李 志 凱
(襄汾縣交通運輸局,山西 襄汾 041500)
軟土是指大部分結(jié)構(gòu)為軟弱黏性土或者淤泥、含有少量的腐泥和泥炭的土層。軟土地基是由軟土構(gòu)成的地基,因地基的穩(wěn)定性受軟土的流動性及軟土含水量的影響,如不采取合理的處置措施,容易引發(fā)不均勻沉降問題,進(jìn)而引起路面的開裂、沉降等問題,影響路面的承載能力,降低路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,影響工程質(zhì)量。
1)變形大。軟土結(jié)構(gòu)沒有足夠的抗剪切能力,受到外界的壓力后,因內(nèi)部土質(zhì)的疏松及較高的含水量,軟土地基易發(fā)生沉降及向外翻擠的現(xiàn)象,并向下滑動,存在較大的安全隱患。
2)沉降的不均勻。在不同的軟土區(qū)域中含水量、砂土、粉土的分布也存在一定的差異,這就導(dǎo)致了當(dāng)?shù)鼗艿綉?yīng)力時各區(qū)域?qū)?yīng)力的反應(yīng)不同,地基易產(chǎn)生不均勻沉降。
由軟土地基引發(fā)的沉降問題主要包括兩種,即剩余沉降、路基沉降。兩種不同的沉降應(yīng)結(jié)合施工條件及地基狀況采取不同的處置方式,通過檢驗各種相關(guān)指標(biāo)來保證路基結(jié)構(gòu)的平整度,減少由不均勻沉降引起的橋頭跳車等情況的發(fā)生。
軟土中含有大量的水分,因此固結(jié)時間長,易出現(xiàn)滑坡的現(xiàn)象,進(jìn)而影響了路基的穩(wěn)定性。因此在進(jìn)行路堤施工時,必須嚴(yán)格控制路基的填土率,以盡量避免軟土地基滑坡現(xiàn)象,保證路基工程的穩(wěn)定性。
通過上述分析的高速公路軟土地基在工程中的特點及存在的問題,明確了軟土地基存在工程隱患的機理,下面重點探討提高軟土地基穩(wěn)定性及承載力的施工方法及控制要點。
換填是處理軟土地基較為常用的一個方法,即將不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的軟土換為質(zhì)量滿足要求的、強度較高的砂礫等填料,一般換填深度為3 m,有效處理深度也應(yīng)根據(jù)道路等級及設(shè)計規(guī)范制定,可采用人工與機械結(jié)合的方式填挖路基。
施工時首先在路堤的底部地面鋪設(shè)砂層,砂墊層的厚度一般為0.6 m~1.0 m,因砂墊層的作用為排出路基中的水分,故在選擇時宜選用滲水性能較好的,接下來在軟土頂部增加排水面,最后填土。因砂墊層上的荷載增加,軟土路基中固結(jié)的水分從砂墊層中排出,達(dá)到了穩(wěn)定路基的效果。
土工格柵的材質(zhì)要經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量檢查方可施工。整個土工格柵的施工按照圖紙開展,在下承層的全斷面進(jìn)行鋪設(shè),鋪設(shè)前要保證下承層的平整,在鋪設(shè)時要保證結(jié)構(gòu)的順平,保證鋪設(shè)均勻而連續(xù),盡量不要出現(xiàn)褶皺,且將承載能力較高的方向設(shè)置在路堤的軸線方向,這樣可以預(yù)防卷曲情況發(fā)生。此外,拼接處的土工格柵的抗拉強度應(yīng)高于設(shè)計抗拉強度,搭接處應(yīng)多設(shè)置一定的長度,其中橫向搭接的長度應(yīng)超過30 cm,縱向搭接的長度超過60 cm。土工格柵的填充料也要保證質(zhì)量,在填料處于最佳含水量時進(jìn)行壓實。在土工格柵攤鋪完成時,應(yīng)保證在48 h內(nèi)使用推土機或裝載機覆蓋或回填填料,填筑速度要進(jìn)行嚴(yán)格控制,沿著路堤軸線的方向施工,同時應(yīng)監(jiān)控路基的沉降與穩(wěn)定性動態(tài),保證施工的安全性能,以完成施工。
方法概述:粉噴樁攪拌法就是使用通過壓縮空氣輸送加固劑粉體材料,使加固劑粉體材料與軟體地基充分接觸攪拌均勻,發(fā)生一定的物理化學(xué)反應(yīng),這使處理后的路基的抗壓強度與穩(wěn)定性超過原軟土地基,處理后路基的含水量明顯降低,這種方法可以起到有效的提高穩(wěn)定性及抗壓強度的作用。
粉噴樁法技術(shù)的優(yōu)點:粉噴樁法使用水泥作為摻和劑,這可以降低施工成本,處理后的路基加固作用明顯,且施工簡單,較為清潔,不會對周圍環(huán)境產(chǎn)生污染。使用粉噴樁技術(shù)處理方法可以布設(shè)形狀大小不同的樁體,施工較為靈活。
具體的施工工藝為:首先打好試驗樁,根據(jù)工程實際確定粉噴樁所需要的壓力及噴粉量的大小。接下來,進(jìn)行鉆孔時,根據(jù)規(guī)范及工程要求,明確噴粉樁的長度及鉆孔的深度,鉆孔的深度在50 cm左右,在鉆孔施工時樁體的長度及粉噴樁的均勻性進(jìn)行不定時檢查監(jiān)測。當(dāng)施工到一定階段應(yīng)提鉆,當(dāng)鉆頭提至距離地面5 mm左右處停止,接下來采用人工回填的方法繼續(xù)施工,當(dāng)回填至5 mm后使用壓路機壓實,防止出現(xiàn)水泥飛濺的情況。施工流程為:施工前準(zhǔn)備→鉆孔→灌漿→提鉆→人工回填→結(jié)束施工。
方法概述及優(yōu)點:強夯法是利用起重設(shè)備,將重錘升高至最高處后再將錘放下,利用重力的作用對軟土進(jìn)行夯實。該方法操作簡便,安全性高,施工工期短,可以明顯提高路基的承載能力。
技術(shù)原理:該方法主要適用于可灌性較好的土體,軟土地基的空隙較大,使用此方法可以將事先配好的水泥漿灌入軟土路基中,并利用重錘將路基壓實,水泥漿在軟土中受到擠壓的作用,形成各種形狀的漿體。水泥在軟土中硬化固結(jié)后,軟體地基中的摩擦力會逐漸增加,地基的壓實密度也越來越大,因此處理后的地基的承載能力也大幅提高。
具體施工方法:根據(jù)原地基的條件確定施工方案,若復(fù)合地基的條件較好,可在使用沖擊鉆成孔之后,在樁內(nèi)注入各種材料如水泥、砂石等,然后封住灌漿孔,以方便施工壓實。使用該方法可以有效堵住軟土中的空隙,提高承載能力,同時也需通過此方法將碎石間的空隙加大,以避免在灌漿時串漿。
機械碾壓是工程中常用的軟土路基的處理方法,機械碾壓設(shè)備可以在反復(fù)的碾壓后使土質(zhì)更加均勻平整,有效的預(yù)防軟土路基出現(xiàn)不均勻沉降的問題,進(jìn)而提高路基的承載能力,保證工程質(zhì)量。
高壓旋轉(zhuǎn)噴射處理技術(shù)是利用脈沖泵在高壓作用下噴射出化學(xué)漿體,鉆桿也以高速旋轉(zhuǎn)以打破原土體的組成,同時將漿液噴入土質(zhì)中,從而影響原土體的結(jié)構(gòu),使形成的圓柱體均勻密實,還可以通過加入一定的氧化鈣凝制劑使?jié){液快速固結(jié),減少漿體流出。高壓旋轉(zhuǎn)噴射法是公路、鐵路施工常用的一種新型方法。
本文從闡述軟土地基的定義、工程特點入手,探究了高速公路軟土地基施工中易出現(xiàn)的問題,最后介紹了軟土地基常用的施工方法及要點。隨著公路工程的不斷發(fā)展,軟土地基的處理和改善是不可避免的問題。軟土地基可引起不均勻沉降與側(cè)滑問題,存在著重大的安全隱患,易引發(fā)安全事故,因此必須重視對軟土地基的處理。工程中處理軟土地基的方法有很多種,在施工時應(yīng)根據(jù)實際工程情況選擇處理方法和手段,以提高路基承載能力,保證工程質(zhì)量。