李輝
摘要:在眾多的公路建設(shè)過程中,較為常見的一種地質(zhì)情況是軟土地基。公路工程軟土地基的處理水平不僅關(guān)系著工程的建設(shè)周期、工程造價(jià)等,同時(shí)也會(huì)影響到工程的施工質(zhì)量以及質(zhì)量管理水平。鑒于此,對(duì)公路工程施工中軟土地基的處理技術(shù)進(jìn)行分析,有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
關(guān)鍵詞:公路工程;軟土地基;處理技術(shù)
1軟土地基概述
1.1軟土地基的特性
軟土作為一種土質(zhì),其本身具有很大的空隙、強(qiáng)度較低、凝聚力不大、滲透系數(shù)小而且蘊(yùn)含豐富的水分。在公路施工中,軟土的特性會(huì)導(dǎo)致地基建設(shè)中出現(xiàn)幾種典型性問題。首先,由于它的變形性很大,抗剪強(qiáng)度很弱,當(dāng)外界振動(dòng)時(shí)很容易受到影響而發(fā)生變形,使地基下滑,導(dǎo)致地基下部土體被擠出。其次,由于軟土沉降不均勻,在沉積過程中會(huì)受到外界環(huán)境的感染發(fā)生路基沉降不均勻的現(xiàn)象。再次,軟土還有透水性低的特點(diǎn),這就導(dǎo)致了地基每級(jí)載荷的穩(wěn)定性降低。最后,由于軟土壓縮性較高,所以在公路建設(shè)負(fù)載中,會(huì)由于建筑物自身重量的不均勻而產(chǎn)生大幅度沉降。
1.2處理軟土地基的必要性
軟土地基是公路工程建設(shè)中不可避免的問題,若不能妥善處理,則會(huì)導(dǎo)致路基沉降的不均勻甚至發(fā)生塌陷,進(jìn)而造成嚴(yán)重的交通事故,不僅會(huì)為施工企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,同時(shí)也會(huì)危害人們的生命安全。因此在公路工程的施工過程中,必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行軟土地基的處理,借助科學(xué)的處理技術(shù),不斷提升軟土地基的處理水平,進(jìn)而提高工程質(zhì)量管理控制水平,全面增強(qiáng)公路工程建設(shè)質(zhì)量,在保證施工企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益最大化的同時(shí),減小交通安全事故的發(fā)生幾率,保證人們的生命安全。
2公路工程施工中軟土地基處理存在的主要問題
2.1沒有做到因地制宜選擇合理的軟土地基處理技術(shù)
目前,我國(guó)公路工程施工過程中,在進(jìn)行對(duì)軟土地基處理技術(shù)的選擇時(shí)具有一定的盲目性,忽視了對(duì)實(shí)際土質(zhì)情況的分析,沒有做到因地制宜、科學(xué)選用。其中主要的現(xiàn)象是僅僅進(jìn)行單一技術(shù)的方案設(shè)計(jì),而沒有對(duì)不同軟土地基處理技術(shù)方案進(jìn)行比較,從而使得方案不夠完美,結(jié)果不是技術(shù)方法選用錯(cuò)誤,就是盡管方法合理,但工程成本較高,施工時(shí)間較長(zhǎng)。
2.2施工設(shè)備落后
雖然我國(guó)公路工程建設(shè)發(fā)展迅猛,但是工程施工機(jī)械的發(fā)展滯后現(xiàn)象卻一直以來(lái)長(zhǎng)期存在。即使一系列機(jī)械產(chǎn)品層出不窮,但還是不能很好地滿足地基處理技術(shù)的需要。施工機(jī)械相對(duì)落后的情況致使地基處理的質(zhì)量不高,安全性較差。
2.3工程質(zhì)量監(jiān)督管理不到位
目前,我國(guó)對(duì)于公路工程軟土地基的施工缺乏行之有效的管理和監(jiān)督,監(jiān)管部門對(duì)于公路工程軟土地基處理監(jiān)管工作缺乏責(zé)任心,往往對(duì)于施工企業(yè)和施工過程只是走過場(chǎng),并且缺乏科學(xué)有效的質(zhì)量檢測(cè)手段,對(duì)于一些地基處理質(zhì)量和安全問題不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),從而不能有效地保證施工軟土的地基處理質(zhì)量。
2.4人員素質(zhì)不高
在公路地基處理施工過程中,許多施工人員文化程度不夠高,而又缺乏熟練操作的工人,甚至施工之前不進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)。事實(shí)情況證明不同的軟土地基處理措施都具有各自的特點(diǎn),有自己的使用范圍,適用于不同的情況。對(duì)于文化程度不高的施工人員,他們?cè)谟龅骄唧w情況時(shí)缺乏正確選擇出適合處理措施的能力,有些施工人員為了省時(shí)省力,偷工減料,得過且過,忽視了工程中的各項(xiàng)要求,達(dá)不到相關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),最終導(dǎo)致地基處理質(zhì)量降低,增加了安全隱患。
3公路工程施工中軟土地基處理技術(shù)分析
3.1強(qiáng)夯法
在各類公路工程中,能用強(qiáng)夯法的工程比較少,一般情況下,強(qiáng)夯法只適用于黏性土、碎石土或者濕陷性黃土這類砂性土質(zhì)的軟土地基。強(qiáng)夯法即借助重錘從高出快速落下所產(chǎn)生的沖擊力下砸,使得原本比較松軟的軟土地基在強(qiáng)力的擊打下,密度越來(lái)越高,最終達(dá)到堅(jiān)硬、緊實(shí)的目的,以此來(lái)提升地基的承重能力。強(qiáng)夯法的操作相對(duì)來(lái)說比較簡(jiǎn)單,所用時(shí)間也相對(duì)較少,效果卻很明顯,同時(shí)其操作成本也比較低,能夠在一定程度上使公路工程的經(jīng)濟(jì)收益最大化。因此在砂性土質(zhì)的軟土地基中,強(qiáng)夯法比較常用。
3.2換填法
換填法是將地基鋪設(shè)路線以下較淺范圍內(nèi)的軟土取出去,填充一些高強(qiáng)度、抗腐蝕、硬材質(zhì)、性能穩(wěn)定的材料,例如,素土、砂、卵石、碎石、煤渣、灰土、礦渣等(注意填充時(shí)要分層分類填充),然后通過手工或者施工設(shè)備,進(jìn)行打壓、夯實(shí),使其達(dá)到一定的密實(shí)度,形成標(biāo)準(zhǔn)的人工地基。當(dāng)軟土層薄,上部荷載小,可以直接手工或機(jī)械方法壓實(shí),同樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地基加固效果。換填法的適用范圍是雜填土、淤泥、松散素填土、已經(jīng)完成自重固結(jié)的回填土等地基處理。
3.3加載法
加載法憑借的關(guān)鍵是加載技術(shù),而這技術(shù)關(guān)鍵是“使用認(rèn)為壓制的方法來(lái)完善軟土的土質(zhì)情況,運(yùn)用重型壓路機(jī)實(shí)施反復(fù)壓實(shí)軟土,以把軟土中的空隙與水分排除,把軟土壓制成跟道路路基施工要求相符的土壤”。在應(yīng)用這種技術(shù)進(jìn)行軟土地基加載壓實(shí)時(shí),要時(shí)刻對(duì)土質(zhì)實(shí)施檢驗(yàn),切實(shí)保障壓實(shí)的實(shí)際效果,確保項(xiàng)目施工質(zhì)量。
3.4深層水泥攪拌樁法
深層水泥攪拌樁的施工工藝主要需控制四個(gè)方面:首先是懸掛吊錘,將吊錘懸掛在主機(jī)上,調(diào)整水泥攪拌樁的垂直度,目的是使水泥攪拌樁的垂直度在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi);其次要進(jìn)行質(zhì)量檢查,尤其是對(duì)水泥用量的檢查;第三是水泥攪拌的配合比,水泥攪拌時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行;最后,運(yùn)用灰漿攪拌機(jī),按照事先定好的配比攪拌制備水泥漿,啟動(dòng)攪拌機(jī)進(jìn)行調(diào)整,使其一邊噴射一邊旋轉(zhuǎn),然后將攪拌機(jī)下沉到預(yù)定高度后重復(fù)上下攪拌。需要注意的是,當(dāng)攪拌機(jī)上升到預(yù)先設(shè)定的頂面標(biāo)高時(shí)集料斗里的水泥漿應(yīng)該剛好排空,使攪拌機(jī)的邊緣壓入地基中到達(dá)固定深度后再將其回升到路面上達(dá)到將泥漿和軟土攪拌均勻的目的。在攪拌時(shí)應(yīng)該邊攪拌邊噴漿再進(jìn)行下一根樁的重復(fù)操作。這種方法在軟土路基中被普遍使用。
3.5高壓噴射注漿法
在多種公路工程軟土地基處理技術(shù)中,高壓噴射注漿法也是操作方法比較簡(jiǎn)單的一種,主要適用于砂類土與黏性土。該種處理技術(shù)是在鉆機(jī)的鉆孔當(dāng)中,借助高壓設(shè)備形成高壓的漿液射流,在需要加固的軟土地層中插入注漿管,進(jìn)而切割破壞土體。與此同時(shí),必須要對(duì)漿液和土體進(jìn)行攪拌,保證其均勻性,進(jìn)而確保水泥土體有較高的強(qiáng)度以及截水帷幕的功用。需要注意的是,直徑比較小的土體顆粒會(huì)在水面上浮出,其他顆粒則會(huì)在向心力、重力等各種力的作用之下,和漿液混合,按照相應(yīng)的比例進(jìn)行重新排列。
3.6表層處理法
所謂表層處理法,顧名思義,就是處理軟土地基的表層,通常是通過添加一些合適的材料,然后再輔以合理化、科學(xué)化的排水技術(shù),排除軟土地基中的大量水分,減少表層含水量,從而實(shí)現(xiàn)提高軟土地基強(qiáng)度的目的。此種方法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)軟土地基進(jìn)行了有效處理的同時(shí),所采用的技術(shù)對(duì)軟土地基較深范圍內(nèi)土質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響很小,能夠防范軟土地基剪切變形現(xiàn)象的發(fā)生。在使用此方法時(shí)應(yīng)注意的問題是:不僅要排除軟土地基表層的水分,還要做沙土處理。其中排水處理可以依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,挖一個(gè)排水槽溝進(jìn)行排水;而沙土處理主要是針對(duì)水分較多但土層卻較薄的軟土地基,具體是鋪墊適當(dāng)厚度的砂墊層,一方面起到輔助降低水分含量的作用,另一方面達(dá)到加固軟土地基的效果。
3.7排水固結(jié)法
不管是建設(shè)哪種項(xiàng)目工程都離不開對(duì)排水技術(shù)的運(yùn)用。在建設(shè)公路中,通過對(duì)排水固結(jié)技術(shù)的運(yùn)用,地基的強(qiáng)度獲得了有效的提升。除此以外,公路路基的沙井垂直方向與沙井還能夠獲得排水處理。在建設(shè)公路之前,能夠?qū)Y(jié)構(gòu)自重漸漸加載與加載預(yù)壓的方法加以運(yùn)用,讓路基空隙獲得有效的排水處理。在實(shí)施排水的時(shí)候,含有相對(duì)大水量的軟土地基要首先處理,為了把表層的水排除,還要挖一個(gè)溝槽,在布置溝槽的過程中,要加以應(yīng)用當(dāng)?shù)氐牡匦?,還需要避免沉降情況的發(fā)生。在建設(shè)公路路基中通過對(duì)排水固結(jié)技術(shù)的運(yùn)用,能夠使空隙的體積縮減,進(jìn)而保證不會(huì)輕易的改變路基地形。
3.8機(jī)械碾壓法
在公路工程的軟土地基中,比較常見的土質(zhì)即為黏性土,黏性土的壓實(shí)情況直接關(guān)系著地基的處理質(zhì)量,甚至?xí)绊懙秸麄€(gè)公路工程的建設(shè)質(zhì)量。由于軟土地基一般情況下比較分散,故為了確保公路路面的平整性,應(yīng)該對(duì)軟土地基進(jìn)行合理的碾壓。而對(duì)負(fù)荷比較小且較薄的軟土層。
4結(jié)語(yǔ)
軟土地基處理的好壞直接關(guān)系到公路的基礎(chǔ)承載能力,是確保公路工程高效、安全運(yùn)行的關(guān)鍵。相關(guān)工作人員要結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況,正確選擇和靈活運(yùn)用各種軟土地基處理技術(shù),進(jìn)行軟土地基加固處理,消除施工的安全隱患,保證公路工程施工的整體質(zhì)量。
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(作者單位:河北省平泉市交通運(yùn)輸局地方道路管理站)