摘 要:由于我國國土面積遼闊,具有多種地質(zhì)地貌結(jié)構(gòu)類型,所以在市政工程施工過程中會遇到各種不良的地質(zhì)。軟土地基是最為常見的一種,其因強(qiáng)度低、孔隙大以及透水性差等特征,不僅增加了市政工程施工難度,同時(shí)也存在一定的施工安全隱患。因此,在市政工程施工過程中遇到軟土地基時(shí),必須對其進(jìn)行專業(yè)處理,只有這樣才能保證市政工程施工不受其影響?;诖耍疚膶κ姓こ淌┕ぶ熊浲恋鼗┕ぜ夹g(shù)進(jìn)行了探究,以期為相關(guān)人員提供參考。
關(guān)鍵詞:市政工程;軟土地基;施工文章編號:2095-4085(2024)09-0034-03
0 引言
城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程的加快,推動了基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展。市政工程作為基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,其在推動城鎮(zhèn)化建設(shè)發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。而軟土地基是市政工程施工過程中難免會遇到的不良地質(zhì)。若想避免軟土地基導(dǎo)致的質(zhì)量問題與安全隱患,施工單位需結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際情況,科學(xué)選擇加固處理方法,以提升市政工程地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,進(jìn)而保證市政工程施工質(zhì)量。但就當(dāng)前實(shí)際情況而言,市政工程軟土地基處理方面仍存在一些不足之處,這就導(dǎo)致市政工程整體質(zhì)量受到影響。由此可見,對市政工程施工中軟土地基施工技術(shù)進(jìn)行研究具有非常重要的價(jià)值。
1 軟土地基概述
1.1 軟土地基形成原因
軟土地基的形成與多方面因素有關(guān),其中自然因素與人為因素是最主要的原因。首先,自然因素。因各地區(qū)自然環(huán)境、水文地質(zhì)以及氣候條件等存在差異性,所以地基地質(zhì)水平也就不同。倘若地區(qū)內(nèi)的降雨量比較大、水文地質(zhì)條件比較差,就容易產(chǎn)生軟土地基。另外,晝夜溫差較大的地區(qū)軟土地基會存在熱脹冷縮的現(xiàn)象。因此,工程建設(shè)過程中施工單位必須加強(qiáng)基礎(chǔ)防水處理,并對工程項(xiàng)目所在區(qū)域的降水情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。需選擇具有良好延展性的材料施工,進(jìn)而降低軟土地基對工程項(xiàng)目質(zhì)量的影響。其次,人為因素。人為因素主要是指施工技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)以及現(xiàn)場作業(yè)條件等[1]。若施工人員專業(yè)能力不足,在軟土地基處理以及地基混凝土作業(yè)方面就會存在問題。雖然短時(shí)間內(nèi)可以達(dá)到地基建設(shè)要求,但是經(jīng)過一段時(shí)間后,工程項(xiàng)目的地基就會出現(xiàn)各種不良現(xiàn)象,如地基沉降、坑洼等,進(jìn)而導(dǎo)致工程項(xiàng)目質(zhì)量隱患。
1.2 軟土地基的特點(diǎn)
軟土地基主要是由淤泥、淤泥土或高壓縮性土組成,因此,其具有強(qiáng)度低、易變形以及含水量高的特點(diǎn)。首先,強(qiáng)度低。因軟土地基的土質(zhì)孔隙大,所以其強(qiáng)度就比較低,在外力的擠壓下就容易出現(xiàn)變形的問題,進(jìn)而引發(fā)安全問題。為有效避免該因素導(dǎo)致的工程項(xiàng)目質(zhì)量與安全問題,就必須根據(jù)實(shí)際情況選擇科學(xué)的施工技術(shù)以提升軟土地基的強(qiáng)度。其次,易變形。因軟土地基自身性質(zhì)的原因,其極易出現(xiàn)變形問題。即便在施工初期對其進(jìn)行基礎(chǔ)處理,也可能在相關(guān)因素的作用下出現(xiàn)各種問題。為了保證工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量與安全,施工單位可通過加固的方式提高軟土地基的穩(wěn)定性,進(jìn)而降低沉降、變形等問題的發(fā)生概率。最后,含水量高。據(jù)相關(guān)研究統(tǒng)計(jì),軟土中的含水量通常在35%~80%。軟土地基中含水高的主要原因是其自身的黏土粒與粉土粒,而這些土粒表層極易產(chǎn)生負(fù)電荷,在負(fù)電荷的作用下水蒸氣就會進(jìn)入土層中,進(jìn)而使得軟土地基的含水量增加。當(dāng)軟土地基中含水量達(dá)到一定程度后,土粒間的黏結(jié)度隨之下降,進(jìn)而導(dǎo)致土粒間的空隙增大。
1.3 軟土地基加固處理的重要性
加固軟土地基的重要性主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。首先,確保施工安全。因軟土地基自身承載力比較差,在市政工程項(xiàng)目建設(shè)過程中若不能對其進(jìn)行合理的處理,勢必會引發(fā)安全事故。這樣不僅會增加市政工程建設(shè)成本,同時(shí)也會增加安全事故的發(fā)生概率。其次,降低維護(hù)成本。因大部分市政工程項(xiàng)目位于人員密集區(qū)域,自身承擔(dān)著較大的承載壓力,建設(shè)過程中需要投入大量的人力、物力。若在前期無法做好軟土地基處理,在后期維護(hù)過程中就需要投入大量的資金,因此會降低工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益[2]。所以,施工單位需結(jié)合市政工程項(xiàng)目的實(shí)際情況,科學(xué)選擇處理技術(shù)以提升地基強(qiáng)度,進(jìn)而保證工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量,同時(shí),還可以減少后續(xù)維護(hù)成本。最后,預(yù)防滲透問題。因部分地區(qū)不良天氣原因,導(dǎo)致其雨水長期聚集,這樣就會浸泡工程項(xiàng)目的地基,進(jìn)而使得市政工程項(xiàng)目的地基承載力下降。對此,施工單位可以通過提升地基排水能力來預(yù)防滲透問題,以保證工程項(xiàng)目地基的承載力。
2 市政工程施工中軟土地基施工技術(shù)的具體應(yīng)用
因軟土地基具有含水量高、強(qiáng)度低以及變形等問題,在一定程度上增加了市政工程項(xiàng)目的施工難度。為保證市政工程項(xiàng)目順利施工,就必須對軟土地基進(jìn)行科學(xué)處理,以增強(qiáng)其承載力。當(dāng)前,軟土地基施工技術(shù)種類眾多,如何選擇合適的處理技術(shù)是施工單位首要解決的問題,下面對當(dāng)前市政工程中常用的軟土地基施工技術(shù)進(jìn)行簡單介紹。
2.1 換填加固技術(shù)
換填加固技術(shù)即將地基中硬度低、穩(wěn)定性差的軟土挖出,然后換填硬質(zhì)黏土、高硬度砂巖,再通過夯實(shí)與碾壓的方式增加土層的密實(shí)度與強(qiáng)度,進(jìn)而達(dá)到提升市政工程地基穩(wěn)定性與承載力的目的(如圖1)。換填加固技術(shù)具有操作簡單、技術(shù)含量低的優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)也具有一定的局限性,只適用于淺層地基處理,如松散素填土、淤泥、暗溝、暗塘等淺層區(qū)域填筑[3]。當(dāng)前,淺層處理與深層處理通常以5m深度為界限,5m深度以內(nèi)的為地基淺層處理。淺層地基處理不僅與建筑物荷載量值關(guān)系密切,同時(shí)也與地基土的物理力學(xué)性質(zhì)相關(guān)。另外,換填法還可以用于地域性特殊土,如膨脹土地基可將地基土的膨脹作用消除掉。若想在市政工程項(xiàng)目中運(yùn)用換填加固技術(shù),就必須對現(xiàn)場進(jìn)行勘測,充分了解地質(zhì)構(gòu)造,并深入分析軟土地基的深度與分布范圍。市政工程施工中運(yùn)用換填加固技術(shù)時(shí)應(yīng)先進(jìn)行試驗(yàn)檢測,并根據(jù)檢測結(jié)果選擇合適的天然沙礫,進(jìn)而避免因壓實(shí)不足導(dǎo)致的沉降問題。
2.2 振沖碎石樁加固技術(shù)
振沖碎石樁加固技術(shù)即通過振動沉管擠土造孔,在孔內(nèi)分層填筑,最后在振動作用下壓實(shí),形成復(fù)合地基,進(jìn)而有效提升市政工程地基承載力與穩(wěn)定性。市政工程施工中應(yīng)用振沖碎石樁加固技術(shù)前,施工人員要做好施工前準(zhǔn)備工作,即清理、平整施工現(xiàn)場,對實(shí)際標(biāo)高進(jìn)行測量,并設(shè)置臨時(shí)排水系統(tǒng),以避免因積水原因影響后續(xù)施工[4]。與此同時(shí),施工人員需依照設(shè)計(jì)圖紙確定好樁位,并做好編號。應(yīng)特別注意,樁間的距離偏差應(yīng)控制在50mm以內(nèi)。為了保證振沖碎石樁加固技術(shù)能夠充分發(fā)揮其作用,施工前應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行試驗(yàn)性施工以獲取技術(shù)參數(shù),從而為后續(xù)正式施工提供數(shù)據(jù)參考。振沖碎石樁加固施工順序有兩種,一種是從中間向外圍,另一種是隔排施工。振沖碎石樁加固技術(shù)的施工方法如下:先排干施工區(qū)域內(nèi)的水,將地表的種植土挖除;將樁機(jī)放置在指定位置,并校正樁管的垂直度、長度以及投料口;開啟振動錘,持續(xù)下沉樁管至設(shè)計(jì)深度;關(guān)閉振動錘,向樁管內(nèi)填筑碎石,直至裝滿樁管;啟動振動錘,振動向上拔管,每拔出1m就要反插30cm,直至全部拔出。
2.3 強(qiáng)夯加固技術(shù)
強(qiáng)夯法即從幾米至幾十米的高度將十幾噸至上百噸的重錘自由落下,動力夯擊土體,從而將土體強(qiáng)制壓實(shí),進(jìn)而達(dá)到提升地基強(qiáng)度與承載力的目的。強(qiáng)夯加固技術(shù)適用于非飽和粘性土地基、砂性土地基以及雜填土地基。通常情況下,非飽和粘性土地基采用分次間歇夯擊或連續(xù)夯擊的方式,并根據(jù)試驗(yàn)確定夯實(shí)深度與次數(shù)。強(qiáng)夯加固技術(shù)具有操作簡單、強(qiáng)度大以及功效高等優(yōu)勢。需注意的是,強(qiáng)夯加固技術(shù)在應(yīng)用時(shí)應(yīng)采取隔振、防振等措施,以免對市政工程項(xiàng)目周邊的建筑物以及設(shè)備造成影響。強(qiáng)夯加固技術(shù)具體施工步驟如下。
(1)施工人員將市政工程施工現(xiàn)場清理干凈,確保地表平整。
(2)將第一遍夯點(diǎn)的位置標(biāo)記出來,并對施工現(xiàn)場的高程進(jìn)行測量。
(3)起重機(jī)就位,夯錘位于夯擊點(diǎn)。
(4)測量夯前錘頂高程。
(5)將夯錘起吊至預(yù)定高度,啟動脫鉤裝置,錘鉤自由下落后將吊鉤放下,對錘頂高程進(jìn)行測量,若因坑底傾斜導(dǎo)致夯錘歪斜,施工人員必須及時(shí)平整坑底。
(6)按照規(guī)定夯擊次數(shù)重復(fù)步驟五,完成夯點(diǎn)夯擊。施工人員重復(fù)上述步驟完成所有夯點(diǎn)夯擊,并通過低能量滿夯夯實(shí)地表層的松土。
2.4 排水固結(jié)技術(shù)
排水固結(jié)技術(shù)即在地基中設(shè)置豎向排水體,并根據(jù)市政工程項(xiàng)目的自身重量加載或是建設(shè)前預(yù)壓加載,排出地基土體中的孔隙水,提前完成地基沉降,進(jìn)而達(dá)到提升地基強(qiáng)度的目的。可見,排水固結(jié)技術(shù)多用于解決地基沉降問題。若想加快固結(jié)速度,就要增加地基土層中的排水途徑,縮短排水間距。排水固結(jié)技術(shù)適用飽和軟弱地基,不適用滲透性差的泥炭土地基。根據(jù)排水技術(shù)措施的不同,可將排水固結(jié)技術(shù)分為堆載預(yù)壓技術(shù)、真空預(yù)壓技術(shù)、降水預(yù)壓技術(shù)以及電滲排水法。其中,堆載預(yù)壓法與真空預(yù)壓法兩種是比較常用的方式。首先,堆載預(yù)壓。施工單位在市政工程施工現(xiàn)場臨時(shí)堆填土石加載預(yù)壓,提前完成地基沉降,并通過地基土固結(jié)的方式提升市政工程地基承載力,這樣可有效消除地基沉降問題。通常情況下,預(yù)壓荷載與市政工程項(xiàng)目的荷載相同。但為了避免再次固結(jié)時(shí)出現(xiàn)故障,有時(shí)預(yù)壓荷載會是市政工程項(xiàng)目荷載的1.3倍。其次,真空預(yù)壓。真空預(yù)壓即在黏土層上鋪設(shè)砂墊層,并使用薄膜將砂墊層密封,然后用真空泵抽砂井與砂墊中的空氣產(chǎn)生負(fù)壓,在負(fù)壓的作用下使地下水沿著排水路徑排出,從而加快地基排水固結(jié)的速度[5]。
3 市政工程施工建設(shè)應(yīng)用軟土地基施工技術(shù)注意事項(xiàng)
若想在市政工程建設(shè)過程中充分發(fā)揮軟土地基施工技術(shù)的作用,就需注意以下幾點(diǎn)。
(1)合理安排施工時(shí)間。因軟土地基自身含水量比較大,在施工時(shí)施工人員需時(shí)刻關(guān)注天氣情況,盡量避開雨天施工,以保證軟土地基處理質(zhì)量。
(2)結(jié)合實(shí)際情況科學(xué)選擇軟弱地基施工技術(shù)。因各市政工程建設(shè)要求以及所在區(qū)域施工軟土地基情況的不同,施工單位應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)選擇施工技術(shù),只有這樣才能提升市政工程地基的抗剪性與抗壓性,進(jìn)而增強(qiáng)市政工程地基的穩(wěn)定性。同時(shí),施工人員也需優(yōu)化軟土地基動力性能,以避免出現(xiàn)地基震裂、塌陷等問題。
(3)保證施工流程的合理性。市政工程項(xiàng)目建設(shè)的雙方約定好開竣工的時(shí)間,并結(jié)合多方面因素制定合理的施工進(jìn)度計(jì)劃,并在此基礎(chǔ)上編制月作業(yè)計(jì)劃。為了保證施工流程的合理性,施工單位還要做好各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào),以實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)可以有效銜接,進(jìn)而保證市政工程項(xiàng)目施工順利進(jìn)行。
4 總結(jié)
總而言之,加強(qiáng)軟土地基加固處理是保證市政工程項(xiàng)目整體質(zhì)量的關(guān)鍵,有助于延長市政工程項(xiàng)目的使用壽命。因此,建設(shè)、設(shè)計(jì)單位要認(rèn)識到市政工程施工中軟土地基施工技術(shù)應(yīng)用的重要性,并根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)選擇軟土地基施工技術(shù),只有這樣才能保證市政工程項(xiàng)目軟土地基的穩(wěn)定性與承載力。與此同時(shí),建筑(施工)企業(yè)也要結(jié)合軟土地基處理要求選擇合適的填筑材料,并合理安排施工時(shí)間,從而為提升軟土地基處理效果奠定基礎(chǔ)。
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