于習(xí)化
(珠海市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站,廣東 珠海519015)
軟土地基最主要的問(wèn)題在于有較大空隙、較多水分,同時(shí)還缺乏一定的承載力,不符合市政工程地基施工的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。就算建設(shè)完工,后期道路質(zhì)量也存在安全隱患。所以,當(dāng)下市政工程地基建設(shè)的棘手問(wèn)題就是要妥善解決軟地基的缺陷。根據(jù)之前的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō),軟土地基結(jié)構(gòu)施工困難的問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下方面:
1)軟土地基結(jié)構(gòu)缺乏一定的承重能力,如果施工技術(shù)需要發(fā)生變化或者其他原因,那么,施工位置的地基結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)晃動(dòng)破壞,嚴(yán)重的可能會(huì)塌陷,存在較大的安全隱患,不能保證施工質(zhì)量。
2)軟土地基有較大的壓縮性,造成施工后出現(xiàn)不同程度的沉降,長(zhǎng)時(shí)間的下沉導(dǎo)致地基結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中不能充分發(fā)揮其作用,容易出現(xiàn)道路裂縫或地下管線破損等問(wèn)題【1】。
3)軟土地基含有較大的水分,其承受了一定壓力后發(fā)生浮力,導(dǎo)致地下管線出現(xiàn)破損,對(duì)整個(gè)施工造成影響,工程建設(shè)質(zhì)量安全得不到保障。
只有軟土層才會(huì)存在軟土地基。軟土層主要含有粉狀土質(zhì)、黏土、機(jī)制土和顆粒狀的土質(zhì)等,其不僅對(duì)建筑工程的主體質(zhì)量安全造成影響,也影響了施工進(jìn)度與建筑物安全穩(wěn)定性。同時(shí),在地基施工過(guò)程中,這些土質(zhì)還會(huì)導(dǎo)致地基沉降不均勻。主要原因在于軟土土質(zhì)和其他土質(zhì)存在較大差別,建設(shè)完成后容易出現(xiàn)道路地基排水困難、承載力弱的問(wèn)題【1】。因此,專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)基于軟土地基的特點(diǎn),將其存在的問(wèn)題應(yīng)用相關(guān)沉降處理技術(shù)進(jìn)行分析研究,制定出合理的改善措施解決軟土地基發(fā)生的不均勻沉降問(wèn)題。由此可見(jiàn),選取有針對(duì)性的、合適的軟基處理方式,是解決軟土地基下道路沉降的關(guān)鍵。
近年來(lái),橫琴新區(qū)部分市政道路在使用過(guò)程中出現(xiàn)了沉降嚴(yán)重現(xiàn)象,已經(jīng)對(duì)其使用及和周邊地塊出入口的銜接產(chǎn)生干擾。通過(guò)對(duì)該地區(qū)的3條市政道路(琴揚(yáng)道、仁山路、濠江路)的部分點(diǎn)位進(jìn)行路面標(biāo)高測(cè)量,分析得出此3條道路均發(fā)生較大沉降。如圖1所示為周邊項(xiàng)目真空預(yù)壓影響濠江路縱向沉降開裂。
圖1周邊項(xiàng)目真空預(yù)壓影響濠江路縱向沉降開裂
琴揚(yáng)道、仁山路、濠江路的路面標(biāo)高測(cè)量情況具體如下:
1)琴揚(yáng)道段路面標(biāo)高實(shí)測(cè)6個(gè)點(diǎn),除1#橋頂1個(gè)點(diǎn)無(wú)沉降以外,其余15個(gè)點(diǎn)都發(fā)生沉降,且沉降幅度超過(guò)設(shè)計(jì)允許,平均沉降0.735m,其中最大0.819m。
2)仁山路段路面標(biāo)高實(shí)測(cè)19個(gè)點(diǎn),其中有2個(gè)點(diǎn)發(fā)生沉降的幅度超過(guò)設(shè)計(jì)允許,平均沉降0.254m,最大0.79m。
3)濠江路段路面標(biāo)高實(shí)測(cè)9個(gè)點(diǎn),其中1個(gè)點(diǎn)沉降幅度超過(guò)設(shè)計(jì)允許,平均沉降0.283m,最大0.515m。
分析橫琴新區(qū)部分市政道路發(fā)生沉降的原因,具體如下:
1)橫琴新區(qū)地質(zhì)條件較差,淤泥層較深,部分軟基處理方案的選取不合理。
2)軟土層普遍存在工后次固結(jié)沉降,這是軟土固有的特性,深厚軟土層工后次固結(jié)沉降較大,不可忽視。
3)在道路長(zhǎng)期超負(fù)荷使用的情況下,很容易發(fā)生較大不均勻沉降現(xiàn)象。
4)受周邊項(xiàng)目干擾,或深基坑支護(hù)形式不恰當(dāng),或基坑開挖、降水對(duì)道路維護(hù)不佳,或周邊真空預(yù)壓密封技術(shù)不到位等,都會(huì)出現(xiàn)道路不均勻沉降及縱向開裂現(xiàn)象。
5)工期調(diào)整不合理,不能充分考慮天氣對(duì)施工質(zhì)量的影響,為了加快工程進(jìn)度,對(duì)各個(gè)工序的操作流程和材料選取不合理,進(jìn)而影響工程質(zhì)量。
其中,軟基處理方案的選取是其根本性的原因所在。采用適合的方案,既能有效處理軟土地基,也能夠避免一些其他因素的干擾,將極大地減少道路的工后沉降。
施工的位置不同,使用的排水技術(shù)就不一樣,排水法主要包括振沖碎石樁、擠密砂樁、砂井排水、塑料排水板排水固結(jié)方法等幾種,具體施工方法還是由實(shí)際的施工環(huán)境決定。一般情況下,遇到厚度較大的軟土層,可以應(yīng)用排水法對(duì)軟土地基進(jìn)行處理。在廣東沿海地區(qū)市政道路工程建設(shè)過(guò)程中,通常使用的是塑料排水板排水固結(jié)方法,即對(duì)天然地基先插入塑料排水板,通過(guò)預(yù)壓使土體中的孔隙水排出,預(yù)壓加固的附加應(yīng)力逐漸轉(zhuǎn)化為地基土的有效應(yīng)力,地基土逐漸沉降固結(jié),同時(shí),地基土的強(qiáng)度、承載力和穩(wěn)定性也得到相應(yīng)提高,減少了基礎(chǔ)的沉降,確保整個(gè)道路工程主體的安全穩(wěn)定。但塑料排水板插入深度有限,處理范圍僅15m左右,遇到軟土層超厚的情況下,道路的工后沉降仍然較大,且易出現(xiàn)不均勻沉降。此類情況建議超載預(yù)壓,并適當(dāng)延長(zhǎng)預(yù)壓時(shí)間,可產(chǎn)生較好效果。
在軟土層中埋放適量的炸藥,并選用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒄ㄋ幰?,即為爆炸排淤法處理技術(shù)。軟土層表面存在的淤泥可以通過(guò)炸藥爆炸產(chǎn)生的較大沖擊力清理掉。同時(shí),滲水嚴(yán)重的硬質(zhì)土層能通過(guò)爆炸排淤法處理技術(shù)緊密結(jié)合,讓軟土層結(jié)構(gòu)更加固結(jié)。但使用炸藥會(huì)對(duì)人們生活環(huán)境造成影響,因此一定要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格分析,經(jīng)由相關(guān)部門批準(zhǔn)后方可合理投入使用。
將一定范圍內(nèi)的軟弱地基土挖除,然后回填工程性能好的材料(以中粗砂、碎石為優(yōu)),碾壓密實(shí)后使用??梢酝ㄟ^(guò)擴(kuò)散作用使傳到墊層下的軟弱土層應(yīng)力減少,墊層也可作為良好的排水面,使下部的孔隙水壓力迅速消散,加速墊層下軟弱土層的固結(jié),從而提高其強(qiáng)度。該處理方法造價(jià)低,施工簡(jiǎn)單,但處理范圍較小,僅針對(duì)表層3~5m的軟弱地基【3】。
以水泥作為固化劑的主劑,通過(guò)特制的深層攪拌機(jī)械,在地基深處就地將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌,利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng),使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定輕度的優(yōu)質(zhì)地基。其形成的加固體與樁間土共同承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)的荷載,從而提高地基的承載能力,減少沉降變形。但在淤泥質(zhì)軟土地基中,淤泥無(wú)法像黏土、砂土一樣被粉碎成小顆粒,導(dǎo)致水泥無(wú)法充分通過(guò)攪拌分布均勻,形成的水泥土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度離散性較大。因此在淤泥地質(zhì)下,該處理方法主要用于無(wú)法采用其他處理方法的地段,且需要適當(dāng)增加樁的密度,并采用處理深度更深的攪拌機(jī)械(如三軸攪拌樁機(jī)),才能達(dá)到較好的效果。
綜上所述,隨著近些年國(guó)內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,城市道路等基礎(chǔ)建設(shè)的步伐逐年加大,而廣東沿海地區(qū)淤泥地質(zhì)下軟土地基的處理,是解決今后其市政道路沉降、開裂的關(guān)鍵。選取適合的處理方法,有針對(duì)性地設(shè)計(jì)軟土地基方案,將會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,建設(shè)成果也將成為每個(gè)城市中一張閃亮的名片。