市政路桥工程施工中软土地基处理技术研究

陈战省 (广州市第三市政工程有限公司 广东 广州 510000)

引言

软土地基是路桥工程施工经常会遇到的特殊路段,需要采取科学的处理技术,来保证工程施工质量。随着我国社会经济的高速发展和科学技术的进步,交通事业乘风破浪电掣风驰。路桥工程建设是缓解地区交通的主要方式,因路桥工程建设规模的剧增,地质复杂地段陆续出现,而软土路基是路桥工程施工现场较为常见的特殊地质条件,施工过程中应切实加强对软土地基的加固处理,消除或减小因软弱地基造成的不利影响。从我国地质构造来说,“软土层”也一直是现代地质专家考察的主要对象,提出了针对不同建设情况对软土地基的处理方法和技术。

一、市政路桥工程软土地基的主要特点

所谓软土地基,是指根据建设部软土地址勘察规范的相关标准,符合空隙比值不超过1.01,天然水含量不超过液限,以灰色为主细小颗粒的土质均为软土。从软土地基的概念不难看出其具有以下特点。

(一)较弱的抗剪强度,且这种抗剪强度与排水固结条件和加荷速度之间存在着紧密联系,在一般排水情况下,这种软土地基的抗剪强度与固结程度成正比:固结程度增加,则软土地基的抗剪强度增大;固结程度降低,则软土地基的抗剪强度也降低。

(二)较高压缩性。软土的压缩性随着其天然水量、液限增大而不断增大,这也是软土地基在承受较大载荷后发生变形的原因所在。

(三)较差的渗透性。由于软土地基具有较多的空隙和较高的含水量,使得它的天然空隙比通常介于1～2之间,一般不会大于4。它的含水量则高达45%～75%,这就决定了软土地基较低的抗剪强度和较差的压缩性。

(四)较低的稳定性。恶劣气候条件下软土地基会发生自然沉降。工程投入使用后也会因车辆载荷的碾压而发生不均匀沉降。

二、市政路桥工程软土地基处理原则

(一)充分考虑施工现场实际情况

在市政路桥工程施工作业中,由于整体的工程建设规模相对较大,容易会对周边居民的日常生活带来影响。施工时,所产生的震动相对较大,容易产生噪声问题。若无法加大对施工阶段的控制力度,还会出现地下水环境污染等问题。因此,要对上述问题综合考虑,结合市政路桥工程施工规划,对软土地基处理施工效果提出严格要求。不同的地基所采用的处理方式具有差异性,需要结合现场实际情况,采取因地制宜的施工方式,提高软土地基处理项目的施工效率。为了施工过程中减少对周边建筑物和居民带来的不良影响,要采取降尘措施。

(二)严格执行市政路桥设计方案

市政路桥工程项目与其他类型的工程建设作业有着本质上的不同,在操作过程中,对各项施工作业的专业性提出了较高要求,要保证路面的平整程度,形成稳定、安全的路桥工程项目。为此,施工人员需要严格按照市政路桥工程的设计要求,促进各项施工作业顺利实施。对于等级相对较高的道路,在施工过程中要采用强力处理措施,使软土地基的沉降量有所降低。另外,还要保障施工总体设计能够满足规范要求,为软土地基处理施工提供参考依据,并保障技术应用的灵活性,确保设计方案内容能够全面落实。对等级相对较低的公路,要合理使用加载性技术,在处理作业前期准备阶段,要采取降尘措施,营造干净、整洁的施工环境,促进后续施工作业顺利开展。

三、市政路桥工程施工前期的准备工作

施工准备工作的基本任务是为桥梁工程的施工建立必要的技术和物质条件,统筹安排施工力量和施工现场,是施工企业搞好目标管理,推行加固技术的重要依据,同时也是施工得以顺利进行的根本保证。认真做好施工准备工作,对于发挥企业优势、合理供应资源、加快施工进度、保证工程质量和施工安全、降低工程成本、增加企业经济效益,为企业赢得社会效益、实现企业管理现代化等具有重要意义。

根据施工阶段的不同,可将施工准备工作分为两类:工程项目开工前的施工准备,这是在工程正式开工前所进行的一切施工准备工作,其目的是为工程正式开工创造必要的施工条件。二是各施工阶段前的施工准备,这是在工程项目开工之后,每个施工阶段正式开工之前所进行的一切施工准备工作,其目的是为施工阶段正式开工创造必要的施工条件。

施工准备工作既要有阶段性,又要有连贯性,必须有计划、有步骤、分期分阶段地进行,要贯穿于工程项目施工的整个过程。

施工准备工作主要包括:技术准备、劳动组织准备、物质准备和施工现场准备等。

(一)技术准备是施工准备的核心。由于技术准备上的差错和隐患将造成生命、财产和经济的巨大损失,因此必须认真做好技术准备工作。技术准备的具体内容如下:熟悉设计文件、研究核对设计图纸。全面领会设计意图,透彻了解桥梁的设计标准、结构和构造细节;检查核对设计图纸与其各组成部分之间有无矛盾或错误;在几何尺寸、坐标、高程、说明等方面是否一致,技术要求是否正确等等,发现问题及时与设计单位和监理工程师协商解决,保障路桥工程建设的科学性与严谨性,使其能够符合工程的规范标准。进一步调查分析原始资料。施工前应对施工现场进行实地勘察,已尽可能多地获得有关原始数据的第一手资料,这对于正确选择施工方案、制定技术措施、合理安排施工顺序和施工进度计划以及编制切合实际的施工组织设计都是非常必要的。主要调查项目如下:一是自然条件的调查分析,包括地质、水文、气象、施工现场的地形地物、桥梁工程所在地区的国家水准基点和绝对标高等情况。二是技术经济条件的调查分析,主要有:施工现场的动迁、当地可利用的地方材料、砂石料场、水泥生产厂家及产品质量、地方能源和交通运输、地方劳动力和技术水平、当地生活物资供应、可提供的施工用水用电条件、设备租赁、当地消防治安、分包单位的力量和技术水平等状况。三是施工前的设计技术交底,通常由建设单位主持,设计、监理、施工单位参加,对设计图纸的疑问、建议或变更在形成统一认识的基础上,做好记录,形成设计技术交底纪要,由建设单位正式行文,参加单位共同会签盖章,作为施工合同的一个补充文本,与设计文件同时使用,是指导施工的依据,也是建设单位与施工单位进行工程结算的依据之一。四是确定施工方案,进行施工设计。五是编制施工组织设计和施工预算。

(二)劳动组织准备的主要内容有:设置监理施工组织结构;合理设置施工班组;施工力量的集结进场和培训;向施工班组和操作工人进行开工前的交底;建立健全各项管理制度。

(三)物质准备工作的内容主要包括:工程材料的准备,构件和制品的加工准备,施工机具设备的准备,以及各种工具和备件的准备。物质准备工作的程序一般为:根据施工预算、分部分项工程的施工方法和施工进度安排制定需要量的计划;与有关单位签订供货合同;拟定运输计划和运输方案;按施工平面图的要求,组织物质按计划时间进场,在指定地点、按规定方式进行储存或堆放,以便随时提供给工程使用。

图 软土处理技术示意图

(四)施工现场准备的具体内容有:做好施工测量控制网的复测和加密工作;做好施工现场的补充钻探;搞好三通一平,是指路通、水通、电通和平整场地;建造临时设施;安装调试施工机具;原材料的试验和储存堆放;做好冬雨季施工安排。

四、市政路桥工程软土地基处理技术

(一)外部处理技术

沙砾垫层施工技术属于外部处理技术体系中的关键组成部分,在软土地基含水量相对较高的情况下,若土质处于稀薄状态,则能够为沙砾垫层施工技术的应用提供良好的施工条件。在使用机械化处理方式时,应对施工人员提出明确要求,使其能够在衡量机械设备重量的情况下,对碾压强度予以确定,并综合考虑地基等方面的因素。对于常规类型的混凝土施工作业,要在铺设沙砾垫层时,将沙砾垫层厚度保持在1m 左右,应保障实际操作步骤的规范性,发挥垫层的排水作用,确保软土能够顺利固结。

在使用地面排水施工技术时,应保证技术操作的合理性,采取有效措施,实现对路面积水等问题的全面规避,确保地基含水率降低。在使用表层排水施工技术过程中,能够为外部处理作业提供支持,在土壤质量较为优良的情况下,若软土地基的含水量相对较高,则能够发挥出表层排水施工技术的优势和效用。

在掺入添加剂的过程中,可以对软土地基的表层区域进行检测,若表层属于粘土性质时,能够为添加剂的使用提供支持。在通常情况下,可以使用石灰、水泥等材料,使其能够发挥出辅助性作用,并配合添加剂共同使用,将其应用于混凝土施工作业中,采取合理的搅拌措施,加大对震动环节的控制力度,使材料能够全面渗透于粘性土质中,不仅可以强化软土地基的整体强度,还能够提高软土地基的抗压能力。

在开展表层铺设作业时,要结合表面区域的实际情况,对其他材料的铺设提供支持。若软土地基当中的空隙相对较多,则无法保障土层分布的均匀性,阻碍路桥施工作业的开展,容易影响路面的整体铺设质量,甚至会产生移位等问题。为此,需要改善路桥表面条件,使用化纤无纺布等设施,确保此类材料具备优良的拉力条件,将其铺设于路桥的表面,减少路面不平等现象的出现,确保软土地基表面区域的均匀性,借助化纤无纺布的夯实作用,强化路桥工程项目荷载能力。

(二)加固处理技术

粉喷桩技术属于加固处理工艺中的重要组成部分,在市政路桥施工作业中较为常见,将其应用于处理软土地基,能够保障施工环节的稳定性。对于稳定性能相对较差的软土地基施工区域,应合理应用粉喷桩施工技术,充分借助固化剂所形成的压力,将其转移到地基区域中。此时,软土地基的内部区域呈现出了固结状态,在固化剂的调节作用下,产生了软土化学反应。在市政路桥施工作业中,要涉及水泥等基本材料,在施工作业前期的准备环节,应派专业施工人员,使其能够对当地的地质环境条件进行全面勘察,保障勘察和检查作业的细致性,结合地质数据的相关内容,保障记录结果的准确性与完整性,将其作为粉喷桩位图设计作业的基本参考依据。在实际的施工过程中,为了保证工程项目的流动性,还需要添加石膏或者硫酸钠等辅助性材料,优化固化作业的整体效果,形成高效的施工模式。

在使用压实加载处理技术时,对软土地基的使用提出了较高的要求,需要确保软土地基能够具备一定程度的承载能力,采用人为压实的方式,实现对地基区域的有效处理。在使用压式加载处理技术的过程中,能够加大对周围组织的管控力度,保障土质使用的规范性,避免对整体性的市政路桥工程项目施工作业造成不良影响。

通过对化学手段加固处理技术的操作方式予以细致划分,可以看出主要包括电化学加固和固化加固等两种形式。为了发挥出化学手段加固处理技术的实际效用,需要结合市政路桥工程项目的实际情况,明确掌握施工作业的总体要求,经过全面分析,筛选出更加优良的化学手段加工处理方法。以电化学加工手段为例,能够结合软土地基的施工问题予以妥善处理,从而优化市政路桥工程项目的施工效果。

在使用排水技术的过程中,要结合软土地基内部的排水处理作业,并对其予以高度重视。由于软土地基的内部含水量相对较高,在开展排水作业时,确保压力排水能够与沙垫层等施工作业同步进行,确保市政路桥工程软土地基中的水分能够被全面排出,形成稳定的路桥工程项目,保障施工作业的可靠性。

(三)土壤置换技术

在市政路桥工程施工作业中,涉及软土地基等施工区域,若出现较为明显的塌陷、变形、或者为错位等现象,则会对市政路桥工程项目的整体质量造成不良影响。采取换填法处理软土地基已成为常态。换填法,是指将地基中原有软土用一些性能较强土质进行替换的一种施工技术。采取这种方式,相关施工技术人员应该注意以下几方面内容:一是优选换填土。换填法的基本原理是围绕着换土进行的,而想要实现对软土地基的有效处理,就必须要选择那些稳定性好、可压缩性小、承载力大以及强度高的换填材料。二是碾压工序做到位。在施工过程中,对地基中的软土进行换填时,要分层对其进行碾压,最大限度地保证地基的密实度,减少发生沉降等问题的概率。三是使用换填法主要针对的是那些软土层较浅的软土地基。当市政路桥工程项目属于大型工程类型时,在使用土壤置换技术的过程中,则会加大对资金的整体投入,要结合实际情况慎重考虑,若无法满足经济性等方面的要求时,则不建议使用土壤置换技术。

结束语

市政路桥工程是城市的重要部分,是影响人们出行安全的重要因素。为了提高市政路桥的功能性和可靠性的,要对市政路桥施工中的软弱地基进行分析,结合区域地质条件制定有效的软弱地基处理措施,从而使得市政路桥的软弱地基可以得到有效控制,规避软弱地基沉降、承载力不足等情况,使得软弱地基可以满足市政路桥的实际需求,规避安全隐患,发挥市政路桥的功能,提高人们的生活质量,实现市政路桥工程项目的经济效益与社会价值。