常見(jiàn)一種方法,主要適用于砂土、飽和度較低的粉土或粘土等地基,是借助起重機(jī)進(jìn)行強(qiáng)烈的地基夯實(shí),對(duì)軟弱地基產(chǎn)生較大沖擊力,目的是加大地基的密實(shí)度,優(yōu)點(diǎn)是主要運(yùn)用機(jī)械化操作、技術(shù)含量較低、適用面廣。③采用堅(jiān)井排水技術(shù)。通過(guò)堅(jiān)井排水裝置,將軟土層中的水份排出,減少淤泥含水量,達(dá)到地基固結(jié)、硬度和強(qiáng)度提高的工程目的。④復(fù)合地基處理措施。主要采用水泥土攪拌樁、碎石樁及粉噴樁,但存在造價(jià)成本高等缺陷。⑤拋石擠淤加換土墊層法。其主要優(yōu)點(diǎn)是振動(dòng)小、施工簡(jiǎn)單、不受場(chǎng)地限制、較經(jīng)濟(jì)、原料來(lái)源廣、墊層質(zhì)量較易控制,且對(duì)周邊環(huán)境影響小。
根據(jù)本工程地基淤泥厚度較大、施工場(chǎng)地條件受限、施工機(jī)械通達(dá)場(chǎng)地困難、工期較緊等實(shí)際情況,并考慮泉州地區(qū)雜原料豐富、運(yùn)輸方便、價(jià)格便宜等優(yōu)勢(shì),綜合考慮后采用拋石擠淤加換土墊層法處理軟地基。同時(shí),對(duì)其他方法也經(jīng)過(guò)排選分析:預(yù)壓法較繁瑣、處理時(shí)間跨度長(zhǎng),無(wú)法滿足工程工期的時(shí)間要求;天然基礎(chǔ)無(wú)法滿足道路工程質(zhì)量要求;振沖碎石樁,重型機(jī)械進(jìn)場(chǎng)困難,且上部土方擠密效果不好。因此,經(jīng)分析后選用拋石擠淤加換土墊層法。
拋石擠淤及砂石上鋪環(huán)節(jié):施工范圍是在基礎(chǔ)底部標(biāo)高以下2.5~3.5m深度進(jìn)行,外運(yùn)來(lái)的雜石拋入淤泥較弱層后,通過(guò)擠占淤泥,水份溢出,并經(jīng)自然風(fēng)干且淤泥穩(wěn)定固結(jié)后,在上層鋪設(shè)碎石及砂,填入砂石厚度1.2m,該墊層中砂石比例合理控制在3:7左右,在施工時(shí),混合均勻攪拌后分層填入,其中:砂選用河砂,碎石大小為0.1~0.3cm。
施工中特別注意的二個(gè)技術(shù)處理問(wèn)題:①防雨水保邊坡穩(wěn)定。泉州市位于溫帶季風(fēng)氣候,夏季雨熱同期,因此,在工程建設(shè)過(guò)程中,遇下雨天氣將給工程建設(shè)帶來(lái)安全和質(zhì)量隱患。為保證施工區(qū)域邊坡穩(wěn)定,在正式施工前期,開(kāi)挖明溝引流地面徑流雨水、建集水池收集雨水,充分做好軟基路段施工場(chǎng)地的排水措施,防止雨水沖涮施工區(qū)域土砂石,從而造成邊坡塌陷。同時(shí),集水池雨水循環(huán)使用,作為沖洗用于鋪設(shè)的碎石,消除碎石中含量較多的粉塵。②分層鋪設(shè)分層壓實(shí)分層檢驗(yàn)。在施工過(guò)程中,嚴(yán)格控制擾動(dòng)下層及場(chǎng)地周邊土層,砂石混合料使用機(jī)械均勻攪拌后分層鋪設(shè)、分層壓實(shí),由于本次采用小型壓實(shí)機(jī)械設(shè)備,每層鋪設(shè)的砂石厚度控制在25~30cm。同時(shí),分層進(jìn)行檢驗(yàn),完成一層砂石方鋪設(shè)及夯實(shí)后,在檢驗(yàn)其壓實(shí)系數(shù)符合設(shè)計(jì)方案要求前提下,方進(jìn)行上一層的鋪設(shè)壓實(shí)作業(yè)。在鋪設(shè)壓實(shí)施工完成后,及時(shí)澆灌基礎(chǔ)。
建成后使用郊果分析及評(píng)價(jià):該軟基采用拋石擠淤加換土墊層法及箱涵建設(shè),經(jīng)工程驗(yàn)收合格后投入使用約1.7年,經(jīng)跟蹤監(jiān)測(cè),未發(fā)現(xiàn)該軟基路面破壞性質(zhì)量問(wèn)題,路基較穩(wěn)定,下沉較均勻,其地下管道正常運(yùn)行。該工程符合各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)要求,完全滿足道路運(yùn)行要求。