付紅軍
摘 要:軟土一般是指沉積在地下的黏土,這些土的飽和性比較強,多數(shù)分布在我國的山間盆地以及內陸平原地區(qū),這種土壤的基本特征主要體現(xiàn)在含水量高、比隙孔大以及壓縮性高等不同的方面。在我國經濟水平不斷提升的今天,道路建設面臨著巨大的發(fā)展前景,因此相應的道路建設方式以及地基處理方式都在不斷提升。軟土作為道路施工過程中比較難以處理的一種土壤,對其進行科學的處理,對于提升工程進度以及保證工程質量都具有十分重要的意義,因此本文從這個角度入手,對于軟土地基的處理方法進行全面的研究和探索,希望為相關單位提供一個有價值的參考。
關鍵詞:土木工程;軟土地基;處理方法
1 引言
隨著時代的進步,人們的安全意識不斷提高,尤其是在建筑方面,在人們的生活過程中,在居住、娛樂、辦公等多個方面都扮演十分重要的角色,因此提高建筑的安全性和穩(wěn)定性成為當前社會主要關注的問題。地基作為影響建筑的主要因素之一,地基質量的好壞直接決定這土木工程的質量。目前我國施工過程中存在地基不穩(wěn)、地基軟化、地基沉降等多方面問題,提高建筑質量的重要途徑之一便是提高地基的質量。軟土地基壓縮量大、自身強度低、沉隱量大,這些安全隱患問題需要引起建筑企業(yè)的重視,在施工過程中需要利用相應辦法進行有效處理,進而保證建筑的質量。
隨著我國國力的不斷增強,各地區(qū)的經濟都得到了較大的發(fā)展,基礎建筑設施也逐漸普及各區(qū)域,隨著工程范圍變廣,在建筑施工過程中存在一部分的工程地基屬于軟土地基。軟土地基給建筑施工帶來一定的麻煩,盡管我國現(xiàn)在軟土地基處理技術有了較大的提升,但目前仍然存在較多的問題,需要通過不斷的實踐來發(fā)現(xiàn)軟土地基處理技術缺陷,進而更好的完善我國軟土地基處理技術。
在近幾年的發(fā)展中,國家相關管理部門不斷提高了對土木工程施工的重視,相關科研團隊也對工程中涉及到的施工技術進行了深入的研究,以此來為土木工程質量和效率提供有利的保障。軟土地基處理技術就是土木工程施工中的重要內容,對土木工程后期的運作效果和質量有著重要的影響。
隨著我國科學技術的快速發(fā)展,我國公路工程施工技術水平也得到了大大地提高,從而有效地促進了我國公路事業(yè)的發(fā)展。目前,軟土地基處理的方法有很多種,但每種方法或多或少存在一些不足之處,只有不斷地提高軟土地基處理技術水平,對軟土地基處理方法進行科學合理地選擇,才能確保整個公路建設的質量,才能確保公路建成后安全、高效地運營?;鳛橛绊懡ㄖ闹饕蛩刂?,地基質量的好壞直接決定這建筑工程的質量。目前我國施工過程中存在地基不穩(wěn)、地基軟化、地基沉降等多方面問題,提高土木工程施工質量的重要途徑之一便是提高地基的質量。軟土地基壓縮量大、自身強度低、沉隱量大,這些安全隱患問題需要引起相關企業(yè)的重視,在施工過程中需要利用相應辦法進行有效處理,進而保證土木工程的施工質量。
2 軟土基的概念及特征
2.1 所軟土地基的概況及危害
軟土是淤泥質土和淤泥的總稱,具有壓縮性強和天然含水量大的特質組成的,由于軟土路基的特殊條件,所以無法直接作為公路的直接建造條件,由于軟土路基的這些條件,容易在路面的承重能力方面造成影響。
2.1.1 浸水沉陷破壞
軟土地基在應用的過程中非常容易出現(xiàn)排水不暢的路段,在這種情況下非常容易導致水對路基進行侵入,在行車荷載增大的情況下,路基會在負荷變化的情況下出現(xiàn)銜接處沉降的情況,在路面會出現(xiàn)不均勻沉陷和變形的情況,這樣會導致路面在使用過程中出現(xiàn)開裂的情況,這樣會導致行車過程中出現(xiàn)安全隱患。
2.1.2 剪切拉裂破壞
軟土地基在振動荷載或者是自重力度作用下出現(xiàn)破壞的情況,會導致邊坡出現(xiàn)土體隆起的情況。地基土地強度出現(xiàn)下降的情況,會導致軟土層出現(xiàn)整體滑動的情況,同時也會出現(xiàn)路基不均勻沉降的情況。剪切拉裂破壞也會導致路面出現(xiàn)裂縫,同時很多的裂縫也是會出現(xiàn)貫通的情況,這樣會導致整個公路出現(xiàn)嚴重的破壞。
2.2 軟土地基的特征性
2.2.1 孔隙較大
在同樣的環(huán)境下,軟土和普通泥土相比,其空隙相對來說要大很多。其主要是因為軟土含水量大,導致泥土顆粒之間的銜接點出現(xiàn)膠結現(xiàn)象,缺失了普通泥土的土層壓實結構,從而空隙變大。
2.2.2 透水性差
軟土地基的排水能力和透水性都很差,垂直方向的水滲透參數(shù)只有10cm/s,致使孔隙承受的水壓力較大,從而對地質沉降的影響很大,軟土地基的建筑物自然沉降的時間要比普通土質的地基沉降的時間更長。
2.2.3 壓縮性強
在壓縮初步階段,軟土地基的壓縮曲線相對緩慢,當承受的壓力超過限定范圍,就會呈現(xiàn)下降趨勢,之后又會突然出現(xiàn)一個下降點。由此,軟土地基的壓縮曲線會出現(xiàn)從一個突變到漸變得過程,使其具有較強壓縮性。
2.2.4 軟土地基不均勻性
軟土地質的主要成分為細微土顆粒和高分散土,由于組成成分的不均勻,導致軟土土質分布的不均勻性。在實際的施工過程中面對密度分布不均的軟土地質,很難將其直接進行受力平衡,因而在承載力較大的情況下對軟土地基影響極大,嚴重情況下導致自身結構發(fā)生改變,影響建筑質量。
2.2.5 沉降變形
軟土地基是最容易發(fā)生沉降的情況,當在軟土地基上面的承載力過大時則會很容易導致地基發(fā)生變形,使建筑的周圍出現(xiàn)地基凸起的情況。如果地基沉降量過大則很容易導致建筑發(fā)生傾斜,更嚴重的是直接導致建筑倒塌,對人們生命安全造成很大的威脅。
3 土木工程軟土地基的施工要點
3.1 振沖法
振沖法主要是憑借水沖和振動使得地基固結,從而大幅提高地基承載力。振沖法又可細分為振沖樁法和振沖密實法兩種方法。其中振沖樁法通常適用于粉土、砂土等類型的房屋地基上,采取振沖樁法時,通常使用碎石對地基進行填充,同時憑借密實的骨料,增加房屋地基的自身重量,使地基在不斷振動過程中完成沉降。相比之下,振沖密實法一般適用于致密性較差的地基中,當?shù)鼗沉A康陀?0%時,施工人員往往會通過振沖密實法來加強地基承載力。使用振沖密實法的首要目的就是降低房屋地基內的間隙密度,提高其密實度。而當?shù)鼗沉A康?0%時,地基內的水分含量已經處于較低狀態(tài),再使用振沖密實法已經無法起到提高地基密實度、降低其間隙密度的作用,這時就可換用振沖樁法來對房屋地基進行處理。
3.2 水泥攪拌法
水泥攪拌法,主要是在水泥的幫助下,對軟土地基的固化程度進行提高,在特制深層攪拌機械的幫助下,攪拌加固深層次的地基,促進地基強度的提升。在水泥攪拌的過程中,施工人員要保證水泥攪拌時間的充足,同時提高攪拌機的速度和下鉆速度,從而確保加固進度,保障后續(xù)施工具有充足的時間。在結束水泥攪拌施工之后,要將有關的施工準備工作落實到位,例如:平整場地等等。施工人員要檢查水泥攪拌的施工設備,保證其具有良好的穩(wěn)定性能,同時工作狀態(tài)穩(wěn)定。在使用水泥攪拌施工方法時,施工人員要合理的放置樁位,有效的復核和檢驗樁位,有效的調整不滿足規(guī)定的樁位。施工人員要對整個管道進行清洗,避免管道出現(xiàn)堵塞的情況,確保水泥攪拌樁開鉆施工的順利進行。此外,施工人員要檢查每根成型的攪拌樁的質量,嚴格按照施工的規(guī)定,設置攪拌樁的水泥用量,避免攪拌樁發(fā)生斷漿的情況。在施工的后期階段,要檢查施工質量,主要檢查成型的攪拌樁的質量。在民用房建工程軟土施工過程中使用水泥攪拌樁施工方法,能夠提高軟土地基的強度,為民用房建工程施工質量奠定基礎。
3.3 固結排水法
在對有機質粘土以及飽和粘土形式的地基進行處理的時候一般都會用到該種方法。在對固結排水法加以應用的過程中,豎向排水體配合水平排水的砂墊層共同組成了排水系統(tǒng),對其設置的作用在于讓軟土地基固結的速度加快,讓地基空隙當中的排水距離實現(xiàn)縮短,從而達到對原有排水邊界進行優(yōu)化處理的目的。對固結排水法的應用,要是軟土具有優(yōu)質的滲透能力,亦或是軟土層較薄,而且跟地表之間的距離相對較近,就要在地表鋪設砂墊層,不用對豎向排水體加以設置。通常情況之下,如果水平砂墊層的厚度是五十公分,則需要利用中砂或粗砂。水平砂墊層需要比路基的兩邊寬出一百公分,并且保證排水的通暢性。
3.4 強夯法
借助重物使勁地拍打地面,促使地面變得平整且牢固,這種方法被稱為強夯法。在軟基處理過程中利用強夯方式能進一步提升地面承載能力,避免因重物擠壓地面而出現(xiàn)坍塌的情況。強夯法的優(yōu)點很多,能快速地硬化以及夯實地基,用這種方法處理軟土地基能起到好的效果。但在夯實過程中會產生巨大的噪聲,嚴重影響周圍居民的正常生活。因此,在居民聚居的地區(qū)不適宜采用強夯法。在夯實處理過程中,施工人員需要嚴格按照順序開展夯實工作,一層一層地夯實,在進行最后一層夯實時,要將遺留的坑填平。這種操作會導致夯坑表面泥土比較松散,在完成夯實工作以后需要再降低強度繼續(xù)夯實。夯實處理會產生強烈的震動,夯實操作與建筑物應保持10~15m的距離,這將不會影響建筑物的結構穩(wěn)定性。但是當周圍具有一些對建筑物造成影響的設備,施工人員需要采取相關的保護措施。開挖一些隔震溝可防止上述問題出現(xiàn),工程實例表明,在夯實松土的過程中,再增加一些輔助性的措施,能提升夯實工作的效果,最終改善軟基的硬度。
強夯法中進行加固深主要要考慮以下三個因素:
(1)夯擊能的大小。夯擊能的大小主要取決于每次錘擊的落地高度,一般來說高度越高,夯擊能越大,夯擊能的大小決定了工作的效率,夯擊能越大所需要的夯擊次數(shù)就越少,效率也就越高。但夯擊能不能過大,如果夯擊能過大則會導致錘擊的周圍區(qū)域土壤凸起,影響其夯擊效果。經過不斷錘擊可以將軟土逐漸便結實,排除其中的水分,提高軟土地基的穩(wěn)定性和承載能力。夯擊能的大小需要根據(jù)實際的工作經驗來判斷,選擇合適的夯擊能大小能夠省時省力,縮短工期。
(2)施工地的土質條件。不同的土質條件所受到重錘沖擊的效果不一樣,因此利用強夯法加固軟土地基時需要事先對軟土的性質進行分析,主要包括軟土土質的水含量、密度、強度等性質,根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)確定改軟土對重錘的效果,最后根據(jù)實際的軟土性質確定夯擊方案,提高軟土地基加固效果。
(3)重錘的錘底面積。重錘的捶底面積決定這落地時的錘擊面積和地面的受力大小。如果錘底面積過大,夯擊能再大,但地面的平均受力就會減小很多,加固深度則會較小;相反的,如果錘底面積過小,則地面所承受的沖擊力則較大,陷入的深度容易過大而影響下一步操作或者是地基的建設。錘底的面積需要根據(jù)實際的施工環(huán)境來決定,一般的錘底面積所造成的壓力在25-40kap之間較為合理。
3.5 靜載法
靜載法屬于在地基硬度無法符合公路工程施工建設要求的情況之下,在地基表面添加重物,繼而有效壓縮其中的軟性物質,實現(xiàn)地基硬度的提升。經過處理的地基能夠呈現(xiàn)出非常優(yōu)質的強度,有效延長公路工程的使用壽命。而在工程實踐當中對靜載法的應用通常都是利用高強壓力針對軟土進行施壓,從而實現(xiàn)軟土當中水分的減少,對其加以應用應該注意到作業(yè)時間的合理設置。
3.6 土體置換法
土體置換法主要對不合理的土層進行置換,有的路段淤泥土較多,在道路橋梁施工過程中,出現(xiàn)淤泥土會影響地基的堅固性,無法確保工程質量。通過土體置換法能夠對質量較差的土層進行置換,提高土層質量,從而達到預期的目的。當軟土地基范圍較大時,施工人員可以通過機械進行施工,把水泥與土進行攪拌,使得軟土硬化,提高軟土地基的硬度,從而提高地基質量。由于每個路段的土質有所不同,使得處理方法也多種多樣,這就需要施工人員根據(jù)工程實際情況選擇合適的施工處理技術,最大限度地發(fā)揮施工處理技術的作用,降低軟土地基中的含水量。
3.7 拋石擠淤法
在道路橋梁工程中運用拋石擠淤法能夠降低軟土地基中的水分,由于軟土地基主要位于水下,增加了施工難度,如果施工人員使用傳統(tǒng)的施工處理方式很難對軟土地基進行有效處理。拋石擠淤法操作流程是先在路基表面填充片石,通過片石把路基中的淤泥進行擠出,在淤泥表面鋪上厚沙,最后進行填土。拋石擠淤法對施工人員有著較高要求,施工人員必須按照規(guī)定的要求進行操作,確保操作的合理性,這樣才能充分發(fā)揮出拋石擠淤法的作用,降低軟土地基中的水分,提高地基的穩(wěn)固性。在拋石過程中,片石浮出水面后要用小石塊填充空隙,這樣不但能夠使地基更加堅固,還能提高施工質量。
4 落實軟土地基處理技術的對策
4.1 做好施工前準備工作
路基施工是公路工程施工的重要組成部分。實地檢測路基,了解路基的實際情況,做好施工準備是保障公路施工質量的前提。公路工程施工前,應針對軟土地基軟黏土土層的成分、滲透系數(shù)、路基底層地段的特殊情況等事先做好清理工作,同時開展測量和放樣工作,并自帶儀器進行自檢,依據(jù)實際情況選取施工技術方案。在施工現(xiàn)場,需要進行工藝性試樁、放樣等工作,綜合考慮機械設備條件和材料供應等情況,確定具體的施工方案,以減少軟土地基的處理時間,降低施工難度。
4.2 提高軟土地基處理效率
對地基的處理不能千篇一律,盲目選擇施工方案。處理方法不當往往會造成成本的浪費和工期的延長,并且降低施工效率。要提高軟土地基的施工質量和施工效率,首先應掌握軟土地基的特征、最大處理深度和使用范圍。以強夯法、水泥攪拌樁法、排水固結法為例,這三種施工處理方法對地基的最大處理深度分別是5~8m、8~15m和30m。施工人員應針對公路工程所在地的地質情況和設備性能綜合分析,遵循“科學合理、經濟可行”的原則,選擇合理的施工方法處理軟土地基。對于污水聚集、淤泥層較厚、有排水困難的路段,可以綜合采用拋石擠淤、排水固結、置換填充等方法,而不是單一地采用某一種方法。
4.3 加強施工監(jiān)管力度
我國在公路地基處理理論方面的研究明顯滯后于實踐,這是我國土木建筑行業(yè)內的普遍現(xiàn)象。而施工理論不成體系又導致了公路建設工程質量檢測方法缺乏統(tǒng)一的標準。目前,大量的施工方法缺乏質量檢驗手段。在軟土地基的施工監(jiān)管方面,必須從施工技術監(jiān)管、施工質量監(jiān)管、施工安全監(jiān)管、施工資料監(jiān)管等方面制定相應的監(jiān)管制度,以規(guī)范、評估和約束施工人員的施工行為。同時成立專門的監(jiān)督小組深入施工現(xiàn)場,并依據(jù)相應的獎懲制度進行考評,以落實工程施工監(jiān)管工作,保障施工質量。
5 結語
總之,隨著我國經濟的不斷發(fā)展,道路施工受到了相關市政部門的普遍關注。而在施工過程中常見的一個問題就是軟土路基穩(wěn)定性不強的問題,對于道路的整體質量造成不同程度的影響。因此相關工作人員應該認真對于當?shù)氐能浲燎闆r進行全面的分析,從而為之選擇針對性的軟土路基處理方式,進而在進行規(guī)范化處理的基礎上使得路基的穩(wěn)定性以及堅實性得以全面的提升,為道路投入使用之后在促進我國經濟發(fā)展上發(fā)揮出越來越大的作用奠定堅實的基礎。
參考文獻:
[1] 顏敏容.巖土工程中軟土地基處理技術的應用研究[J].建材與裝飾,2017(49):4~5.
[2] 程新春.巖土工程中的軟土地基處理技術探究[J].中國高新技術企業(yè),2016(33):139~140.