刘 慧
(大同市政工程设计研究有限公司,山西 大同 037000)
软土地基作为市政道路施工中较常遇到的地质,由于其成分中包括大量腐殖类泥屑、碳酸盐、生物质等,导致其有含水量高、空隙大、压缩性高、膨胀性强,抗剪强度弱等特点,容易导致路基稳定性较差且出现不规则沉降等问题发生,无法满足正常的道路建设需求。因此设计人员针对此情况需运用现阶段较为成熟软土地基处理技术展开操作,以此来提高路基的稳定性,保障市政道路工程的整体质量[1]。
工作人员在开展设计前期应当对施工区域沿线路段的地质情况进行全面勘察,为后期方案的制定提供有效数据支撑。比如软土地基有不同的种类,工作人员可根据该区域的厚度及土壤情况选择不同的软土地基处理方式,土层较厚时可采用强夯法,而软土层相对较浅时,可以运用材料置换法进行处理,以此来降低地基不规则沉降问题发生,并达到提高地基稳定性及耐久性的目的。
市政道路的等级不同,行车荷载力也不一样,在对低等级的市政道路进行施工作业时,设计人员需充分考虑到各项成本支出,将成本控制在原定计划标准内。同时在设计时,已经将当地实际交通情况及行车荷载力考虑在内,因此在处理软土层较浅的区域时,应当根据实际情况选择相符强度的回填材料,并确保路基的实际压实度。
因部分市政道路工程施工区域处于居民聚集区,在对路基进行处理时,若未能把握好排水分寸,极易造成土体塌陷及周边原有建筑物出现开裂等一系列问题发生。因此在选择软土地基处理方式时,设计人员首先应当深入现场进行走访观察,对施工区域周边的环境全面了解掌握,以此来制定具有针对性特点的施工方案,最大程度降低路基施工时所造成的影响。
排水固结法是对天然地基,先在地基中设置砂井 (袋装砂井或塑料排水带)等竖向排水体,使土体中的孔隙水慢慢排出,软质土体逐渐固结,地基发生沉降,同时强度逐步提高的方法。
竖向排水法针对地下水位较高的区域较为适用,在回填地基时,先将竖向的排水系统埋入,才能有效提高排水管道的实际稳定性,其操作原理是运用管道抽出施工区域底部的地下水,以此降低该区域的地下水位,最大程度避免地基出现不规则沉降[2]。
砂垫层法是在软土地基顶面铺设厚度为0.6m~1.0m的砂垫层作为软土层固结所需要的上部排水通道,以加速沉降的发展,缩短固结过程的方法。该方法适用于软土路基表层厚度不足,且含水量相对较高的情况。同时,砂垫层可作为路堤内的地下排水层,以降低堤内水位,改善施工时重型机械的作业条件。
采用砂垫层,砂尽量选择砂石颗粒较粗的中砂及粗沙,并将颗粒的不均匀系数控制在5以内,含量也不能超过3%~5%。砂垫层一般用自卸汽车及推土机配合摊铺,摊铺应均匀,注意不要有很大的集中载荷作用。
换填法就是将基础底面以下较浅的软弱土层挖除,然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的材料分层充填,并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动,使之达到要求的密实度,成为良好的人工地基。该方法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理。换填法的处理深度通常宜控制在3m以内较为经济合理,但不应小于0.5m。
该方法能够从根本上提升地基的实际强度及承载能力,为市政道路的整体质量提供可靠支撑。在进行材料回填时,可采用分层回填方式,每层回填完成后,需进行加固压实,以此来提升路基的实际稳定性。
水泥搅拌桩法是利用水泥材料作为固化剂,通过特制的深层搅拌机械在地基深处就地将软土和水泥浆或粉体强制搅拌,通过水泥和软土之间所产生的一系列物理化学反应过程,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的良好复合地基,从而提高地基的承载能力,减少地基沉降量和增加土质边坡的稳定性的方法。水泥土搅拌桩最适宜于加固各种成因的饱和软粘土。
在设计前应查明拟处理的土质条件和水质条件,应根据现场土层的性质,选择合适的水泥品种。通过室内配方试验及现场试桩施工,确定水泥的渗入量。通常情况下选用强度等级不低于32.5级的普通硅酸盐水泥作为固化剂.并可根据工程需要和土质条件选用外加剂。施工时应严格把控水泥材料的质量,同时在施工人员在进行操作时,应当严格按照施工工序规范自身操作行为,并提前对所需设备展开检测工作,确保该设备在后期施工过程中能够发挥最大的效用,为该工程提供有力保障。
强夯法是为提高软弱地基的承载力,用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结而减少其压缩性、提高强度的方法。这种加固方法主要适用于颗粒粒径大于0.05mm的粗颗粒土,对饱和的粉土和粘性土无明显加固效果。强夯法因具有施工工序简便、施工成本支出较低、且能够有效提高地基施工效率的优势,被广泛推广并运用到各建筑工程施工建设中。
该方法在施工过程中应注意,先应将施工区域进行平整作业,避免因地面不平整导致实际夯实度出现不均匀现象,其次技术人员需设置合理的重力锤高度及重量,并运用科学手段计算出相符的夯实遍数,以确保下沉量达到下沉量控制指标。在此需注意的是,该技术方式对于对土质条件有一定的要求,并不能适用于含水量较高的淤泥地质。同时,强夯不得用于不允许对工程周围建筑物及设备有一定振动影响的地基加固,必需时,应采取防振、隔振措施。
软土地基作为影响市政道路工程质量的主要因素,设计人员需对此加强重视度,并做好前期地质调查工作,根据工程的实际情况及发展需求制定合理的施工方案,针对该难点采取有效措施,并不断优化改进,以此来降低软土地基所造成的影响。