王荣祥
(榕江县交通运输发展中心,贵州 榕江 557203)
当今,我国经济正面临着高速发展的阶段,城市化进程进一步发展,道路工程逐步迈进黄金阶段。在施工时,经常遇到软土路基的施工问题,解决软土路基的问题就成了当务之急。在工程进行过程中,如果不能够彻底处理这些问题,将会对整个工程的质量和使用产生极大的影响。软土地基的加固处理是实施道路工程的一个重要方面。在道路的施工过程中,必须要将软土地基的加固重视起来。①保证施工工序的衔接效率,使正在实施的工程能够顺利进行;②尽量避免再次返工,保证施工的质量。因此,对市政道路软土路基的设计研究,有利于促进新材料、新科技、新工艺的应用,具有重要的发展价值和实际意义。对于软土地基的问题,我国已经研发出来很多处理软土地基的有效方法,并且已经小有成就,但是这些技术还需要施工企业、建设部门和设计单位等多个部门互相协助来进行改进和完善。
软土路基的存在地理位置一般是在沿海、沿湖等含有丰富水资源的地方,对于一些气候、土壤、水分都满足的情况下也可以出现。为了保证城市的健康发展,就必须对软土路基建设足够重视。软基对其工程建设有着巨大的影响,在道路建设中静荷载和动荷载的作用下,当地基承载能力不能满足要求时,地基会产生部分或整体破坏,会影响道路建设的正常进行,甚至造成道路的损坏。不均匀沉降或水平位移在外力的作用下,会引发地基的挤压变形,当不均匀沉降过度、水平位移偏移过多时,就会影响建筑物的正常使用,甚至可能造成损坏。当道路建设出现沉降时,不均匀沉降的现象最为常见。不均匀沉降对其建筑物的影响主要是:如果基层里渗透量的下降值超出标准限值时,就会产生大量的失水现象,或潜在的侵蚀和管涌使基础不稳定,也会导致道路建设的破坏和造成工程事故。
根据长时间的实践可以总结出来,相对于市政道路的正常路基,软土路基的含水量更大,一般是在50%~70%。由于南方地区比较潮湿,软土地基的含水量甚至可以达到200%,虽然软土地基的含水量比较大,但是其透水性是比较弱的。因为软土地基的含水量比较大,再加上较强的压缩性,这也是造成地面沉降、塌陷的主要原因。为了在正常施工保证市政道路的建设,必须合理控制施工时间和软土路基中水分含量。软土路基是由水分、细颗粒土以及泥沙组成,因此软土路基在抗剪能力非常欠缺,完全无法与正常路基相比,同时软土路基的硬化速度很慢。软土地基一旦遇到了比较大的载荷,就能够非常简单地被强行压缩,从而将会出现大面积下沉,甚至可能会引发交通事故。这就是诱发道路工程发生安全事故的主要因素之一。
在软土路基的设计和施工时,必须要根据实际的情况来制定合理的方案,秉持着边观察、边设计、边改进的原则,在发现问题时要及时处理,保证工程的顺利进行。
在进行施工之前,应该勘察施工场地,充分了解施工地基部位的地质条件,并且将相关的材料作为参考依据,包括地质的信息、环境信息等。浅层路基处理的方法很多,各种方法有不同的特点,可得到不同的效果,大致可分为两大类型:沉降处理和稳定处理。
2.1.1 沉降处理
沉降处理主要采用排水砂垫层。在施工中,会遇到含水量很大的软土路基,这就会给施工带来很大的麻烦。遇到这样的路基,我们就可以采用排水砂垫层的技术,方法就是在软土路基的上层铺设排水砂层,这样就可以减少软土路基的水分含量,使水位降低,可以保证软土层的正常施工和后期的实用性。在施工过程中,可以在填土之前开挖一些沟槽,这可以便于将软土地基的地表的水排出来,降低地基的含水量,这样施工的设备就可以在路面上进行正常的工作。此外,还需要将透水性比较好的砂石和碎块等填到挖好的沟槽内,这样就可以达到盲沟的效果了。在挖沟之前要观察好当地的地形,然后再确定排水的方案,尽量借助原先的地势地形进行自然的排水,这样可以在一定程度上减少施工的成本,也要注意不要让别的地方的地表水流到填土中。排水砂垫层如图1所示。
图1 排水砂垫层
2.1.2 稳定处理
稳定处理主要可采用的方案是换填碎石和粉喷桩加固处理法。在进行道路工程中,处理软土地基的另一种常见的方式就是换填的方法,即将原来软土地基里的性能比较弱的土换填成性能比较强的土。在进行换填土的时候,要选择性能比较好的土壤,才有较好的稳定性、压缩性小以及较强的承载力。再就是要测定换填的土壤密实度和含水量,必须达到规定的要求。对软土地基换填完成以后,还需要对其进行分层的碾压,保证地基的压实度,降低发生下沉、塌陷的概率。
粉喷桩加固处理法经常应用于一些稳定性比较差的软土地基。在钻机使用前和使用后都要检查钻头,钻头的磨损量要保证在2cm以内,这样就可以在一定程度上保证粉喷桩成桩的质量。在进行粉喷桩加固的过程中,需要准确掌握钻机下钻的深度和喷粉的高度,确保粉喷桩的长度,同时也要及时检查粉喷桩成桩的直径和搅拌的程度。为了保证施工现场的稳定性和平整性,需要将有粘性的土进行回填。
对于深层软基处理,主要运用水泥搅拌桩和粉煤灰碎石桩来处理软土基层中厚度大于3m的基层。对于填土高度较高、地基承载力要求高或粉砂深度较深的路堤,应采用粉煤灰碎石桩(CFG桩)进行处理。桩径0.5m,布置形式为正方形或等边三角形。粉煤灰具有吸水性,吸水后发生化学反应,产物氢氧化钙具有相对较高的强度。所以在处理软土路基的时候就可以掺拌粉煤灰,达到吸水和加固的效果。借助粉煤灰的这些特性,将软土路基中添加粉煤灰并充分搅拌,就可以实现地基的设计要求,使软土路基达到足够的强度和稳固性,相对于水泥,粉煤灰的效果更加突出。在软土路基的施工中,碎石桩处理技术是比较传统的方案,但是具有良好的效果。施工时对碎石处理后填入到带孔的路基中,然后再添加适量的黏合剂,保证软土路基的粘合性,保证路基的承载能力和稳定能力。碎石桩技术有利于施工的顺利完成,成本投入小,效果明显,可以大范围应用在软土路基建设中,但在路堤宽度较大的市政道路中应用效果不佳,所以很少采用,粉煤灰碎石桩如图2所示。
图2 粉煤灰碎石桩
如果路堤填筑量高于底部,则水泥搅拌桩应使用处理路堤基底承载力或路堤粉砂深度低于底部。桩径0.6m,采用正三角形布置形式。水泥搅拌桩机软土地区路堤填筑,碎石桩的位置要进行合理的测量考察,要符合软土路基的需求,可以达到最大的效果,保证整体的密度要求。
管廊基底及跨结构20m范围内的基底(涵洞等)应进行压实处理。管廊软基处理以管廊设计标高下1m为标高(桩顶标高)控制。管廊的基垫直接用作桩顶垫层。管廊底部淤泥深度小于3m,采用砾石置换。管廊底部淤泥大于3m,与道路桩基础类型一致,桩间距采用压实处理。管廊底部的控制标高作为桩顶线,以上部分作为空桩处理。涵洞位置为涵洞中心桩号前后10m处,在20m范围内采用桩基础。
综上所述,道路工程作为国民经济的重要支柱产业,其发展动力也在不断增强。地基的存在对于道路建设是十分重要的,在道路建设过程中会遇到各种软土地基的情况,软土地基处理工程是土木工程关注的重点和难点。在软土地基上进行在道路建设施工时,必须进行软土地基处理,如果处理不好就会出现地基的下降的情形,影响工程的施工质量,对以后的行车安全造成影响。软土路基的建设经常会遇到各种的问题,施工单位要注意可能存在的隐患,仔细勘察地质环境,制定详细的施工方案,尽可能地减少施工时出现的问题,保障工程的顺利完成,提高市政道路的可靠性和使用寿命,促进城市的健康发展。