高志萍
(長春市市政工程設(shè)計(jì)研究院, 吉林 長春 130033)
所謂軟基,實(shí)際上就是具有軟弱土層的土基。一般來說,軟基包括有谷地、河灘以及濱海等區(qū)域,這里的含水量較高、壓縮性較強(qiáng),同時(shí)具有剪切強(qiáng)度較低、固結(jié)時(shí)間較長、透水性較差的特征,同時(shí)由于涂層的層狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜,各個(gè)層級(jí)之間的物理學(xué)性能差異較大,所以軟土的強(qiáng)度較低,在實(shí)際使用過程中更容易發(fā)生沉降,需要特別關(guān)注其施工模式與技術(shù)條件的應(yīng)用。軟基處理技術(shù)是專門針對(duì)軟基進(jìn)行道路穩(wěn)定性處理的技術(shù),同時(shí)也是確保路段承載能力的關(guān)鍵技術(shù)。
道路路基設(shè)計(jì)是通過科學(xué)規(guī)范的設(shè)計(jì)規(guī)則來達(dá)到道路施工技術(shù)方案規(guī)劃客觀要求的過程。在道路路基的設(shè)計(jì)過程中,會(huì)對(duì)路基的整體質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估,以此來確保道路路面的整體承載能力,滿足實(shí)際的道路使用要求。由于道路路基的設(shè)計(jì)規(guī)劃對(duì)于后續(xù)影響會(huì)起到?jīng)Q定性的作用,所以必須要遵從一定的技術(shù)原則。首先,道路路基自身受到的載荷來源十分廣泛,包括自身的重量、道路路面的行車在和以及路面自有壓力等等。設(shè)計(jì)過程中,需要優(yōu)先考慮到自重以及道路路面的行車載荷,特別針對(duì)一些關(guān)鍵道路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),更要考慮到大量車輛同時(shí)經(jīng)過的載荷分布情況,以此來提升道路的整體穩(wěn)定性,避免在外力的影響下出現(xiàn)道路塌陷等重大事故;其次,路基的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)問題。路基穩(wěn)定性設(shè)計(jì)需要考慮到不同的季節(jié)與氣候條件下的路基使用情況。實(shí)際上,作為一個(gè)幅員遼闊的國家,我國的各個(gè)地區(qū)的氣候、水文地質(zhì)條件差異十分巨大,所以在進(jìn)行路基的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)應(yīng)用時(shí)需要盡可能根據(jù)本地的實(shí)際情況來進(jìn)行些調(diào)整;最后,做好軟基施工設(shè)計(jì)。軟基施工也是道路路基設(shè)計(jì)中最為核心的部分,通過處理好軟基設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)可以大大提升道路的耐久性與穩(wěn)定性。
軟基處理需要考慮到軟土基的基本特征,可以歸納如下幾個(gè)方面。
軟土基最大的特征是含水量特征,這也是導(dǎo)致后續(xù)特征出現(xiàn)的主要原因之一。目前,我國有相當(dāng)比例的軟基都是通過粉土與黏土直接構(gòu)成的,這些土中存在大量的負(fù)電荷,一旦周圍有水分就會(huì)將其吸附到土當(dāng)中,長期滯留在表層,此時(shí)含水量就會(huì)增加。如果電荷得不到釋放,還會(huì)不斷的吸附更多的水分,從而導(dǎo)致軟基的承載能力下滑。
軟基施工中經(jīng)常出現(xiàn)孔隙度較大的問題,該問題會(huì)導(dǎo)致路面的承載力直線下降,如果不積極采取有效的作業(yè)模式來提升整體的承載能力,往往會(huì)導(dǎo)致抗壓的效果不佳。同時(shí),孔隙度較大的問題如果不得到解決,軟基的施工作業(yè)條件就無法改善,道路的使用年限也就得不到保障。
軟基施工過程中會(huì)受到壓力、重力的影響,這個(gè)過程中可能會(huì)出現(xiàn)路面變形等問題。相比于其他類型的路面,軟基更容易出現(xiàn)形變,進(jìn)而發(fā)展成為軟土的流動(dòng),最終導(dǎo)致路面的塌陷事故。
軟基處理設(shè)計(jì)施工中,表層加固技術(shù)是應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)類型。其中,砂墊層加固能夠滿足小范圍、較低厚度的施工要求。從技術(shù)實(shí)現(xiàn)的效果上來看,能夠改善軟土基的排水固結(jié)特征,從而實(shí)現(xiàn)地下水的土層影響控制,進(jìn)而改善整體的施工環(huán)境與施工性能。大多數(shù)情況下,選擇合適的換填材料就可以滿足軟基處理的實(shí)際需要,比如說中砂、細(xì)砂的配合,選擇合適的級(jí)配等等,提升承載性能的同時(shí)滿足安全性設(shè)計(jì)要求。表層排水技術(shù)主要針對(duì)軟基處理過程中地基中含水量較多的問題,需要將水分排出來提升地基的穩(wěn)定性。在該技術(shù)應(yīng)用過程中,可以考慮設(shè)置盲溝來實(shí)施表面排水,借助于縱向橫向排布相結(jié)合的方式有助于施工技術(shù)的應(yīng)用;鋪墊材料加固技術(shù)。該技術(shù)主要針對(duì)軟基處理中整體承載能力較差的問題,選擇一些穩(wěn)定性高、承載能力強(qiáng)的材料來參與軟土地基的沉降控制與變形控制。另外,添加一些土木材料也有助于形成整體排水的效果,確保軟基處理的整體水平。除去上面提到的加固技術(shù)之外,化學(xué)添加劑加固也是一種軟基處理的方法,該方法能夠有效提升土層的穩(wěn)定性,添加水泥、石灰等材料后,就會(huì)出現(xiàn)化學(xué)固結(jié)的情況,從而有效解決軟基處理效果不佳的問題。
深層加固技術(shù)主要針對(duì)深層軟基進(jìn)行處理,相比于表層加固更關(guān)注內(nèi)容強(qiáng)化。排水固結(jié)技術(shù)主要針對(duì)填充類型軟基來進(jìn)行強(qiáng)化,該類型的強(qiáng)化技術(shù)能夠滿足不同類型的飽和軟土施工需求,能夠有效提升整體的承載能力,同時(shí)進(jìn)行地基的不均勻沉降控制。該技術(shù)的操作難度本身不高,但是要想提升整體的施工效果卻需要面對(duì)不少問題,所以需要具有豐富施工經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員來進(jìn)行施工;水泥粉煤灰深層加固。一般來說,深層軟土的比例較高、深度較大的情況下,選擇表層強(qiáng)化的效果可能會(huì)不佳,而深度強(qiáng)化則需要面對(duì)成本較高的問題,所以利用水泥粉煤灰等施工材料的優(yōu)勢就在于成本低、強(qiáng)化深度較高。另外,該施工技術(shù)還可以通過水化結(jié)晶的方式進(jìn)行不斷的內(nèi)部延伸,從而達(dá)到表層強(qiáng)化延伸到深層的效果,在改善基本強(qiáng)度的同時(shí)不引起不均勻沉降,廣泛適應(yīng)于各種施工環(huán)境當(dāng)中;水泥攪拌樁加固技術(shù)。該技術(shù)具有明顯的技術(shù)特征,通過物化反應(yīng)的巧妙結(jié)合,無論是表面土層還是深層次的土層都可以得到一次性的強(qiáng)化,缺點(diǎn)就是對(duì)施工技術(shù)具有一定的要求。
除去上面提到的軟基施工技術(shù)之外,軟基處理還有許多針對(duì)性較強(qiáng)的施工技術(shù),包括砂墊層施工技術(shù)、置換施工技術(shù)等等。砂墊層施工技術(shù)針對(duì)土質(zhì)良好但是含水量較高的土層進(jìn)行施工,該過程中能夠有效解決表面固結(jié)的問題,同時(shí)可以縮短施工的整體工期,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。置換施工技術(shù)則針對(duì)一些軟基施工表面不合格的情況,采用土地置換處理的方式來確保施工材料的整體性能。在該過程中主要針對(duì)一部分排水固結(jié)難以解決的土壤進(jìn)行更換,選擇滲透性好且整體質(zhì)地均勻的材料來進(jìn)行替換,該技術(shù)的應(yīng)用需要滿足一些特殊條件,施工成本與更換的數(shù)量有關(guān)。
綜上所述,軟基處理技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于提升施工道路的穩(wěn)定性、承載能力都具有重要的意義和價(jià)值。隨著道路下管線鋪設(shè)要求的不斷增加,目前行業(yè)對(duì)于道路沉降水平也提出了更高的要求,這也使得道路路基設(shè)計(jì)中的軟基處理成為行業(yè)普遍關(guān)注的問題。根據(jù)軟基流動(dòng)性強(qiáng)、觸變性強(qiáng)以及含水量高等特征,做好表面加固與深層加固處理工作,結(jié)合多種軟基施工技術(shù)的巧妙應(yīng)用,從而實(shí)現(xiàn)軟基處理效率的整體提升,同時(shí)也為促進(jìn)市政道路使用效果奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。