謝桂浩
福建中交科建設(shè)有限公司
道路交通在經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展中占據(jù)著至關(guān)重要的地位,隨著我國城市建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展,道路工程建設(shè)范圍也進(jìn)一步擴(kuò)大,在工程建設(shè)過程中遇到的地質(zhì)情況也復(fù)雜多變,尤其是沿江、沿海地區(qū)由于地下水位較高,地基土常年被水浸泡,地質(zhì)中常存在淤泥質(zhì)土、淤泥等軟弱土層,如何根據(jù)場地實(shí)際情況,科學(xué)合理的地選擇軟土地基處理方式,極大地降低路基沉降或位移,提高道路工程使用壽命,一直是道路工程施工實(shí)踐中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。
本文從軟土地基的特點(diǎn)出發(fā),結(jié)合工程實(shí)踐,闡述了軟土地基常用處理方法,以期為軟土地基處理技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供一些參考與借鑒。
在工程建設(shè)領(lǐng)域,軟土是指強(qiáng)度較低的弱質(zhì)土,其主要特征是土質(zhì)較為疏松、含水量較高,常見軟土類型包括淤泥質(zhì)土、吹填土、雜填土等弱質(zhì)土,或其他高壓縮性土層,由軟土組成的地基即為軟土地基。我國幅員遼闊,軟土地基廣泛分布于我國沿海地區(qū)、內(nèi)陸平原或山間盆地,在沿海地區(qū)主要是海岸沉積的軟土,而長江、黃河、淮河、珠江等水系下游,則為陸相的河灘沉積或海相的三角洲沉積,內(nèi)陸湖泊如洞庭湖、鄱陽湖、太湖等湖泊周圍,廣泛分布著湖泊沉積的軟土。
對于工程建設(shè)而言,軟土地基的主要危害表現(xiàn)在穩(wěn)定性差、透水性差、結(jié)構(gòu)不均勻等方面。
軟弱土層孔隙較多、含水量高,使其穩(wěn)定性極差,加之本身強(qiáng)度也低,導(dǎo)致軟土地基不僅中間部分會發(fā)生不規(guī)則、不均勻的沉降或陷落,連帶著地基尤其是路基的邊緣地帶也會出現(xiàn)由于雨水的沖刷而引起的坍塌,進(jìn)而對道路工程的使用安全造成極大隱患,這也是道路工程中最為普遍的病害。
軟土地基的含水量雖大,但其滲透性能較差,如果道路工程地基建造在軟土層上,沉降期限會延長很多,經(jīng)過最初的地基加載,軟土的孔隙水壓力會增加,對地基的強(qiáng)度造成不良影響。
軟土地基含水量高,具有較強(qiáng)的可塑性,在收到外部荷載的壓力時(shí),土顆粒之間原本較大的間隙會壓縮,整個(gè)軟土結(jié)構(gòu)的整體性就會遭到破壞,其外觀表現(xiàn)就是不規(guī)則沉降或陷落,對于建造在其上的建筑結(jié)構(gòu)而言,就會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫、結(jié)構(gòu)斷裂等。在不同程度的外力作用下,軟土路基會出現(xiàn)不同程度的受力不均進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不均勻的現(xiàn)象,不僅影響施工質(zhì)量,還會加大施工單位的工作量和工程成本。
在長期的工程實(shí)踐過程中,工程技術(shù)人員針對不同地質(zhì)條件下的軟土地基,總結(jié)出了許多高效的、操作性較強(qiáng)的處理方法,這些方法雖然在原理和具體操作方面各有不同,但總的處理原則基本相同。
首先,在進(jìn)行軟土地基處理之前,要先確認(rèn)道路或橋梁的等級,道路橋梁工程等級不同,對地基處理的要求也就不同,這就要求在解決軟土地基問題時(shí),所需要完成的程度和采取的措施都不相同,只有確定這個(gè)大的前提,才能進(jìn)一步確定軟土地基處理方案。
其次,必須要確保軟土地基處理之后滿足本工程建設(shè)的施工要求,包括承載力要求、后期沉降要求、穩(wěn)定性要求以及相關(guān)規(guī)范的要求。
第三,需結(jié)合不同的結(jié)構(gòu)部位、結(jié)構(gòu)形式、荷載類型等工程實(shí)際影響罌粟,因地制宜地確定軟土地基處理方案,確保方案可靠、經(jīng)濟(jì)合理、滿足施工進(jìn)度要求。
在此原則之下,目前我國常見的軟土地基處理方法主要類型有:換填法、強(qiáng)夯法、擠密法、化學(xué)加固法、排水固結(jié)法、復(fù)合處理法等,每種類型之下還可以細(xì)分出許多具體處理方法,其主要原理和使用范圍如表1所示。
表1 常見軟土地基處理方法作用原理及使用范圍
本工程屬規(guī)劃的國省干線公路省道306線蕉城境內(nèi)的一部分,道路全長6.513033km,道路等級為城市主干路。本路線穿越巖性較為單一,基巖均為燕山晚期花崗巖。路線區(qū)域上處在閩東燕山火山斷拗帶北部,根據(jù)火山巖、侵入巖構(gòu)造環(huán)境綜合分析,區(qū)內(nèi)本亞旋回處于瀕太平洋大陸邊緣活動帶構(gòu)造環(huán)境。經(jīng)本階段勘察,未見明顯的斷裂構(gòu)造發(fā)育??梢哉J(rèn)為本區(qū)域構(gòu)造屬相對穩(wěn)定階段。
(1)軟土地基面積大。由于本工程涉及軟基處理區(qū)域面積大,局部段落淤泥較厚,且道路范圍布置有纜線管廊、雨污水管等管道,是本工程的施工重點(diǎn),涉及處理軟基段落為K0+515~K0+920、K0+990~K1+720、K1+795~K2+680、K4+320~K4+560、K5+600~K5+830及K5+860~K6+020。
(2)新舊路基不均勻沉降。本工程利用原有道路進(jìn)行加寬、改建,原有道路沉降已基本穩(wěn)定,擬建道路位于山間溝谷、和海灘地貌,山間溝谷分布有淤泥質(zhì)土、軟弱土,厚度2m~5m,須進(jìn)行軟基處理,后期沉降量較大,新舊路基易發(fā)生不均勻沉降導(dǎo)致路面拉裂,所以在新建路基施工過程中須加強(qiáng)質(zhì)量控制,減少不均勻沉降差。
由于本工程涉及軟基處理區(qū)域面積大,新舊路基易發(fā)生不均勻沉降導(dǎo)致路面拉裂,經(jīng)項(xiàng)目部技術(shù)人員及相關(guān)行業(yè)專家綜合評估,決定采用符合地基處理方法,主要采用CFG樁、雙向水泥攪拌樁、小直徑鉆孔灌注樁復(fù)合地基處理。經(jīng)計(jì)算和實(shí)際施工統(tǒng)計(jì),涉及軟土地基處理的主要工程量如表2所示。
表2 軟土地基處理的主要工程量
本工程經(jīng)項(xiàng)目部合理制定施工方案,嚴(yán)格管控施工過程,最終圓滿完成工程進(jìn)度、質(zhì)量、安全和文明施工目標(biāo),現(xiàn)工程已竣工一年多時(shí)間,據(jù)沉降觀測數(shù)據(jù),其沉降量符合規(guī)范要求,本次軟土地基處理圓滿成功。
隨著道路工程的進(jìn)一步發(fā)展,軟土地基處理技術(shù)已經(jīng)日趨成熟,但在實(shí)際工程應(yīng)用過程中還存在著許多問題,需要廣大工程技術(shù)人員在大量涉及與施工實(shí)踐中不斷總結(jié)和完善,積累更多各種復(fù)雜地質(zhì)情況下的地基變形特性與不均勻沉降資料,從而總結(jié)出切實(shí)可行、科學(xué)合理的軟土地基處理措施和施工方案,并將其應(yīng)用到道路工程實(shí)施過程中,促進(jìn)道路工程的進(jìn)一步發(fā)展。