顾雪晶
(贵阳市南明区市政工程管理所 贵州贵阳 550000)
目前,我国经济发展情况相对较好,市政道路施工的规模也在逐步扩大,为我国城市化建设作出了重要贡献。在市政道路施工过程中,由于各地区的地质情况具有较大差异,再加上其它外界因素的影响,市政道路的软土地基沉降现象较为严重。在这种情况下,应用软基加固技术不仅可以很好地解决软土地基沉降问题,还能保证市政道路施工质量。
一般来说,软土地基沉降是伴随市政道路施工中路堤填土高度的增加而形成的,主要可以分为瞬时沉降、主固结沉降、次固结沉降。若将软土地基中的变形量用S来表示,可得到公式S=SC+Sd+SS,这个公式中的SC为主固结沉降;SS为次固结沉降;Sd为瞬时沉降。
市政道路施工若选择大量粘性土作为地基的主地层,道路就很容易发生主固结沉降。粘性土中含有大量的孔隙水,在外界压力的作用下,孔隙水会被不断挤出。这样,随着孔隙水的不断减少,粘土地基就会因内部压力的减少而发生严重的变形,继而导致主固结沉降现象的发生。
在主固结沉降现象发生之后,一般都会伴有次固结沉降现象,次固结沉降也可以被称作为蠕动沉降。稳定填土会伴有相应的荷载影响,导致市政道路施工中土体不同颗粒结构被严重破坏,进而出现螺旋变形。次固结沉降虽不如主固结沉降现象发生频繁,但其带来的危害也不容小视。
瞬时沉降,主要指的是填土、施工等环节产生的荷载所带来的瞬间剪应力导致孔隙水无法及时排除,进而发生的路基沉降。瞬时沉降一般会使路基土体发生形变,而并非体变,这种变形也可以被称作为剪切变形。若是用弹性理论、变形理论对瞬时沉降加以分析,可用以下公式来进行:
式中:Sd代表的是瞬时沉降;Cd代表的是荷载量截面积与相应的形状系数;q为均匀分布荷载量;u为路基土体自身的泊松比;E为路基土体的弹性模量。
在对如上文所述的软土地基沉降现象加以概述后,就可以探讨软基加固技术在市政道路施工中的具体应用,一般来说,其主要的应用方面有以下几点:
软土地基表层处理技术是软基加固技术中最基本的一种,具有较强的基础性,操作起来无太大难度,因此应用范围比较广泛。该技术在具体应用时,需要施工人员在填筑软土路基之前,集中排出软土路基内部水分,以此降低路基的内部含水量。施工人员应当选取砂砾作为垫层,在砂砾上铺筑一定数量的灰土,在选择灰土的时候,一般可以选择煤灰土或石灰土,这样可以很好地预防软土地基内部水分上渗。此后,施工人员需要在相应位置挖设水沟,并用砂砾对水沟进行回填,形成盲沟,盲沟的主要作用就是保证软土路基内部水分顺畅排出。一般来说,盲沟的宽度可以在0.5m左右,深度不能超过1m。表层处理技术虽然操作起来相对容易,但是只能作为最基本的软基加固技术进行应用,对于较为严重的软土路基沉降无法发挥更好的应用效果。
预应力管桩技术也是软基加固技术的重要组成部分,可以很好地改变软土路基本身土质的松软程度,确保市政道路施工的整体质量。
某市在市政道路施工过程中,为解决软土路基沉降,在选择软基加固技术的时候应用了预应力管桩技术。施工人员在处理软土地基之前,先进行定位工作并保证定位的准确性,将软土地基出现松软、沉降的位置标出并划定相应的施工范围,这样能够确保加固工作有效进行,避免加固位置与相关施工要求脱节。其次,在选定好相应的加固位置之后,施工人员会开始进行测量,根据测量所得相关数据来确定具体的管桩埋设位置,这样有利于保证管桩埋设的准确性,也可以方便施工人员对其进行定位。最后,在此基础上,施工人员可以对管桩埋设的位置进行再一次确定,之后就可以进行管桩施工,将管桩埋设于路基比较松软的位置。需要注意的是,施工人员在选择应用预应力管桩技术的时候,一定要在施工结束之后放置相应的安全警示标志,以免留有安全隐患。
排水固结方法,也是软基加固技术中的一种,其中,垂直类型的排水固结方法应用比较广泛。垂直排水固结方法,主要可以适用于较为软弱的土层及饱和度较高的土层,可以有效解决此类型软土路基的沉降问题。
如图1所示的市政道路建设现场,施工人员为了解决路基沉降问题,选择了排水固结方法。施工人员先是在原始土体中架设了相应的竖直排水井,确保孔隙水得以缓慢排出,并且不断减小土层中相应的孔隙比。在这一过程中,施工人员还结合使用了砂垫层,待水分完全排出之后,对路基施以压力,保证路基在短时间内就可以达到预想的固结效果,以此增强软土路基的稳定性。在动力固结的作用之下,土层的内部结构会发生变化,若土层的实际沉降情况与夯击过程中的作用力成正比,且土层内部的液化反应全部完成,土层中所含的孔隙水就会变成自由水。这样,自由水可以被土层中的微小颗粒所吸附,保证相应的施工效果。由于该工程的施工人员选择应用了排水固结方法,不仅避免了软土路基发生严重沉降,也确保了该工程整体的施工质量。
强夯技术,也被称为动力加固技术,强夯技术目前在很多市政道路施工中得以应用,且具有较好的应用效果。一般来说,强夯技术的主要应用优点有加固效果明显、适应度较高、应用范围广泛等几个方面,此外,强夯技术可以使软土地基的紧实度较高,避免其发生沉降等。
图1 某市市政道路施工建设现场图
强夯技术主要可以用于工期较短的市政道路施工中,也可以将其应用于面积较大的软土层施工过程中。虽然强夯技术目前应用相对较为广泛,但是其施工成本相对略高,这主要是因为在应用强夯技术的过程中,施工人员需要在施工位置架设沙井。需要注意的是,在应用强夯技术的过程中,施工人员应当对软土地基施工位置进行反复论证,看强夯技术是否可以与工程实际相结合,两者之间是否匹配,这样才能真正确保软土路基施工的整体紧实程度,保证市政道路施工的整体质量,避免在应用强夯技术的过程中出现其它问题,影响该技术的具体应用效果。
除了上述几种主要的方法之外,软基加固技术还有其它不同内容,施工人员可以根据市政道路建设施工的实际情况去加以选择,以保证施工整体质量。
在市政道路建设施工中,软土地基沉降会给施工质量带来严重影响,其中,软土地基沉降主要可以分为瞬时沉降以及主、次固结沉降。为了解决软土地基沉降这一问题,施工人员一般会应用软基加固技术,并且收到了很好的应用效果。目前,主要的软基加固技术有预应力管桩技术、表层处理技术、强夯法等,只有合理应用软基加固技术,才能确保市政道路施工的整体质量。
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