張 剛
(甘肅信合工程設(shè)計(jì)有限公司,甘肅 慶陽 745000)
濕陷性黃土集中分布在我國的黃河流域,該土質(zhì)遇水性質(zhì)便會發(fā)生變化,強(qiáng)度快速下降。在此情況下,濕陷性黃土結(jié)構(gòu)遇到較大的壓力便會出現(xiàn)土體下沉的狀況,會降低道路行駛的安全性。為了提高道路交通利用水平,構(gòu)建安全的駕駛環(huán)境,需要加強(qiáng)對濕陷性黃土路基施工質(zhì)量的控制力度,讓其擁有較強(qiáng)的承載力,可以達(dá)到規(guī)定的使用年限。
在過往由于我國施工技術(shù)水平不足,在黃土地帶施工沒有辦法保證工程達(dá)到施工要求。在國家道路網(wǎng)建設(shè)工作進(jìn)行期間,為打造大規(guī)模交通網(wǎng),滿足地區(qū)發(fā)展對道路的使用需求,需要關(guān)注黃土地區(qū)建設(shè)工作。在黃土地區(qū)開展道路建設(shè)工作,必然會面對濕陷性黃土,其一般指在上覆土層自重和附加應(yīng)力作用下,破壞土層結(jié)構(gòu)并出現(xiàn)變形的土。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)濕陷性黃土存在于我國西北、東北、華東與華中等地區(qū)。黃土和水是形成濕陷性黃土的基本條件,濕陷性黃土孔隙發(fā)育、結(jié)構(gòu)疏松、土質(zhì)均勻。在沒有遭到浸濕時,黃土的壓縮性小、強(qiáng)度較大。然而,受水浸濕后,黃土因壓力作用,破壞土層結(jié)構(gòu),還會使土層強(qiáng)度快速下降[1]。
道路建設(shè)工作會受到路基的影響,一旦路基存在問題便很難達(dá)到建設(shè)要求。黃土路基滲水后,黃土的性質(zhì)便會發(fā)生變化,黃土物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)也會發(fā)生改變。黃土滲水后,土層重量逐漸增加并產(chǎn)生較大的附帶力,同時黃土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度也會隨之下降。在黃土結(jié)構(gòu)發(fā)生變壞后,路基的穩(wěn)定性快速下降,在重力的影響下出現(xiàn)路基塌陷的問題[2]。
黃土路基在正常情況下不會出現(xiàn)邊緣固定性下降的問題,但是在黃土滲水后,由于黃土的濕陷性,將導(dǎo)致黃土層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度下降,黃土層路基的邊緣固定性也會隨之下降。如果后期遭到雨水侵襲,可能出現(xiàn)道路路面塌陷等問題,更為嚴(yán)重時會出現(xiàn)道路路面斷裂的情況;如果道路下方為黃土路基,便會為該道路駕駛?cè)藛T增添不確定因素,一旦黃土層滲水會降低土層的穩(wěn)定性,難以保證駕駛?cè)藛T的人身安全,容易引發(fā)交通事故,還會降低道路的通行效率,對地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成不小的沖擊。道路建設(shè)和工程施工存在不可分離的關(guān)系,在我國道路工程項(xiàng)目逐漸增多的過程中,應(yīng)該提高道路施工整體水平,保證道路建設(shè)工作達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
濕陷性黃土地基處理存在不小的難度,在工作進(jìn)行前需要清楚濕陷性黃土特點(diǎn),應(yīng)該選擇科學(xué)的手段提高黃土地基的承載力。土樁、灰土墊層、重錘夯實(shí)法、預(yù)浸水法、壓實(shí)法等為處理地基常用的手段。需要圍繞濕陷性黃土特性與道路建設(shè)要求,靈活地選擇建設(shè)方法,強(qiáng)化路基的承載能力。
處理濕陷性黃土層時,大部分工作者常使用壓實(shí)的方法,該方法擁有便捷、經(jīng)濟(jì)性高的優(yōu)勢。道路建設(shè)工程工期緊張,選擇壓實(shí)的方法處理濕陷性黃土層,有助于工程在工期內(nèi)順利完工。壓實(shí)法與其他處理方式不同,不存在過大的技術(shù)難度,確定需要處理的濕陷性黃土層厚度后,使用壓實(shí)路面的機(jī)器和輔助器材進(jìn)行壓實(shí)工作。壓實(shí)法作業(yè)就是利用壓實(shí)機(jī)器的重力加固濕陷性黃土層,在壓實(shí)法應(yīng)用階段也可以使用具備同樣效果的設(shè)備,確保工作可以按照規(guī)劃要求良好地進(jìn)行。在濕陷性黃土層施工問題處理方面,常采用以下三種方法:為達(dá)到穩(wěn)固道路的目的,通過振動的方式處理道路;使用達(dá)到夯實(shí)路基要求的重力設(shè)備碾壓土層,由此達(dá)到夯實(shí)土層的目的;借助沖擊的力量推進(jìn)路基加固工作,該方法在實(shí)際操作中存在一定的難度,從高效施工的角度,應(yīng)用此種方法會帶來不便。因此,選擇壓實(shí)法處理濕陷性黃土層時,常選擇借助設(shè)備碾壓路面。該種方法可以提高施工的經(jīng)濟(jì)性,防止施工污染環(huán)境,同時碾壓路面不會花費(fèi)過多的成本,在施工進(jìn)度管理與成本控制方面均有良好的效果[3]。
處理濕陷性黃土層時一般很少使用打樁的方法,但是存在特殊情況——地下水聚集部位,對此種情況使用打樁法,可以解決濕陷性黃土層路基不穩(wěn)定問題。打樁會應(yīng)用鉆孔和沉管等方法,利用相關(guān)方法在路基處,建設(shè)滿足工作需求的梅花孔(孔的大小固定且相等),打孔后在該部位灌注混凝土或水泥,由此完成加固路基的任務(wù)。通過打樁處理地下水聚集部位的黃土層,不會花費(fèi)過多成本,但缺點(diǎn)是花費(fèi)的時間較多,難以保證工程進(jìn)度達(dá)到規(guī)劃要求,出現(xiàn)延期交付的可能。
處理濕陷性黃土層常使用換填法,該方法常處理土層較薄部位的塌陷問題。施工人員確定黃土層厚度(由于墊層不是受力主體,厚度的設(shè)定時按照經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范設(shè)計(jì),一般墊層厚度在15~20cm的區(qū)間中),選擇穩(wěn)定性良好的土質(zhì)更換,確保工作區(qū)域道路路基的穩(wěn)固程度達(dá)到規(guī)定要求。施工人員使用換填法需要規(guī)范操作行為,注意換土量并保證替換土質(zhì)均勻。黃土層換填階段必須關(guān)注土層壓實(shí)工作,判斷壓實(shí)操作是否到位。在壓實(shí)過程中,需要關(guān)注黃土含水量的控制方式,將黃土密實(shí)度控制在合理區(qū)間,還需要憑借土的壓實(shí)系數(shù)進(jìn)行控制。公式1為土壓實(shí)系數(shù)的計(jì)算公式。
工程資金使用是否達(dá)到要求也尤為重要,按照工程造價控制施工成本。換填法處理濕陷性黃土層,僅適用在黃土層較薄部位,如果處理的黃土層過厚,必須分析施工成本是否超標(biāo),選擇就地取材的方法控制施工成本,為施工可靠、安全的開展奠定基礎(chǔ)[4]。
在國家推進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的過程中,公路交通運(yùn)量逐漸增加,車輛荷載也不斷提升,這些對道路會形成一定的沖擊。為提高道路的經(jīng)濟(jì)效益,需要盡可能提高道路的使用年限,應(yīng)該凸顯公路建設(shè)的兩面性。在國家公路網(wǎng)建設(shè)階段整理工程施工經(jīng)驗(yàn),分析施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn),為后續(xù)道路施工提供堅(jiān)實(shí)的保障。濕陷性黃土道路能否達(dá)到使用年限,是否可以擁有更長的使用年限,已經(jīng)成為國家相關(guān)部門和工程建設(shè)單位較為關(guān)注的內(nèi)容。在我國大力推進(jìn)交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)的過程中,應(yīng)該調(diào)整工程建設(shè)工作的重心,需要加強(qiáng)對濕陷性黃土層施工技術(shù)的研究力度,引進(jìn)先進(jìn)的施工技術(shù),在最大程度上延長道路的使用年限[5]。
濕陷性黃土路基存在很多不確定性,導(dǎo)致道路整體質(zhì)量會受到影響。在道路建設(shè)設(shè)計(jì)方面,應(yīng)該意識到工程設(shè)計(jì)對道路質(zhì)量控制起到的作用,需要在施工前勘察實(shí)地環(huán)境,結(jié)合掌握的地形地質(zhì)信息,選擇科學(xué)的手段規(guī)避地形地質(zhì)坍塌等問題。與其他土質(zhì)相比,濕陷性黃土地區(qū)地質(zhì)穩(wěn)定性較差,因此需要結(jié)合工程作業(yè)區(qū)域的土質(zhì)情況,合理地設(shè)計(jì)施工方案。另外,在施工現(xiàn)場一旦發(fā)現(xiàn)施工方案存在問題,需要快速向上級報(bào)告,由設(shè)計(jì)人員結(jié)合現(xiàn)場情況調(diào)整設(shè)計(jì)內(nèi)容。完成設(shè)計(jì)變更的動作后,按照最終確定的施工方案工作。當(dāng)下提高設(shè)計(jì)道路工程建設(shè)方案內(nèi)容的合理性,已經(jīng)成為解決濕陷性黃土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足的有效支撐。
設(shè)計(jì)質(zhì)量直接關(guān)乎道路承載力,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該增加對該項(xiàng)工作的重視程度,細(xì)致、全面地分析施工場地的地質(zhì)情況,按照道路使用年限方面的要求,科學(xué)地設(shè)計(jì)施工方案。在施工前需要組織技術(shù)人員研討設(shè)計(jì)方案,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)與實(shí)際不符之處并要求設(shè)計(jì)單位更改,從而可以規(guī)避后期出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更的狀況,對道路工程成本控制有極大的幫助[6]。
道路設(shè)計(jì)與施工需要花費(fèi)較長時間,道路設(shè)計(jì)對工程建設(shè)工作還會產(chǎn)生較大的影響,因此必須提高道路設(shè)計(jì)方案的合理性。項(xiàng)目設(shè)計(jì)難以在短時間內(nèi)完成,需要1 ~2 個月的時間,還需要由工程師團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)跟進(jìn)方案的研討工作。在此過程中,工程師會圍繞項(xiàng)目概況和測量得到的信息,分析建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,判斷建筑承載力是否滿足建設(shè)要求。為提高道路結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,需要關(guān)注設(shè)計(jì)在承載方面的富余量,保證設(shè)計(jì)圖紙承載富余量高于道路最大承載量。
交通和社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)存在密切的聯(lián)系,應(yīng)該在國家推進(jìn)現(xiàn)代化建設(shè)的過程中,完善交通網(wǎng)絡(luò)。道路作為交通網(wǎng)絡(luò)的重要內(nèi)容,其是否擁有良好的質(zhì)量直接影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展。本文介紹濕陷性黃土路基概念,按照道路建設(shè)要求提出打樁、壓實(shí)法、換填法等路基填筑方法,施工單位需要結(jié)合實(shí)際情況,靈活地選擇填筑技術(shù),確保工程可以保質(zhì)保量地按時竣工。