楊凱

摘 要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展反作用于市政交通，為交通運(yùn)輸事業(yè)變革帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。本文將基于該背景探究海外尤其是非洲市政公路軟土路基處理加固的相關(guān)技術(shù)措施。首先分析軟土所具有的基本性質(zhì)，其次探究在軟土地基處理時(shí)存在的問(wèn)題，并提出軟土路基處理方案，旨在提升海外尤其是非洲市場(chǎng)公路工程建設(shè)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：公路工程施工;軟土地基;處理技術(shù)

中圖分類號(hào)：U418.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

現(xiàn)代化城市建設(shè)中，市政道路是最為基礎(chǔ)的設(shè)施，對(duì)實(shí)現(xiàn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有積極意義。近些年，隨著非洲大陸各國(guó)居民物質(zhì)生活水平不斷提高，機(jī)動(dòng)車數(shù)量不斷增加，持續(xù)擴(kuò)大市政道路規(guī)模勢(shì)在必行。但是在施工中卻面臨著諸多問(wèn)題，特別是軟土地基路段，其復(fù)雜的施工工藝以及較大的施工難度，為提升公路耐久性、安全性和穩(wěn)定性，要與市政道路施工設(shè)計(jì)要求相匹配，強(qiáng)化路基質(zhì)量控制，消除隱患。

1 軟土的性質(zhì)分析

1.1 軟土的分類以及壓實(shí)原理

通過(guò)實(shí)踐結(jié)果可以得知，在碾壓或者是夯實(shí)濕度過(guò)大的土壤時(shí)，將會(huì)發(fā)生軟彈問(wèn)題。在這個(gè)時(shí)候，土壤的密實(shí)度是不會(huì)發(fā)生放大現(xiàn)象的。若是碾壓或者夯實(shí)濕度很低的土壤，則不能壓實(shí)土壤，所以想要保證在壓實(shí)土壤時(shí)獲得良好的效果，必須要確保土壤中擁有適量的水分。當(dāng)壓實(shí)的能量達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，具有濕度的土壤能夠被壓實(shí)。土壤中的含水量達(dá)到最大密度時(shí)，此時(shí)便被稱為最優(yōu)含水量，相對(duì)應(yīng)的干密度也被稱為最大干密度。土壤擁有最優(yōu)含水量會(huì)表現(xiàn)出最好的壓實(shí)效果。這主要是由于土壤中含水量較小的時(shí)候，在土壤中的水分主要是強(qiáng)結(jié)合水，在土地周圍位置的結(jié)合水膜相對(duì)較薄，在土壤顆粒之間出現(xiàn)比較大的分子引力，對(duì)顆粒移動(dòng)產(chǎn)生阻礙，從而也影響到壓實(shí)度。反之，當(dāng)土壤當(dāng)中擁有較大含水量時(shí)，土壤中的結(jié)合水膜將會(huì)變得十分厚重，土壤當(dāng)中的顆粒之間的聯(lián)貫力將會(huì)被削減，使得土壤顆粒容易移動(dòng)，此時(shí)進(jìn)行壓實(shí)能夠獲得良好的效果。若是繼續(xù)在土中注入水分，使得含水量不斷增加，當(dāng)土壤中出現(xiàn)自由水，將會(huì)嚴(yán)重降低壓實(shí)效果。

通過(guò)相應(yīng)的實(shí)踐可以得到，壓實(shí)能量與最優(yōu)含水量?jī)烧咧g存在很大的聯(lián)系。就相同的土壤而言，在進(jìn)行夯實(shí)的時(shí)候，若是選擇使用人工夯實(shí)，因?yàn)槭艿降哪芰坎淮?，土粒之間需要增加水分才可以確保其潤(rùn)滑，由此也可以得知，當(dāng)土壤中的含水量達(dá)到最優(yōu)效果的時(shí)候，最大干密度將會(huì)變得很小。當(dāng)填土壓實(shí)的程度沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，可以選擇使用比較大的壓實(shí)能量進(jìn)行補(bǔ)充夯實(shí)，實(shí)現(xiàn)密度要求。

1.2 軟土的功能性質(zhì)

軟土地基的性質(zhì)受到地基土成因類型、沉積年代以及成層構(gòu)造的影響。年代不同和成因不同的軟土，其物理性質(zhì)指標(biāo)雖然在某種程度上可能具有相似性，但是將軟土作為工程的地基，在性質(zhì)表現(xiàn)上卻存在很大差異。所以全面認(rèn)識(shí)與分析軟土性質(zhì)，掌握其力學(xué)性能與指標(biāo)，在工程施工環(huán)節(jié)當(dāng)中具有至關(guān)重要的意義。軟土所具有的性質(zhì)集中體現(xiàn)在以下四個(gè)方面，第一，軟土擁有比較高的含水量，并且土粒之間的空隙相對(duì)較大。第二，軟土應(yīng)有較差的透水性。在軟土層當(dāng)中，其滲透性表現(xiàn)出了十分顯著的各向異性。水平方向的滲透系數(shù)相對(duì)而言要高出垂直方向的滲透系數(shù)，尤其是在含有水平砂層的軟土當(dāng)中，這種現(xiàn)象表現(xiàn)的更加顯著。第三，軟土具有很低的抗剪強(qiáng)度，并且受到排水固結(jié)程度影響，在不進(jìn)行排水剪切時(shí)，內(nèi)摩擦角幾乎趨向于零。第四，擁有比較高的壓縮性。處于天然狀態(tài)下的軟土層大多數(shù)屬于正常形態(tài)的固結(jié)，但是也有部分天然狀態(tài)的軟土層屬于超固結(jié)狀態(tài)。另外，臨近海岸、湖岸、灘涂的軟土層則屬于欠固結(jié)狀態(tài)。

2 軟土地基處理存在的問(wèn)題

2.1 不能因地制宜

非洲大陸幅員遼闊、地形復(fù)雜、地貌多樣，在處理軟土地基的時(shí)候必須要因地制宜。而如今在處理軟土地基的時(shí)候，普遍存在著盲目性。施工技術(shù)人員利用擠密法和振密法對(duì)飽和軟黏土地基進(jìn)行加固，這種方法在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中雖然具有一定的效果，但是要視情況而定。以地質(zhì)條件以及地基加固原理為基礎(chǔ)，選擇具有針對(duì)性的軟土地基解決方案是特別重要的一項(xiàng)工作，在這一方面所出現(xiàn)的問(wèn)題是，優(yōu)化施工方案力度不足，方案比較深度不深。在進(jìn)行方案選擇的時(shí)候，得到的結(jié)果不是最優(yōu)的。

2.2 不能正確評(píng)價(jià)措施的正確性

軟土地基處理方案具有一定的適應(yīng)性。雖然在處理地基時(shí)所提出的方案得到人們的普遍認(rèn)可，但是在遇到具體問(wèn)題時(shí)，會(huì)有工作人員盲目擴(kuò)大軟土地基處理方案的應(yīng)用范圍，導(dǎo)致處理軟土地基方案的評(píng)價(jià)受到挑戰(zhàn)。

2.3 施工單位技術(shù)水平不高

施工單位技術(shù)水平不高，最為典型的是在實(shí)施攪拌樁工程。在處理地基時(shí)，軟土地基處理不能夠應(yīng)用深層攪拌法完成，這并不是施工人員沒(méi)有靈活性的掌握深層攪拌法的應(yīng)用技術(shù)，也并非在設(shè)計(jì)加固地基時(shí)深層攪拌法的方法出現(xiàn)錯(cuò)誤，而是在具體應(yīng)用時(shí)，施工機(jī)械設(shè)備以及施工單位所具備的能力不能夠滿足深層攪拌法的要求。這些年，建筑工程隊(duì)伍快速膨脹，工作人員的專業(yè)素養(yǎng)會(huì)得到全面保障，甚至有的施工隊(duì)伍沒(méi)有進(jìn)行必要的技術(shù)培訓(xùn)，不能熟練操作各項(xiàng)施工技術(shù)和施工設(shè)備。

2.4 施工設(shè)備簡(jiǎn)陋

進(jìn)入新世紀(jì)，在處理軟土地基時(shí)，相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備得到了快速發(fā)展，甚至很多機(jī)械已經(jīng)形成系列化產(chǎn)品。但是相比較于目前非洲各國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求而言，既有的施工機(jī)械設(shè)備與施工需求之間仍舊存在很大差距，簡(jiǎn)陋的機(jī)械設(shè)備想要保證處理軟土地基工作穩(wěn)定有序開(kāi)展是十分困難的。

3 軟土路基處理技術(shù)的應(yīng)用

3.1 軟土路基處理的施工工藝

軟土路基施工最為常見(jiàn)的施工措施為振動(dòng)沉管成樁法，這種方法在使用的過(guò)程中可以基于軟土路基情況展開(kāi)針對(duì)性的施工。首先對(duì)其材料的選擇和材料混合比作出分析，振動(dòng)沉管成樁法所使用的材料主要包含有細(xì)骨料和粗骨料，在進(jìn)行材料配比的時(shí)候，水：細(xì)骨料：石子：砂石：水泥=186：72：1184：809：233。在材料選擇的時(shí)候，要注重粗骨料的細(xì)骨料的分類，碎石可以歸類為細(xì)骨料范圍之內(nèi)。

控制施工進(jìn)度和機(jī)械設(shè)備質(zhì)量尤為重要，一般情況下，每臺(tái)機(jī)器設(shè)備在正常的施工活動(dòng)中，每天要完成70根5 m長(zhǎng)的樁基。在使用振動(dòng)沉管成樁法的時(shí)候，所使用的機(jī)械設(shè)備主要是振動(dòng)打樁機(jī)，現(xiàn)如今，各國(guó)擁有相對(duì)較多種類的振動(dòng)打樁機(jī)，在施工的時(shí)候，要基于復(fù)雜的軟土地基，選擇功率較大的設(shè)備。

3.2 振動(dòng)沉管成樁法施工工序

在正式組織實(shí)施振動(dòng)沉管成樁法之前，要完成排水溝的挖掘工作，縱向完成臨時(shí)排水溝開(kāi)挖，旨在將地表水含量降低，為后期清除地基草皮奠定基礎(chǔ)。待完成清除草皮任務(wù)之后，需要將軟土位置填筑厚度大約為0.5 m的渣滓，整平后碾壓。振動(dòng)沉管成樁法實(shí)施的技術(shù)步驟如下所示：

第一步，測(cè)試成孔質(zhì)量，測(cè)試的數(shù)量不能低于兩個(gè)，通過(guò)對(duì)成孔記性測(cè)試，旨在分析設(shè)計(jì)內(nèi)容、地質(zhì)資料以及施工工藝是否與當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件相符合，同時(shí)對(duì)施工所需要的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行核對(duì)。

第二步，對(duì)樁位、測(cè)量基線、軸線定位點(diǎn)以及水準(zhǔn)點(diǎn)等進(jìn)行復(fù)核處理。

第三步，當(dāng)打樁機(jī)進(jìn)入施工場(chǎng)地之前，要基于狀體長(zhǎng)度以及沉管深度明確機(jī)架高度和沉管長(zhǎng)度。當(dāng)打樁機(jī)準(zhǔn)備就位以后，要對(duì)沉管作出相應(yīng)的調(diào)整，保證其垂直于地面，將偏差控制在1%以內(nèi)，平面點(diǎn)位的差值要低于15 cm。在實(shí)施沉管工程的時(shí)候，要對(duì)整個(gè)過(guò)程做好詳細(xì)記錄，對(duì)土層發(fā)生變化的位置做好說(shuō)明。

第四步，打樁機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)以后，要在最短的時(shí)間內(nèi)朝向沉管中投放物料，持續(xù)到與進(jìn)料口齊平位置。設(shè)計(jì)混合料的時(shí)候要經(jīng)常性的進(jìn)行加水?dāng)嚢?，攪拌的時(shí)間不能夠低于一分鐘，以防止攪拌不夠均勻。若是使用的粉煤灰量過(guò)大，那么要適當(dāng)性的延長(zhǎng)攪拌時(shí)間，將混合料的坍落度控制在3 cm到5 cm，待成樁以后，要將浮漿的厚度控制在20 cm以下。

第五步，啟動(dòng)馬達(dá)，留振的時(shí)間維系在五秒鐘左右即可，開(kāi)始拔管，將束率控制在每分鐘1.2 m到1.5 m。倘若在施工的過(guò)程中碰到淤質(zhì)泥土或者是淤泥，要適當(dāng)性的放慢拔管的速率。

第六步，拔出沉管以后，要保證成樁與設(shè)計(jì)的要求相符合，通過(guò)使用粒狀材料封頂，之后將打樁機(jī)移動(dòng)到下一個(gè)位置完成施工。

第七步，根據(jù)振動(dòng)沉管成樁法的具體施工要求，選擇使用的碎石粒徑要保持在8 mm到20 mm，復(fù)合地基所承載的力要高出250 kPa，單個(gè)樁基所能夠承載的負(fù)荷要必須要不低于360 kPa，布設(shè)樁基的時(shí)候要沿著中心朝向外側(cè)，呈正三角模式。在橋臺(tái)的位置，要控制與基礎(chǔ)外緣的距離超出2 cm。

第八步，成樁時(shí)，每臺(tái)機(jī)械設(shè)備每天都要完成一組混合料試塊檢驗(yàn)，測(cè)試其能夠在28天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度超出10 MPa。

與此同時(shí)，還應(yīng)該要確保實(shí)驗(yàn)數(shù)量不低于三點(diǎn)，抽取總數(shù)超出10%的樁，測(cè)試其低應(yīng)變動(dòng)力，對(duì)樁身的完整性情況作出測(cè)試。大多數(shù)情況下，要控制樁身強(qiáng)度與10號(hào)混凝土強(qiáng)度相同。

第九步，在振動(dòng)沉管成樁上鋪設(shè)厚度為30 cm的碎石墊層，將石子的粒徑保持在8 cm到20 cm。

第十步，待施工完成十天以后，需要選擇使用低應(yīng)變方法對(duì)樁身的質(zhì)量完成檢測(cè)，抽檢的數(shù)量要高出于總樁身的10%。若是條件允許，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的時(shí)候可以選擇應(yīng)用靜力荷載的方法完成，對(duì)地基承載能力進(jìn)行檢測(cè)，抽檢頻率保持在0.5%到1.0%，并且選擇的位置要不低于三點(diǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

筆者常年在非洲多國(guó)工作，在實(shí)施市政道路工程的時(shí)候，處理軟土路基是難度很大的工程。只有采取合適的措施完成加固處理，才能夠保證路基承載力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，擁有足夠的剛性。針對(duì)當(dāng)前加固軟土路基的相關(guān)問(wèn)題和具體措施，本文作出詳細(xì)探討，旨在為同類工程施工提供借鑒。

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