刁宠基
(烟台市莱山公路管理局,山东 烟台 264000)
大量公路工程的施工实践证明,加强软土地基处理技术的高效应用就实际公路施工建设而言,有着非常必要的现实意义,这是当前实现工程施工正常化所必须面对的一项技术性问题,需要在借助专业化、科学化的技术层面上,对软土地基进行处理,以此提升整个公路工程建设的稳定性和高质量性。
软土地基作为当前公路工程施工中常见的施工土质之一,其主要表现为含水量高,孔隙率较大,经总结分析,软土的天然含水率大部分为40%~60%,特殊的软土可能会超过180%,含水率极高,不可避免将会深刻影响软土地基的强度和抗剪强度。抗剪强度较低再加上透气性差以及较高的可压缩性、土质内部构成结构较为明显,如软土一般是成絮状的结构类型,在这点上海洋黏土的絮状结构表现得最为明显。
(1)表层排水法。表层排水法作为当前公路施工中常用的软土地基处理方法之一,此方法在实际应用的过程中,首先需要工作人员在路基地面上开挖沟槽,将地表的水顺利地排出,以此能够降低涂层的含水率。在沟槽开挖完成后,需要使用透水性很好的砂砾回填。在沟槽回填布局的过程中,必须在充分考虑地形地势条件的基础上,结合周围土壤的性质,对沟断面尺寸进行精确的计算和决定。路基、盲沟应回填碎石,一旦需要进行埋孔管,那么必须注重保护好过滤的材料。
(2)砂垫层法。此方法的使用主要是在软土地基表面铺设厚度为0.6~1m的砂垫层。但是在具体铺设的过程中,铺设厚度需要在结合路堤高度、软土层厚度及压缩性等方面而确定。砂垫层一旦铺设完毕,其基本上是起到了排水的效果,而一般都是在路堤内地下排水层进行施工建设,通过降低堤内水位,为重型施工机械作业奠定基础。在具体的施工建设过程中,砂垫层施工主要是引用特殊化的机械设备,但是如果应用晒砂垫层施工方法,必须明确原始路基高度小于极限高度,且软土表层地壳没有低渗透性,而且软土层的厚度较薄。在砂垫层施工中,优先选择使用中砂及粗砂,要求级配良好,砂粒的均匀系数不大。工作人员需要应用砂垫层自卸汽车及推土机对砂垫层材料进行摊铺,保证摊铺均匀,避免产生过大的集中载荷。
(3)稳固剂表层处理法。稳固剂表层处理法在实际应用的过程中,主要是通过使用生石灰、熟石灰、水泥及土壤离子稳固剂等稳定性较强的材料而混合使用的,将其铺设在表层地基中,能够改变软土地基的压缩性和强度特性,提升软土地基的稳固性,为机械作业创造良好的条件。在实际的施工中,工作人员需要通过借助使用平地机路拌法施工时,必须保证前期阶段将软土地基中的含水率降到最低,做好防水和防潮工作。而软土地基表层需要处理,这就需要在结合软土本身物理性质的层面上来进行。在表层压实中,需要使用水泥、熟石灰或离子稳固剂稳定处治,做好压实工作,在拌和时进行第1次碾压,在生石灰水解结束后进行2次碾压。在压实工作完成后,需要进行专门的养护工作,一般养护时间必须保持在1周左右。
(4)强夯法。强夯法作为当前公路施工中常用的软土地基处理技术方法之一,此方法的应用具有较强的适用性,且加固处理效果也非常稳定,同时也称为动力固结法。使用此种方法的关键是需要借助大重量的锤子,通过自由落体进行反复的捶打。在具体的施工建设中,首先工作人员需要合理选择夯实机械设备,一般选择的机械设备的其起重能力应是夯击锤重量的4倍左右。而夯锤的质量必须保证在5t左右,且合理控制锤子落地的距离。然后在夯实锤击的过程中,必须先进行四周的夯实,最后进行中间的夯实,按照夯实顺序反复进行夯实。且在夯实的过程中,需要保证下一循环的夯位应与前一循环错开。在夯实工作进行之后,需要对地基秒层无法夯实粘结的浮土进行处理,且工作人员需要做好数据记录工作,严格质量检验,尤其是地基最底面的总下沉量不小于试夯总下沉量的90%,以此才能够保证夯实的强度符合地基建设强度的需求。
(5)换填法。换填法在实际应用的过程中,主要是将软土地基表层存在的软质土层清理出去,然后通过硬纸材料代替铺设使用,当前常用的材料主要有片石、鹅卵石、钢渣、煤矿渣等。在实际的施工过程中,需借助人工机械进行分层、分布、分结算的换填施工,且材料更换完成后,需要进行夯实和碾压。在长期施工的过程中,换填法主要应用于比较浅的软土地基中,尤其是在唐红沟浅处理和低洼地区处理中有着非常明显的应用优势。换填法在当前湿陷性黄土地基处理中也是多用的。
(6)水泥搅拌桩法。水泥搅拌桩法在当前软土地基处理技术的应用中,也是最为常用的一种技术,此方法的应用主要是通过加固机理的贯彻而实现,提前在软土地基中打孔,然后将混合好的水泥混合物通过孔洞灌入到孔洞内部,促使灌入浆液与周围土体混合在一起,能够整体上形成较大的复合土体,钻孔进入的灌浆液体与周围的软土结合在一起,以此通过形成连续性的复合地基来提升整个软土地基的载荷能力和整体稳定性,降低公路路基出现的沉降现象。但是在实际应用中,如果软土地基的pH值小于4、天然含水量大于70%的两种情形下,不能够采用水泥搅拌桩法。而且如果在对软土地基进行调查分析的基础上,发现地基中存在大量的碎石、卵石,如果继续使用水泥搅拌桩法,将会给后期的施工造成较大的困难,所以一般同样不建议使用此种软土地基处理方法。
(1)施工前期的准备工作。首先,软土地基处理技术实际应用的过程中,前期准备工作到位需要对软土地基土质性质进行分析,以此研究出相应的施工图纸和施工方案,在多方面收集工程地质资料的层面上,通过土壤检测报告观察是否存在管道和电缆等。其次,根据软土地基施工目标形成施工组织设计。一方面需要强化对于即将要投入到工程中的材料的检验,施工机械设备调试到位,施工人员做好准备工作,尤其是面对软土地基的安全处理工作。
(2)施工过程。施工过程则是将合理选择的施工方法落实到实地工程中的工作。工作人员需要做好表面杂草和废弃物以及腐殖土的处理工作。处理工作完成后,进行测量放线,通过全站仪、水准仪等测量仪器,对路基坡脚、两侧边沟、路基边线位置进行测量标记。然后做好机械清淤的工作,通过大型挖掘机进行处理。在以上工作完成后,需要进行抛石挤淤、铺设土工格栅。在土工格栅的设置中,需要严格控制器铺设误差。当前,公路施工工程进行过程中,对于不同的公路工程建设,所选择的软土地基处理方法也不同。
从表1可见,不同的软土地基处理方法的选择,在厚度营造和可处理范围等方面是不同的,工作人员施工过程中,切实需要从实际出发,保证各方法的应用具有较强的适用性,切实促使软土地基获得高效的处理。
(3)施工后期的质量检验工作。软土地基处理技术在公路施工完成后,需要进行施工后期的质量检验工作。这一工作实际进行的过程中,需要在结合工程地质数据资料的基础上,结合施工设计图纸和施工组织设计,通过室内试验和室外试验的两种方法,对软土地基处理的效果进行检验,做好检验记录的登记,在结合施工设计规范要求的层面上,总结施工经验,且能够结合使用“边观察、边分析”方法,对软土路基的处理效果进行检验,发现问题,及时补救。此外,在软土地基处理完成后,需要进行质量监测工作,这就需要工作人员在明确设置监测点的基础上,针对软土地基是否出现地表和土体的竖向位移和软土是否出现侧向位移等进行有效的监测,做好监测记录。如表2。
表1
表2
上表为软土地基观测点的合理选择,保证观测的科学性和精确性。
综上所述,当前软土地基处理技术在公路施工中的应用,对于当前公路工程的顺利、高效建设起着非常必要的作用,在实际的处理中,结合处理现状合理选择施工方法,并且能够从做好前期准备工作、注重施工过程的顺利进行以及施工后期的观测工作到位等,整体上促使软土地基处理技术在公路施工中发挥有效的地基稳固性作用。