武宝平
(太原市市政工程总公司,山西 太原 030006)
路基时时刻刻都要承受来自路面的所有压力,所以,保证路基建设的质量就显得尤为重要,只有打好了地基,才能够方便后续施工工作的进行。如果地基处理不好,就很有可能带来诸如公路裂缝和沉降等严重问题,对社会经济和人身安全造成一定损害。因此,在进行软土地基施工时,必须要充分结合当地软土地基的各种特征,对其影响因素加以全面分析,找到有效的应对方法。
在对软土地基问题进行处理时,首先要观察软土层,如果软土层比较浅、比较薄,就可以采用表层处理法。而如果其构造物基础非常重要,则需要用开挖换填法。如果软土层较厚,便可适当在表层处理法基础上加入其他方法进行处理。当软土地基的中间有砂层,且砂层的厚度较薄时,便可采用强夯法和表层处理法加以处理。当软土层很厚并且又没有砂层时,其排水距离就会变得更长,因而其固结沉降时间也会变得更长,但其强度并不会因为这些变化而有所增加。所有在这种情况下,大多都采用的是表层排水法。而如果浅层部位所堆积砂层厚度超过4 m,且砂层下方为软粘土时,可以采用强夯法开展相应的沉降处理工作,这主要是因为在这样的情况下,其稳定性已经得到了保证,不需要再对其进行处理,所以只需做好相关的沉降处理工作便可。
道路对平整度的要求会随着道路等级的升高而升高,显然,其对沉降处理工作的要求也会变得更高。如果道路的等级偏低,则可先铺设一个简易路面,等到沉降处理工作完成之后,再进行正式路面的铺设,这样便能够大大降低公路建设成本。
地基作为市政公路工程的基础,承担着巨大的路面荷载,对市政公路工程的稳定性造成直接影响。但是,软土地基的不可避免性使得施工开展面临巨大的挑战,因为软土具有极强的破坏作用。首先,如果在施工时,材料混合比例不合理,就容易使软土地基产生硬化问题。其次,如果施工完成之后,软土地基的路面不能承受雨水冲刷,就会造成侵蚀问题,进而使其紧密性遭到破坏。最后,如果市政公路工程的软土地基不牢固,通车之后,车流量逐渐增大,就很容易导致路基不匀的沉降现象发生。
在修建时,如果是处于深秋或者冬季这样温度比较低的时期,土壤的整体蒸发速度就会相对变慢,所以,在土基碾压完成之后,就非常有可能出现弹簧现象。而一旦出现这种现象时,碾压工作就必须及时中断,加固石灰桩,进而使土壤的水分含量降低。其所使用石灰桩的直径应当在9 cm 左右,埋深最低不得小于79 cm,各石灰桩之间的间距也不能够小于49 cm。在把生石灰灌入至石灰桩的时候,必须要用水泥或粘土将其封闭。此外,为了保证其密封状况的良好性,还需要在这之上覆盖约20 cm厚的土壤。在石灰桩加固完成后的第二天,则需要对其表土的湿度加以观察,一旦发现含水量吸纳注减少的状况,就需要对其进行多次碾压,这样便能达到所设计的密实度,然而这种方法并不适用于雨季。
在对市政公路进行施工时,湖塘、河底等积水洼地也是很难避免的,一旦遇见这样的情况,最适用的方法就是挤淤砂石法。该方法可以被分为两类,第一类是抛石挤淤法,第二类则是砂碎石挤压法。抛石挤淤法通常被用于地下水位相对较高的软土地基当中,软土表层没有硬壳存在、湖塘中的水不易被抽干、石片能够被沉到地表之下并且厚度一定要偏薄,这些都是该方法得以被使用的前提。在利用挤淤砂石法具体实施工作时,还要关注其沉降程度,因为不同的沉降程度会使竣工之后的路堤残留下不同残余量的软土,进而引发沉降不匀的问题。所以,必须要严格按照规范的要求进行施工,对施工质量予以高度重视,进而提升市政公路工程的整体质量。
某市政公路工程的部分场地就位于湿陷性黄土地区,其就是采用抛石挤淤法进行施工的。在具体利用抛石挤淤法进行施工时,其抛石的顺序应该是从路堤的中部开始的,再依次向两边展开,以使淤泥从两侧挤出。如图1 所示,为该工程抛石挤淤法的实施示意图。
图1 抛石挤淤法的实施示意图
当所抛入片石开始露出水面之后,就用重锤将其夯实,也可以用压路机等重型机械将其碾压密实,然后再在上面铺设一层反滤层,并填上土。如果其下卧岩层面有较为明显的横向坡度,那么抛石操作就应该从下卧层高侧向低侧扩展,为增强其稳定性,还应在低侧多抛填一些。
该工程施工技术的方案如下所示:
填高在5 m 以下的路基:挖淤、挤淤各1 m。填高在5 m~10 m 的路基:挖淤1.5 m,挤淤1 m。其余参照具体标准进行施工。
具体施工工艺:挖淤→挤淤→碾压→换填片石→填筑砂砾。
具体施工办法如下:每个处治单元都控制在10 m~20 m 这一范围内。在挖淤之前就应该准备好片石,并测好地面高程。将片石码堆在路基软基处的侧面,用挖掘机清除表面的淤泥,将所挖出淤泥暂时堆放在有人处治的控制单元中。用人工投掷的方式进行挤淤,再用重型的压路机对其加以碾压。需要进行人工投掷的片石必须要均匀,其粒径应当控制在5 cm~40 cm 这一范围当中,压路机的强振压力不能低于50 t,反复对所加入片石进行碾压,必须要保证压实之后表面没有明显轮迹,且没有弹簧现象发生。碾压完成之后,在此基础上进行换填片石作业。这些填片石都是从之前的挖方中获得,不过要保证其浸水抗压的强度在15 MPa 以上,将换填片石层层摆铺起来,并用小碎石对缝隙进行填补,然后再用重型的振动压路机对其进行碾压,直至路基稳定。当达到原地面的标高后,在其路基填筑的范围上铺筑一层50 cm 厚的砂砾层。
地下水位上升、渗漏和浸水等原因都会使黄土诱发湿陷病害,所以,需要对路基采取一定防护措施,加设隔水层、防水、散水等都能够有效避免路基的湿陷和沉降。
部分软土地基的土层比较薄,表土也没有硬壳,还具备两排排水的能力,这个时候就要求对其进行砂砾垫层或是填土置换处理。应用该技术能够使地基和填土之间形成一个排水面。这样一来,一旦软土地基受到填土负载作用,排水面便能迅速排出空隙中的水,进而避免积水破坏软土地基。与此同时,该技术还能够实现对沉降的良好控制,其能够加快软土凝结速度,使其压缩性减弱,进而提升其承载能力。尽管这一方式的可靠性较高,但其成本也不低,所以通常都只是被应用于需要进行清淤回填的项目当中。在整个的施工过程中,需要不断对填土的进程加以控制。另外,施工材料的选择也是有要求的,其含砂量不能超过5%,必须保持整洁,一般情况下,都是选择中砂和粗砂,当然也可以选用粒径不超过5 cm 的天然砂砾。
在具体的施工过程中,应当重视如下几方面的问题:
首先,软土地基的处理方式应当根据市政公路的等级制定,等级越高,而其所选择的处理方式所能够获得的地基强度也就会越高。在施工之前,应当对市政公路路基的实际情况进行考察,选择最为合理的处理技术,进而使得软土地基工程施工质量得以提升,以保证市政公路工程的安全性与稳定性。
其次,要考虑软土土质条件,是粘性土,就采用压实法。是砂性土,则采用挤实砂桩和振动压实这两种办法。同时,还要考虑其地基构成情况,不同的厚薄程度应当选用不同的处理方式。
再次,要考虑周边的环境。市政公路工程的建设必然会给其周边环境带来不同程度的影响,比如,地下水会发生改变,振动也会发生变化等。所以在对处理技术进行选择时,就需要将周围环境因素纳入考虑范围当中,要尽可能地降低工程施工对周围环境的影响。
最后,还要保护施工现场原有的建筑物,不能因为要修建市政公路就随意破坏。如果实在不能避免,就应该选取其他更为有效的方式,例如,架桥就是一个极为不错的选择。
在对市政公路工程的软土地基施工技术进行选择时,首先要做的就是要对该工程的具体实际情况进行考察,综合考虑软土地基的各种性质,选择出最为合理的软土地基处理方式。只要严格按照相关注意事项的要求进行,选择合理的施工技术,定能提升市政公路的施工质量。
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