申坤
徐州大通市政建设工程有限公司 江苏徐州 221000
公路工程施工中的软土地基是指在天然环境下,地基土壤中含水量较多、压缩性较高、但地基抗剪力与承载能力弱、流动性强、软塑性高的黏性土壤。其原因是由于大部分的地质土壤经过长时间雨水的冲刷,渐渐沉淀下来产生的土层。软土地基十分容易造成建筑物的基础底层坍塌,从而给整个建筑物带来极大的安全问题。公路工程中软土地基主要的表现特点为压缩性高,由于软土基地一般都是由淤泥土壤经过积累而成的,所以其内部组织结构里存在着比较大的空隙,一旦外部施加压力大于本身的承载力就会使土壤本身发生极大形变,严重的就会造成塌陷,出现公路沉降等情况[1]。所以说软土地基具有明显的触变性能,当软土地基受到外在压力的阻挠时,它本身的形态就会产生极大的变化,从而使它抗弯拉强度及荷载能力、强度都有所下降。所以对公路路面加强预防性养护工作,在减缓路面损坏的同时,延长公路路面的使用年限,避免给人们带来不必要的麻烦。
在公路工程施工建设过程中,如果软土地基不能得到有效处理,将会直接导致施工路面出现不同程度的路面沉降问题,主要是因为地下水会长时间对地基进行不同程度冲刷,导致软土产生流失问题。加上大多数地基结构下层软土较为薄弱,受到的外部压力较大时,会导致地基不稳定,从而致使路面产生较为严重的沉降问题。对于软土地基施工来说,地基是对公路施工质量以及应用寿命进行衡量的重要尺度,如果路面发生沉降问题,会直接影响公路工程应用寿命,导致公路工程在应用中受到不同程度破坏。
在公路工程建设中,如果地基土为软土,则其承载力和抗剪能力较弱,特别是当受到震动或较大的荷载时,地基强度会明显下降,并呈流动状态,继而引发地基的局部或整体剪切破坏,形成软土层侧滑。此现象在公路临空面一侧或两侧的车道部位较为常见,如果得不到及时处理会影响公路整体结构和行车安全。
从公路工程基本施工建设现状来看,有部分区域地基施工处理中尚未因地制宜拟定地基处理措施。比如在饱和软黏土中应用振密加固措施不合理,对软土层地基处理措施未能优化等。近些年我国公路工程建设范围不断扩大,施工队伍在逐步壮大,缺乏专业技术人员。有部分施工技术人员在施工过程中偷工减料,从而导致地基处理质量受到较大影响。有部分区域受到经济条件限制,应用于工程施工中的机械设备较为落后,不能全面适应地基处理技术基本要求,导致施工质量降低。在目前公路工程施工建设过程中需要针对软土地基施工采取相应管理与监督措施,但是部分监管部门自身缺乏高度责任心,对施工过程未能科学化监管,合理应用各项质量检测与监控措施,导致地基处理中存在较多安全隐患,从而限制了软土地基处理质量的提升。
某段公路工程施工项目中分布有一至两层软土,首层软土厚度为10m,含水率超出了60%,加上施工建设区域地质条件相对较差,有部分区域软土含水率达到了100%,此类软土会呈现出流塑状,强度大小相对较差,压缩性较高。
一般情况下,软土地基的处理工作会在某处理路段的沉降程度趋于稳定后开始进行。比如,公路工程在等载预压路段进行连续沉降后60d并且沉降值≥5mm后进行卸载。但由于沉降技术本身会受到许多因素的影响,会导致公路地基沉降度越来越严重。因此许多相关的施工单位会采取一些合理的技术措施进行处理。
(1)石灰土填筑路基中部技术。在公路施工的过程中,将石灰和优质土壤进行一定比例的混合再进行浇筑,等到回填工作结束以后再进行反复碾压,用来保证填充材料的密实程度在一定合理的范围以内。土壤中的一些化学物质会与石灰发生化学反应,使土壤板结,提高了地基的质量强度,使公路路基的整体性得到增强,更加完善了公路路基的性能,减少出现路面沉降的情况。
(2)减少路堤荷载技术。在实际的公路施工过程中,尽量使作用在软土地基上的荷载密度得到逐渐减小。第一步,想要使得公路地基上的荷载减小,就必须要减小软土地基上的外来压力,让地基土层的受力情况处于一个平衡的状态;第二步,使公路路堤的标高降低,让路基的面积得到减小,最终使公路路基的固定荷载力得到减小。公路工程施工单位要保障施工的最终效果就要采用更加轻便的材料来进行路堤的浇筑工作,让路堤的自身重量得到减少,并且使软土地基路面的沉降情况得到控制,使其抗剪强度达到标准。有一种常用的降低荷载技术为EPS超轻填料[2]。
深层石灰搅拌桩施工在整个公路工程软土地基施工中有重要的作用。如果公路地基为黏度高的软土,最好应用深层石灰搅拌桩施工技术。基本原理为:石灰硬化时体积膨胀,从而将桩周土体挤密,在离子交换力和胶凝作用的影响下,提高桩间土的强度。施工中,需要结合地基土壤的实际性质,经反复实验后合理确定石灰的掺入量,并充分搅拌,以确保地基的强度和承载力达到施工设计要求。
市政道路工程软土地基由于厚度不同、土质不同和类型不同,所以在处理过程中运用的技术也是不一样的。由于软土含水量大、孔隙大、强度弱等特点使施工工作变得复杂,所以需要技术工作人员保持专业认真的工作态度,根据地区土质的特点、地质特征有针对性的计划合理施工方案,以此来保证施工的质量,有效促进公路工程建设的进步。