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        軟基加固技術(shù)在市政施工中的應(yīng)用分析

        2022-11-16 10:55:16陳勇
        中華建設(shè) 2022年11期
        關(guān)鍵詞:施工

        陳勇

        社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,市政道路的規(guī)模擴(kuò)大,但常常遇到軟土地基問題,科學(xué)處理軟土地基,不僅可以保證道路施工效果,還可以維護(hù)工程質(zhì)量與安全。市政道路施工期間,軟基加固技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢較多,能夠滿足軟基施工要求。應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)的工序要求,對每一道工序進(jìn)行監(jiān)管,維護(hù)工程建設(shè)質(zhì)量。鑒于此,通過軟基加固技術(shù)的合理應(yīng)用,組織改進(jìn)技術(shù)內(nèi)容,能夠促使軟基施工質(zhì)量的提升,保障市政道路質(zhì)量。

        一、軟土地基特點(diǎn)與軟基加固技術(shù)

        1.軟土地基特點(diǎn)

        市政道路的使用時間比較長,且隨著出行車輛持續(xù)增加,會影響軟土地基的穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)鼗L期處于高負(fù)荷狀態(tài),就會出現(xiàn)形變問題。在施工中,軟基加固技術(shù)應(yīng)用不合理時,也可能帶來路基流動問題,引發(fā)路面塌陷事故。此外,軟土地基施工中,常常面臨較大的壓縮系數(shù),且土體地基結(jié)構(gòu)的孔隙率較高。如果抗壓性能降低,可承受的荷載增加,則會產(chǎn)生沉降、塌陷問題。軟土地基的特點(diǎn),主要表現(xiàn)在含水量高方面,因吸收空氣內(nèi)的水蒸氣,且地區(qū)降雨量的影響大,相應(yīng)增加施工難度。

        2.軟基加固技術(shù)

        軟基加固技術(shù),重點(diǎn)是加固軟土地基的強(qiáng)度。軟土地基內(nèi)的含水量大,因此要通過土體改良方式,加強(qiáng)地基的承載力。利用加固處理措施,使軟基內(nèi)的含水率下降到60%以下,飽和度達(dá)到96%,縫隙度控制在1.1~2.1。在市政道路工程施工中,軟基的特征在于受到物理化學(xué)變化的影響后,土體性質(zhì)會發(fā)生改變,必須及時進(jìn)行處理干預(yù),以免出現(xiàn)嚴(yán)重后果,對工程建設(shè)進(jìn)度產(chǎn)生影響。市政道路軟基的處理難點(diǎn),不僅表現(xiàn)在含水率方面,同時也表現(xiàn)在土質(zhì)分布程度方面。

        二、軟基加固技術(shù)在市政施工中的應(yīng)用

        為了改善市政工程的施工效果,必須選擇適宜的施工技術(shù),并且加大工程監(jiān)管力度。在市政道路施工中,需要立足于不同地域的地理環(huán)境,合理應(yīng)用軟基加固技術(shù),促使市政道路質(zhì)量的提升。

        1.預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)的應(yīng)用

        預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù),主要基于離心脫水原理。在施工過程中,其技術(shù)強(qiáng)度、承壓能力比較高,且施工效率高,因此在軟土地基加固中的應(yīng)用較多。預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù),能夠應(yīng)用到多種復(fù)雜土質(zhì)處理中,例如粉土、黏性土、濕陷性黃土等。在軟土地基加固處理中,應(yīng)用該技術(shù)應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)的施工流程。第一,施工前,施工人員要詳細(xì)勘察現(xiàn)場的地基,選擇適宜位置進(jìn)行標(biāo)記。第二,標(biāo)記之后,由企業(yè)派遣技術(shù)人員,實(shí)地勘測地基區(qū)域的實(shí)況,準(zhǔn)確測量、分析土壤特性、環(huán)境參數(shù)。按照測量結(jié)果,制定科學(xué)的施工方案,并提交技術(shù)管理部門進(jìn)行復(fù)審。第三,方案通過審核后,施工人員遵循方案要求,合理設(shè)置打樁位置,遵循施工流程、工藝要求開展操作。

        2.強(qiáng)夯法加固技術(shù)的應(yīng)用

        在市政施工中,通過強(qiáng)夯加固技術(shù),有助于提升軟土地基的穩(wěn)固性,如圖1所示。技術(shù)應(yīng)用原理如下:對軟土地基周邊的土質(zhì)進(jìn)行擠壓,使其形成夯坑。在強(qiáng)夯法中,包含動力密實(shí)技術(shù)、固結(jié)技術(shù)、動力置換技術(shù)。使用強(qiáng)夯加固法時,按照不同土層的特點(diǎn),使用不同的加固技術(shù)。第一,如果土質(zhì)的顆粒縫隙比較大,利用動力密實(shí)技術(shù)、沖荷載技術(shù),對地基土層進(jìn)行壓實(shí)處理,加大軟基的土體強(qiáng)度、承載力。第二,土層含水量較大時,通過動力固結(jié)技術(shù),深度分析軟基內(nèi)的土壤沖擊度,防止軟基土壤流動性較大,對土體產(chǎn)生破壞影響。應(yīng)用動力固結(jié)技術(shù),可以排出地基內(nèi)的孔隙水,使地基內(nèi)的含水量減小,加強(qiáng)軟基抗壓能力。第三,應(yīng)用動力置換法,能夠加固軟土地基。動力置換法,進(jìn)一步分為樁式置換、整體置換。應(yīng)用動力置換技術(shù)時,對地基排水能力的要求較高。如果排水系統(tǒng)使用得不合理,就會加大地基孔隙的水壓力,所以施工人員應(yīng)當(dāng)合理使用排水系統(tǒng),維護(hù)市政道路質(zhì)量。

        圖1 強(qiáng)夯加固法的原理圖

        3.塑料排水板技術(shù)的應(yīng)用

        市政道路施工中,地基松軟問題的成因比較多,基于本質(zhì)上看,當(dāng)?shù)叵滤枯^大時,則會產(chǎn)生地下水上滲問題。通過調(diào)研可知,在建設(shè)市政道路時,多在露天環(huán)境下操作,所以施工環(huán)境會極大影響工程建設(shè)。由于軟土地基的含水量大,影響地基的密實(shí)度,極易產(chǎn)生地基松軟問題。比如在某工程項目中,道路長度為1.3km,寬度為28m,全線分布的軟土非常多,物理學(xué)性質(zhì)差。區(qū)域內(nèi)的土壤含水量超過50%,孔隙比小于1.5,整體強(qiáng)度低,即軟土地基。該類地基的承載力比較小,很難使用大型攪拌裝置操作。工程人員考量之后,擬采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法處理。

        綜合考慮多種情況,在施工操作期間,合理使用塑料排水板技術(shù),利用砂井、砂墊層進(jìn)行排水。操作時,要求工程人員掌握工程具體特征,并且選擇適宜的排水砂井,即短密砂井,提升地基的復(fù)合作用,縮短排水間距,實(shí)現(xiàn)快速排水效果,如圖2。短密砂井中,砂井間距、井深比例,通常小于砂井,因此在工程建設(shè)中,要將砂井間隙控制在90cm,徑間比為5,井深4m。砂井施工中,將砂墊層鋪筑在地表,能夠?qū)浲脸休d力進(jìn)行加強(qiáng)處理,保障后續(xù)砂墊層的攤鋪、造孔操作。設(shè)置砂墊層厚度時,注重分析軟土可承載的設(shè)備強(qiáng)度。砂墊層鋪筑施工時,施工人員選擇輕型載重車,將砂料堆放在沒有經(jīng)過處理的地基上,使用推平機(jī)攤平處理。使用明顯標(biāo)記,標(biāo)識攤平砂墊層。砂墊層鋪筑后,使用套管法開展操作。市政施工中,應(yīng)用砂墊層、砂井、裝砂井,高效處理市政施工中的軟基問題,保障道路施工的順利性。

        圖2 真空堆載預(yù)壓法

        4.淺層加固技術(shù)的應(yīng)用

        市政道路施工中,淺層加固法屬于基礎(chǔ)技術(shù),在施工操作時,將軟土地基深度控制在3m。淺層處理時,涉及到拋石擠淤法、換填墊層法。施工操作中,部分路基的深挖要求低,采用淺層加固技術(shù),能夠獲得較高的施工成效。施工地點(diǎn)下挖土層,如果超過2.8m,則不能獲得理想效果。施工方法選擇時,要求施工企業(yè)按照土質(zhì)狀態(tài)選擇,確保施工方式滿足要求。在軟土地基加固施工中,以加固層為主要加固方法,整體操作簡單,但是很難在短時間內(nèi)獲得理想效果。

        5.粉煤灰碎石樁加固技術(shù)的應(yīng)用

        市政道路施工中,多使用粉煤灰碎石樁技術(shù),攪拌粉煤灰、水泥、碎石材料,并使用特殊設(shè)備進(jìn)行固化處理,將材料灌注到軟土地基內(nèi),保證樁基的強(qiáng)度,確保軟基穩(wěn)固性。由于粉煤灰碎石樁具備較強(qiáng)的可操作性,因此能獲得理想的效果,提升樁體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。此外,該項技術(shù)的操作步驟簡單,只需混合攪拌相應(yīng)材料,即可加固道路工程中的軟土地基。但是在技術(shù)應(yīng)用期間,時常出現(xiàn)堵管問題,要求施工人員明確粉噴樁轉(zhuǎn)速,對材料搭配進(jìn)行管控,從而降低堵管率,維護(hù)軟基加固效果。

        6.化學(xué)固結(jié)法施工技術(shù)

        在加固軟土地基時,也可以應(yīng)用化學(xué)固結(jié)法。隨著新工藝、新材料的研發(fā),化學(xué)固結(jié)施工法的應(yīng)用效果持續(xù)加強(qiáng)。施工操作中,主要應(yīng)用高壓噴漿法、深層攪拌法、灌漿法。灌漿法的施工原理,是利用電化學(xué)、氣壓、液壓方式,將固化漿液注入到空隙、裂縫內(nèi),促進(jìn)軟土地基物理性質(zhì)的改進(jìn)。深層攪拌法,可以均勻攪拌各種固化劑,之后插入到軟土地基中,起到地基固化的作用,加強(qiáng)地基承載力。固化劑常用方法,包括水泥和石灰,上述材料,均與黏土的固化效果強(qiáng),施工成效顯著。但是,化學(xué)固結(jié)法的應(yīng)用成本比較高。

        三、軟基加固技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

        某項目的軟土路基處理標(biāo)準(zhǔn):路基承載力高于110kPa。施工后,沉降要求如下:道路路基小于30cm,管線小于20cm,橋涵銜接位置小于10cm。路基穩(wěn)定性要求如下:以固結(jié)應(yīng)力法為驗算標(biāo)準(zhǔn),運(yùn)營過程中,路基的安全系數(shù)大于1.2;施工過程中,安全系數(shù)高于1.1。

        在該項目施工中,應(yīng)用“塑料排水板、堆載預(yù)壓、山皮石回填”方案,高效處理軟土地基問題,方案經(jīng)濟(jì)性比較高。聯(lián)合道路水文地質(zhì)條件、處理經(jīng)驗,基于排水固結(jié)作用機(jī)理,處理軟土地基。場地區(qū)域內(nèi)多數(shù)面積為吹填場地,在吹填處理后出現(xiàn)積水現(xiàn)象,深度在1.5~1.7m。通過勘查施工現(xiàn)場地質(zhì)情況可知,吹填土厚度為0.2~2.1m,吹填土以下為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土,厚度為1.3~4.7m,多分布在場地北部水域范圍內(nèi),呈連續(xù)分布。因此施工方案必須按照場地地質(zhì)特征,采用正方形布設(shè)塑料排水板,樁間距控制為1m,聯(lián)合超載預(yù)壓范式處理地基。技術(shù)人員通過科學(xué)的計算軟件,對總沉降值進(jìn)行計算。預(yù)壓10個月之后,保證固結(jié)度超過90%。在應(yīng)用該方案時,需要抽干路基范圍內(nèi)的積水,清理區(qū)域內(nèi)的垃圾與雜物,做好平整處理。同時,設(shè)置雙面橫坡(2%),底層鋪設(shè)砂墊層,厚度為30cm,做好壓實(shí)處理。在軟土地基土層內(nèi),插入塑料排水板,排水板采用正方形布設(shè)方式,間距控制為1m。排水板端頭,應(yīng)當(dāng)伸出墊層30cm以上,之后再鋪設(shè)雙向土工格柵。在鋪設(shè)期間不能出現(xiàn)扭曲與褶皺問題。此次工程使用場地內(nèi)的土方,用于土體調(diào)配、堆載處理。通過堆載預(yù)壓技術(shù),能夠加快軟土的縱向排水,借助滲溝導(dǎo)入至排水溝內(nèi),最終匯聚到河道。軟土地基的水分排出后,能夠持續(xù)提升固結(jié)系數(shù)。通過觀測堆載的沉降速率,做好相應(yīng)的卸載處理,鋪筑山皮石、路面結(jié)構(gòu)。通過工程驗收人員檢驗之后,此種方案的可行性高,可以加固軟土地基的強(qiáng)度,且工程項目達(dá)到了A類工程的等級,整體經(jīng)濟(jì)效益高,同時為企業(yè)獲得良好的社會信譽(yù)度。

        四、結(jié)束語

        綜上所述,市政道路質(zhì)量,對地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響非常大?,F(xiàn)代市政工程的建設(shè)要求多,且施工影響因素不斷增加,尤其是軟土地基問題。施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)重視軟土地基的處理,結(jié)合工程具體情況,深入剖析軟土地基產(chǎn)生的原因,從而采用針對性的軟基加固技術(shù),從而保障地基承載力,為市政工程建設(shè)提供支撐。本文詳細(xì)分析了軟土地基及其加固技術(shù),結(jié)合具體案例,探究軟基加固技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用方案,獲得了理想化的施工效果,所以該項技術(shù)值得推廣應(yīng)用。

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