余深武
(厦门市捷安建设集团有限公司,福建厦门361026)
国内道路建设规模逐步加大,数量逐步增多,为国民生产及生活提供了诸多便利。伴随建设进程逐步加深,道路建筑施工中面临的问题也在不断增加,软土地基就是问题中的一个,对道路工程施工进度与施工质量均会产生较大影响,能否有效处理软土地基已成道路软基工程建设中的重中之重。所以,确立道路地基工程施工中常见的病害特征,探讨软基处理的实际有效策略,会为今后道路工程施工有所帮助。
路面病害是地基工程施工中常见的病害特征,诸如路面材料破碎等,其原因是地基施工地温度变化所致使路基面呈现裂痕状况。同时,在实际路基施工过程中,鉴于施工者对混凝土养护工作不严谨,致使混凝土在实际施工中,内外温差过大,继而呈现温度应力,严重制约着路基施工质量。同时,在后续施工中没实施预压沉降,这会制约着路面使用效果。比如,当行车荷载对路面形成冲击时,坑洼会在路面上呈现出来,这样不但会制约着路面应用与维护,还会给通行带来诸多不便[1]。
道路施工完成后,路面在初期若形成车辙病害,其原因在于路基承载力不稳,在车辆行驶的荷载下,承载力不够的路段会出现明显的沉降,同时车轮在荷载行驶过程中会对路面造成积压变形,进而呈现严重的车辙状况。
其一,软基深层挤密法。该法是利用土层中成孔的模式对周围土体产生挤压力,而后使地基深层达到压实的方法,也是地基基础方法之一。软基深层挤密法按照成孔方式分为:振冲挤密、打工具管挤密和爆破挤密。按照填充材料分为:碎石桩挤密、砂桩挤密、石灰桩挤密、土桩和灰土桩挤密[2]。其二,软基置换法。该法是主要以优质土置换软弱土,以此确保填土稳定和减少沉降量的一种软土地基处理方法。该施工方法有以下几种:人工挖掘置换;借填土自重置换;爆炸法强行挤出置换。这几种方法在施工过程中很容易做到,在大多数情况下能达到预期目标。从可靠性角度来讲,人工挖掘置换是优选,但是要从施工进度来讲,选取爆炸法强行挤出置换是最快的。其三,软基加载法。该法是为了能预先促进软土地基沉降,从而用来增加地基的强度,防止在填土上构造物与埋入地下的构造物发生沉降而导致破坏。在促进地基固结沉降的方法一般是在地基上进行增压,减少土中的间隙。采用填土加载法时,必须要注意到地基稳定状态的良好性,而降低下水法和大气压加载法则不用担心地基是否遭到破坏。
以山西省晋中市某路段市政道路改造工程为例,该项工程道路总长大约为1700m。该工程早年间修建的电厂灰库围堤宽为4m,黄海高程903.5m,该工程当时在施工中放坡采用的是沿路堤放坡的构造模式。路基排水主要是通过抽排融合的降水模式进行,该工程历时15 个工作日完成降水处理。同时,该工程的南北两侧都是以石砌护边坡构造进行施工;电厂灰库地基为原浅河滩,并且附近都是浅滩,水位保持在0.34m 左右,土层多为砂土、黏性土层;电厂作业改道早在九年前就完成了,改道宽为9m,黄海高程为902.5m,路基采用抛石挤淤夯击法。目前,该项工程设计运行速度60km/h,设双向四车道,路基宽度设计为24m,其路基土层主要有以下几种:
其一粉质黏土,在黄海高程-9.99~-2.61m 路段处,主要是由黄兴黏土、粉质土、砂砾融合而成,土层强度不高且性质不稳定,同时承载力不足;其二素填土,综合路段厚度是由500mm 厚度的素填土建成,部分厚度可达数米,该路段的填压材料主要有碎石黏性土、砂质土等,颗粒不大,受填埋后分布效果很好;其三淤泥质土,主要分布在黄海高程-3.02~1.43m 路段处,符合一定设计高度,同时需要填埋大量块料碎石。土层中含有水分多,有部分砂砾、贝壳、碎石堆积,且流动性强。
2.3.1 抛石挤淤法
首先,在施工准备的具体操作。在实施抛石操作前,应先抽干鱼塘中的积水,对抛填深度加以掌握。为了可以更快地达到施工部位,需要对施工临时便道实施科学的修建。这时,务必要事先把块石备料工作做好,优先选用符合设计要求的施工材料。该项目主要是通过已有的地域资源,开采周边的优质散体石料,这样可达到节省开支成本、减少运距的目的,同时所收集的石料也符合施工工艺要求。其次,在抛石挤淤过程中的具体操作。在实施抛填施工时,需要事先对大体积块石加以抛填,其中抛填深度需深入淤泥底部。为了把塘中淤泥充分挤出,需要向外不断的抛石。若坡度大于1∶10,需要从高侧向低侧实施片石抛投,抛填首层需要确保一定厚度,在较低一侧需要尽可能添加较多的片石。若片石全部挤进淤泥中,就能进行接下来的抛投操作。若在压路机施工中不出现下沉状况,那么需要随时停止抛填。再次,在整平过程中的操作。在整平施工中,需要通过推土机全面整平卸下来的块石,让块石与块石间不再有高度差。如若块石体积过大,为了确保碾压密度,需要对其实施碎体操作。若在有效的场地无法做到压平,就需采用人工模式进行填铺碎石,以此达到找平效果。如若达到一定设计标高时,同时在块石顶面铺设完成碎石层后,可利用推土机实施整体操作。最后,在碾压过程中的具体操作。在该操作过程中需选用重型振动压路机,实施分层碾压。在碾压施工中,需要全面遵照先两侧后中间的施工秩序。为保碾压压实效果,压路机轮迹需要具备0.4~0.5m 的重叠。在碾压施工中,先要实施静压,而后再用低频碾压办法,实施两次高振幅碾压,之后再实施两次低振幅碾压,最终实施一次静压操作。
2.3.2 强夯置换法
夯点位置、间距等需要凭借地勘材料与设计,经测量放线后确立,后者的间距需要在试夯工作完成后,按照试夯资料予以确立,在工程施工中,按照试夯资料,确立以5.0m×5.0m 间距当作施工夯击点位进行设置。
2.3.3 设计技术要求
在该项目工程施工中,就普通路段,沉降值需要控制在0~30cm 范围内;而对于特殊路段,沉降值需要控制在0~10cm 范围内;地基承载力特征值范围需要控制在0~200kPa 内。
2.3.4 夯击参数
按照试夯资料,剖析点夯夯击次数≤9 次,夯击机械锤质量不大于200kN,锤击直径维系在2.0~2.5m;夯击动能设置为3000kN.m,根据试夯资料确立的夯点间距5.0m×5.0m。同时,需要通过绕梅花形状夯击施工,且在每个夯击点进行反复的夯击工作。
在实施抛石挤淤前,应该切实验收与检查清淤断面,以保清淤断面符合设计需求。在实施抛石挤淤施工时,若是出现明显淤泥起包或是过多回淤量,应该随时给予处理。需要控制块石的规格与级配,特别是挤淤块石,为了得到最佳的挤淤效果,需要优选大规格的块石加以应用。在强夯施工中,需要按照试夯确立的强夯工艺参数实施接下来的施工,同时还需选用级配高、高质量的夯坑回填块石,且单轴抗压强度需要控制在50MPa以上。另外,在强夯施工中,还需对其实施视频录制,同时派专员实施现场监督,对强夯施工中的控制力度加以提升,以免呈现漏夯与少夯等状况。
待强夯施工完成后,实施平板载荷试验主要是验证与检查强夯处理后的地基承载力。在这次平板载荷试验中,选用正方形承压板。在地质条件不良及附有代表性的地段中设置5 个检测点,其中每隔400m 需要设置1个载荷板试验点,按照检测结果,所有检测点的载荷均需满足设计需求。
钻孔时需用XY-1 型钻机,通过全孔取芯法实施钻探,且需要布设10 个检测点,检测点间的间距需要控制在500m 内,按照钻孔检测结果,不难发现,块石落地状况较好,进而会取得较为理想的挤淤效果。
在该项目设计中,若想做好原状地基勘测工作,务必要做好参数记录,同时做到详尽检查。那么,针对软土地基而言,若地质条件较烦琐,那么会严重制约着后续施工质量,严重的还会导致路面裂缝及其他病害等症状发生。当在烦琐地质结构进行施工时,应根据地质状况采用对应策略,按照地基结构与土质的不同,为该项设计工作提供重要参数,以此选用可全面避免道路软基工程病害状况呈现的施工方案。
水是制约软土地基病害的核心因素,含水量过多或是过少均会给路基的承载力造成影响。在施工前务必要做好有关调查工作,其中要细化调查地下水的分布、方向等工作。同时还需整体考察水文数据,确保施工场地下含水量不会影响道路施工质量,以防软土土基含水量不标准,导致道路软基的病害呈现。
软土地基对于道路工程建设的影响很大,如果未能处理好软土地基,将会影响道路工程的行人安全、行车安全及经济效益。所以,施工前应对软土地基实施剖析,按照施工现场实际状况择取适宜处理对策,对软土地基实施有效处理,提升其稳定性,强化其承载力,满足施工需求,为后期施工提供便利。