王榮祥
(榕江縣交通運輸發(fā)展中心,貴州 榕江 557203)
當今,我國經濟正面臨著高速發(fā)展的階段,城市化進程進一步發(fā)展,道路工程逐步邁進黃金階段。在施工時,經常遇到軟土路基的施工問題,解決軟土路基的問題就成了當務之急。在工程進行過程中,如果不能夠徹底處理這些問題,將會對整個工程的質量和使用產生極大的影響。軟土地基的加固處理是實施道路工程的一個重要方面。在道路的施工過程中,必須要將軟土地基的加固重視起來。①保證施工工序的銜接效率,使正在實施的工程能夠順利進行;②盡量避免再次返工,保證施工的質量。因此,對市政道路軟土路基的設計研究,有利于促進新材料、新科技、新工藝的應用,具有重要的發(fā)展價值和實際意義。對于軟土地基的問題,我國已經研發(fā)出來很多處理軟土地基的有效方法,并且已經小有成就,但是這些技術還需要施工企業(yè)、建設部門和設計單位等多個部門互相協(xié)助來進行改進和完善。
軟土路基的存在地理位置一般是在沿海、沿湖等含有豐富水資源的地方,對于一些氣候、土壤、水分都滿足的情況下也可以出現。為了保證城市的健康發(fā)展,就必須對軟土路基建設足夠重視。軟基對其工程建設有著巨大的影響,在道路建設中靜荷載和動荷載的作用下,當地基承載能力不能滿足要求時,地基會產生部分或整體破壞,會影響道路建設的正常進行,甚至造成道路的損壞。不均勻沉降或水平位移在外力的作用下,會引發(fā)地基的擠壓變形,當不均勻沉降過度、水平位移偏移過多時,就會影響建筑物的正常使用,甚至可能造成損壞。當道路建設出現沉降時,不均勻沉降的現象最為常見。不均勻沉降對其建筑物的影響主要是:如果基層里滲透量的下降值超出標準限值時,就會產生大量的失水現象,或潛在的侵蝕和管涌使基礎不穩(wěn)定,也會導致道路建設的破壞和造成工程事故。
根據長時間的實踐可以總結出來,相對于市政道路的正常路基,軟土路基的含水量更大,一般是在50%~70%。由于南方地區(qū)比較潮濕,軟土地基的含水量甚至可以達到200%,雖然軟土地基的含水量比較大,但是其透水性是比較弱的。因為軟土地基的含水量比較大,再加上較強的壓縮性,這也是造成地面沉降、塌陷的主要原因。為了在正常施工保證市政道路的建設,必須合理控制施工時間和軟土路基中水分含量。軟土路基是由水分、細顆粒土以及泥沙組成,因此軟土路基在抗剪能力非常欠缺,完全無法與正常路基相比,同時軟土路基的硬化速度很慢。軟土地基一旦遇到了比較大的載荷,就能夠非常簡單地被強行壓縮,從而將會出現大面積下沉,甚至可能會引發(fā)交通事故。這就是誘發(fā)道路工程發(fā)生安全事故的主要因素之一。
在軟土路基的設計和施工時,必須要根據實際的情況來制定合理的方案,秉持著邊觀察、邊設計、邊改進的原則,在發(fā)現問題時要及時處理,保證工程的順利進行。
在進行施工之前,應該勘察施工場地,充分了解施工地基部位的地質條件,并且將相關的材料作為參考依據,包括地質的信息、環(huán)境信息等。淺層路基處理的方法很多,各種方法有不同的特點,可得到不同的效果,大致可分為兩大類型:沉降處理和穩(wěn)定處理。
2.1.1 沉降處理
沉降處理主要采用排水砂墊層。在施工中,會遇到含水量很大的軟土路基,這就會給施工帶來很大的麻煩。遇到這樣的路基,我們就可以采用排水砂墊層的技術,方法就是在軟土路基的上層鋪設排水砂層,這樣就可以減少軟土路基的水分含量,使水位降低,可以保證軟土層的正常施工和后期的實用性。在施工過程中,可以在填土之前開挖一些溝槽,這可以便于將軟土地基的地表的水排出來,降低地基的含水量,這樣施工的設備就可以在路面上進行正常的工作。此外,還需要將透水性比較好的砂石和碎塊等填到挖好的溝槽內,這樣就可以達到盲溝的效果了。在挖溝之前要觀察好當地的地形,然后再確定排水的方案,盡量借助原先的地勢地形進行自然的排水,這樣可以在一定程度上減少施工的成本,也要注意不要讓別的地方的地表水流到填土中。排水砂墊層如圖1所示。
圖1 排水砂墊層
2.1.2 穩(wěn)定處理
穩(wěn)定處理主要可采用的方案是換填碎石和粉噴樁加固處理法。在進行道路工程中,處理軟土地基的另一種常見的方式就是換填的方法,即將原來軟土地基里的性能比較弱的土換填成性能比較強的土。在進行換填土的時候,要選擇性能比較好的土壤,才有較好的穩(wěn)定性、壓縮性小以及較強的承載力。再就是要測定換填的土壤密實度和含水量,必須達到規(guī)定的要求。對軟土地基換填完成以后,還需要對其進行分層的碾壓,保證地基的壓實度,降低發(fā)生下沉、塌陷的概率。
粉噴樁加固處理法經常應用于一些穩(wěn)定性比較差的軟土地基。在鉆機使用前和使用后都要檢查鉆頭,鉆頭的磨損量要保證在2cm以內,這樣就可以在一定程度上保證粉噴樁成樁的質量。在進行粉噴樁加固的過程中,需要準確掌握鉆機下鉆的深度和噴粉的高度,確保粉噴樁的長度,同時也要及時檢查粉噴樁成樁的直徑和攪拌的程度。為了保證施工現場的穩(wěn)定性和平整性,需要將有粘性的土進行回填。
對于深層軟基處理,主要運用水泥攪拌樁和粉煤灰碎石樁來處理軟土基層中厚度大于3m的基層。對于填土高度較高、地基承載力要求高或粉砂深度較深的路堤,應采用粉煤灰碎石樁(CFG樁)進行處理。樁徑0.5m,布置形式為正方形或等邊三角形。粉煤灰具有吸水性,吸水后發(fā)生化學反應,產物氫氧化鈣具有相對較高的強度。所以在處理軟土路基的時候就可以摻拌粉煤灰,達到吸水和加固的效果。借助粉煤灰的這些特性,將軟土路基中添加粉煤灰并充分攪拌,就可以實現地基的設計要求,使軟土路基達到足夠的強度和穩(wěn)固性,相對于水泥,粉煤灰的效果更加突出。在軟土路基的施工中,碎石樁處理技術是比較傳統(tǒng)的方案,但是具有良好的效果。施工時對碎石處理后填入到帶孔的路基中,然后再添加適量的黏合劑,保證軟土路基的粘合性,保證路基的承載能力和穩(wěn)定能力。碎石樁技術有利于施工的順利完成,成本投入小,效果明顯,可以大范圍應用在軟土路基建設中,但在路堤寬度較大的市政道路中應用效果不佳,所以很少采用,粉煤灰碎石樁如圖2所示。
圖2 粉煤灰碎石樁
如果路堤填筑量高于底部,則水泥攪拌樁應使用處理路堤基底承載力或路堤粉砂深度低于底部。樁徑0.6m,采用正三角形布置形式。水泥攪拌樁機軟土地區(qū)路堤填筑,碎石樁的位置要進行合理的測量考察,要符合軟土路基的需求,可以達到最大的效果,保證整體的密度要求。
管廊基底及跨結構20m范圍內的基底(涵洞等)應進行壓實處理。管廊軟基處理以管廊設計標高下1m為標高(樁頂標高)控制。管廊的基墊直接用作樁頂墊層。管廊底部淤泥深度小于3m,采用礫石置換。管廊底部淤泥大于3m,與道路樁基礎類型一致,樁間距采用壓實處理。管廊底部的控制標高作為樁頂線,以上部分作為空樁處理。涵洞位置為涵洞中心樁號前后10m處,在20m范圍內采用樁基礎。
綜上所述,道路工程作為國民經濟的重要支柱產業(yè),其發(fā)展動力也在不斷增強。地基的存在對于道路建設是十分重要的,在道路建設過程中會遇到各種軟土地基的情況,軟土地基處理工程是土木工程關注的重點和難點。在軟土地基上進行在道路建設施工時,必須進行軟土地基處理,如果處理不好就會出現地基的下降的情形,影響工程的施工質量,對以后的行車安全造成影響。軟土路基的建設經常會遇到各種的問題,施工單位要注意可能存在的隱患,仔細勘察地質環(huán)境,制定詳細的施工方案,盡可能地減少施工時出現的問題,保障工程的順利完成,提高市政道路的可靠性和使用壽命,促進城市的健康發(fā)展。