黃 旭
(中交三公局橋梁隧道工程有限公司, 北京 101100)
由于我國(guó)疆土幅員遼闊,且地質(zhì)地貌結(jié)構(gòu)類型復(fù)雜多樣,以致于在市政道路施工中不可避免會(huì)遇到軟土地基問題,不僅會(huì)增加市政道路施工的難度,還會(huì)增加市政道路施工的成本,因此有必要重視軟土地基加固處理施工,以此保證道路路基的穩(wěn)定性,進(jìn)而保證市政道路施工的質(zhì)量和安全性。
含水率及空隙大是軟土地基最明顯的特征之一,尤其是在沿海地區(qū),軟土地基表面還會(huì)附著許多負(fù)電荷,這些負(fù)電荷在吸收空氣中的水分后,會(huì)使得土壤和空隙中的水分越來越多,進(jìn)而降低土壤顆粒之間的粘度性。如果在市政道路施工中不重視這一問題,勢(shì)必會(huì)影響市政道路建設(shè)的順利進(jìn)行,甚至可能會(huì)引發(fā)較大的安全事故。
流變性及觸變性較強(qiáng)也是軟土地基的特征體現(xiàn),在市政道路施工中,如果不能針對(duì)性地使用施工技術(shù),就會(huì)導(dǎo)致軟土出現(xiàn)較大的松動(dòng),進(jìn)而出現(xiàn)嚴(yán)重的道路坍塌的情況出現(xiàn),嚴(yán)重影響人們的安全出行。為此,在市政道路施工中,需要按照實(shí)際的施工情況施工,且有必要進(jìn)行軟土地基的加固處理,這樣才能夠減少安全事故的發(fā)生,才能夠保障人們的出行及財(cái)產(chǎn)安全。
由于軟土地基的強(qiáng)度較低,內(nèi)部有許多空隙存在,因此其壓縮系數(shù)強(qiáng)、抗剪能力較差。此種情況不僅會(huì)嚴(yán)重影響市政道路施工順利進(jìn)行,也會(huì)降低市政道路的使用壽命,很大程度上增加了市政道路施工的復(fù)雜性和難度性,最終影響市政道路的施工質(zhì)量。因此,作為施工單位,在市政道路施工中,有必要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況使用科學(xué)的方法進(jìn)行軟土地基的加固,確保后續(xù)施工順利進(jìn)行,進(jìn)而保證施工質(zhì)量。
軟土地基加固處理是市政道路施工期間的重要施工內(nèi)容,軟基加固的效果將會(huì)直接影響市政道路工程的質(zhì)量及使用,因此加強(qiáng)重視軟基加固處理非常重要。具體體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:
第一,軟基加固技術(shù)的運(yùn)用,能夠有效避免軟基沉降等問題發(fā)生。軟基沉降是市政道路施工中較為突出的一個(gè)施工問題,這一問題可能會(huì)導(dǎo)致路面出現(xiàn)變形,進(jìn)而影響道路的正常通行和使用。而軟基加固技術(shù)的運(yùn)用,能夠有效解決這一問題,避免路基出現(xiàn)不均勻沉降的問題。
第二,軟基加固技術(shù)的運(yùn)用,能夠有解決軟基滲漏問題。在市政道路施工中,如果遇到雨天天氣,使得軟基長(zhǎng)期浸泡在水中,雨水就會(huì)順著軟基中的孔隙滲透至路面底部,從而降低路基的穩(wěn)定性,這將會(huì)對(duì)市政道路施工后續(xù)路基使用造成不利影響。而軟基加固技術(shù)的運(yùn)用,通過采取有效的排水措施,及時(shí)將軟基中的水分排出,可有效解決軟基滲漏問題,進(jìn)而保證市政道路施工的質(zhì)量。
第三,軟基加固技術(shù)的運(yùn)用,能夠有效提升軟基自身的承載力。在市政道路施工中,軟基承載力是市政道路承載力的重要基礎(chǔ),通過運(yùn)用軟基加固技術(shù),能夠有效提升軟基自身的承載力,從而保證市政道路使用的安全性。換而言之,若想要保證市政道路整體的施工質(zhì)量及安全,就需要重視市政道路軟基的加固處理,從而提升軟基的承載力,使其能夠滿足市政道路建設(shè)的要求。
在市政道路施工中,針對(duì)軟土地基的加固處理,考慮其含水率及孔隙較大,通常會(huì)采用排水處理法進(jìn)行軟基的加固。具體包括表層排水法和塑料板排水板法這兩種方法。首先,針對(duì)含水率較大但是土質(zhì)較好的軟土地基,一般會(huì)采用表層排水法進(jìn)行處理,具體的操作過程中在路基兩側(cè)挖一定深度的排水溝,然后使用透水性較好的碎石回填至溝內(nèi),形成盲溝,以此將路基范圍內(nèi)的地表水排除,可以起到降低含水率和重新固結(jié)的作用,進(jìn)而提升路基的承載能力。其次,對(duì)于存在淤泥、淤質(zhì)土、充填土等飽和黏性及雜填土的軟基處理,通常會(huì)使用塑料板排水法進(jìn)行加固處理,這一加固方法可以起到良好的處理效果,并大大縮短軟基固結(jié)的時(shí)間。目前施工中所使用的塑料排水板類型多樣,有波浪形,也有口琴形等等,其使用原理是用插板機(jī)將塑料排水板插入軟土地基中,然后通過上部預(yù)壓荷載作用,使軟基空隙中水經(jīng)過塑料排水板排至上部鋪墊的砂層或水平塑料排水管中,之后從其他地方順利排出,從而加速軟基固結(jié)的速度。
碎石樁(CFG)技術(shù)是一種利用振動(dòng)打樁機(jī)將樁管打到土體中,然后按照一定量的碎石通過地面樁管預(yù)留孔灌入到樁管中,之后拔出預(yù)制樁管,進(jìn)而使得灌入碎石在土體中形成樁體的加固技術(shù)。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是樁體能夠很好與褥墊層、樁間土結(jié)合在一塊,從而形成復(fù)合地基,因此可大大提高土體的強(qiáng)度和硬度。而由于碎石樁(CFG)是由水泥、土料和水構(gòu)成,因此可以將其看作是水和水泥化學(xué)反應(yīng)后的生成物。在具體的施工操作中,應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)系數(shù)要求填入碎石量,并設(shè)置專人對(duì)樁管內(nèi)石料投入情況進(jìn)行檢查,確保樁體的均勻性和密實(shí)性,避免出現(xiàn)樁體斷裂、縮頸的現(xiàn)象。之后在拔管時(shí)也要控制好拔管的速度。另外,對(duì)于CFG樁的質(zhì)量控制,也要注意在施工前進(jìn)行工藝和混凝土混合比試驗(yàn),確保設(shè)計(jì)參數(shù)與施工參數(shù)一致,若不合理應(yīng)及時(shí)調(diào)整。
強(qiáng)夯法也是市政道路施工中常用的一種軟基加固技術(shù),該施工技術(shù)主要是利用重錘在一定高度自由下落,以此對(duì)軟基反復(fù)施加沖擊力,這樣軟基中產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力和沖擊波能夠有效提升軟件自身的強(qiáng)度,從而降低市政道路軟基的壓縮性。因此強(qiáng)夯法也稱作動(dòng)力壓實(shí)作業(yè),在經(jīng)過夯擊作業(yè)后,不僅能夠提升市政道路軟基自身的強(qiáng)度,而且能夠有效避免路基不均勻沉降的現(xiàn)象發(fā)生。
化學(xué)加固也是一種常見的軟基加固技術(shù),該施工技術(shù)在我國(guó)濕陷性黃土地區(qū)地基處理應(yīng)用較多。該方法的原理是將某些化學(xué)溶液注入到地基土中,通過化學(xué)反應(yīng)生成膠凝物質(zhì)或使土顆粒表面活化,接觸出膠結(jié)固化,從而增強(qiáng)土顆粒間的連結(jié)性,進(jìn)而提高土體的力學(xué)強(qiáng)度。常見的化學(xué)加固法有硅化加固法、堿液加固法。其中硅化加固法是先打入帶孔的金屬灌注管,然后在一定的壓力作用下將硅酸鈉溶液注入到土中,或者是將硅酸鈉和氯化鈣兩種溶液先后注入到土中,以此對(duì)土起到凝結(jié)劑的作用,進(jìn)而起到加固的作用。
近年來在市政道路軟基加固處理中,也常會(huì)應(yīng)用攪拌樁法進(jìn)行加固處理,這施工方法工藝成熟、質(zhì)量穩(wěn)定、造價(jià)相對(duì)低廉,能夠有效提高地基的強(qiáng)度,并保證軟基處理效果。攪拌樁加固法的原理是將水泥作為固化劑,通過特制的深層攪拌機(jī)鉆進(jìn)軟土中噴射漿液或霧狀粉體,地基深處的水泥與軟土和其他固化劑強(qiáng)制攪拌并充分拌合在一起,在經(jīng)過一系列物理和化學(xué)反應(yīng)后,形成比土強(qiáng)度要高的多的,具有整體性和水穩(wěn)性的水泥土樁和樁體,而若干根這樣的樁和樁間土共同構(gòu)成符合地基,大大提高地基的強(qiáng)度。在具體的操作上,按照施工方法可分為濕法和干法這兩種,工藝流程具體為樁位放樣、鉆機(jī)就位、鉆機(jī)調(diào)整、鉆機(jī)設(shè)計(jì)深度、打開高壓注漿泵、反循環(huán)提鉆并噴水泥漿、重復(fù)攪拌下鉆并噴水泥至設(shè)計(jì)深度、反循環(huán)提鉆至地表、成樁。該施工技術(shù)最大限度地利用了原土,在市政道路施工中應(yīng)用,施工時(shí)無噪音、無振動(dòng)和無污染,因此具有良好的應(yīng)用效果。
置換法也是市政道路軟基加固處理中常用的一種施工方法,該方法主要是通過換填砂石墊層的方式,提升軟基的強(qiáng)度,因此較適用于淤泥質(zhì)土、雜填土、洪填土等與地位區(qū)域的軟基處理中。在置換法具體的應(yīng)用過程中,先需要對(duì)砂石墊層和砂墊層處的地面進(jìn)行調(diào)整,保證二者處于同等的標(biāo)準(zhǔn),若存在深度差異,則需要按照先深后淺的順序進(jìn)行換填處理。另外,在換填施工操作期間,需要按照分段施工的方式進(jìn)行,且需要充分進(jìn)行振搗,連接處則需要設(shè)置為斜坡式。如果墊層為砂石,則需要在底部鋪設(shè)一層砂石后再進(jìn)行碎石墊層的鋪設(shè),避免底部表層軟土遭到破壞。最后在換填操作完畢后,也需要充分進(jìn)行壓實(shí)處理,保證換填過后的土壤緊密性和牢固性,從而提升軟土地基整體的加固效果。
這一加固方法主要是將人工合成的聚合料作為原料,并置于土體內(nèi)部、表層或各土體之間,從而達(dá)到強(qiáng)化土體和消除軟基的目的。在具體的應(yīng)用過程中,首先需要加筋補(bǔ)強(qiáng),形成復(fù)合路基,目的是提高路基的抗剪性。之后便是進(jìn)行應(yīng)力分散,主要是借助材料本身的強(qiáng)度和韌性,與軟基形成一個(gè)整體,將荷載力進(jìn)行分散,從而防止軟基變形和不均勻沉降等問題出現(xiàn)。這期間需要做好排水工作,可設(shè)置排水通道。最后就是在土工材料鋪設(shè)時(shí),應(yīng)將其鋪設(shè)在軟土層時(shí),使填料與軟土層能夠形成一層防水保護(hù)層,從而提升路基整體的強(qiáng)度。
沖擊碾壓法也是一種常見的軟基加固技術(shù),該施工技術(shù)多用于雜填土、素填土、黏性土、低飽和度粉土等地基處理中。在沖擊碾壓法應(yīng)用期間,通常會(huì)使用沖擊壓路機(jī)進(jìn)行施工,壓路機(jī)為輪式壓路裝置,并配置重型拖車進(jìn)行牽引。在具體的操作過程中,需要保證沖擊碾壓作業(yè)的效率,一般在各作業(yè)節(jié)點(diǎn)上的沖擊壓參數(shù)設(shè)計(jì)為:15600kg質(zhì)量、沖擊輪2×5680kg質(zhì)量、三邊凸輪型沖擊輪、最大瞬時(shí)沖擊力為250t、作業(yè)速度為10km/h~15km/h、沖擊能量為 25kJ、壓實(shí)寬度為 2×900mm、沖擊頻率為 60min/次~110min/次、最大坡度是25°、牽引車功率設(shè)置大于225kW。
近年來在市政道路軟基加固處理中,也常會(huì)應(yīng)用預(yù)應(yīng)力管樁法進(jìn)行加固處理,這施工方法能夠有效解決橋頭跳車等問題,且加固效果良好。相比較與其他樁基,預(yù)應(yīng)力管樁具有較多的優(yōu)點(diǎn),如單樁承載力較高,工廠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),質(zhì)量穩(wěn)定,適用于工期緊張的項(xiàng)目中。另外,預(yù)應(yīng)力管樁的抗壓能力也比較強(qiáng),但由于使用的鋼筋數(shù)量較少,因此在抗拔和抗彎類工程中要謹(jǐn)慎使用。在預(yù)應(yīng)力管樁施工中,可以使用的施工方法較多,就目前市政道路施工的情況來看,比較常用靜壓法進(jìn)行施工,具體的施工流程為:先確定軟基的施工范圍,然后明確作業(yè)技術(shù),之后對(duì)具體的打樁位置進(jìn)行確定。在完成前期的準(zhǔn)備工作后,需要根據(jù)作業(yè)要求進(jìn)行打樁,此時(shí)需要施工技術(shù)人員多加注意周邊的施工環(huán)境,從而選擇合適的部位設(shè)置預(yù)應(yīng)力管樁,避免出現(xiàn)質(zhì)量方面的問題。最后在確定打樁具體位置后,還需要明確標(biāo)識(shí)并做好防護(hù)工作,避免由于外力作用而導(dǎo)致質(zhì)量問題發(fā)生。
總之,在市政道路施工中,有必要重視軟基加固處理問題,應(yīng)根據(jù)實(shí)際的情況,并從多個(gè)方面考慮選擇相應(yīng)的施工技術(shù),以此保證軟基加固處理的效果,使軟基加固處理效果能夠滿足市政道路施工的標(biāo)準(zhǔn)要求,進(jìn)而提升市政道路整體的施工質(zhì)量。