賴小龍
(陜西華山國際工程集團有限公司, 陜西 西安 710000)
分析軟土的組成成分可知,其中黏土和粉土是其主要成分,這些性質的土粒本身還帶有一定的負電荷,那么土粒吸收水分的能力就變得很強,使得軟土的天然含水量很高。與此同時,天然含水量高的軟土也在很大程度上使得土粒間的黏結性大為降低,導致軟土具有很大的孔隙比。
重力和外力的施工會使得軟基的形狀得以改變。如果道路施工中缺乏合理有效的加固軟基的措施,那么軟土出現流動的概率就會很高,嚴重的會導致道路的塌陷,給正常的交通運營帶來不利影響。
軟土承載力也會因其高的含水量和大的孔隙比而降低,這無疑加大了道路塌陷的風險,甚至會使得人們的生命財產安全受到威脅。
如果軟土地基深度小于3m,那么最適宜采用淺層處理的方式,代表性的處理手段有拋石擠淤法和換填墊層法,這兩種方法適合那么深度要求低的施工部分,能起到很好的強化穩定性的作用。如果軟基的厚度大于3m,那么淺層處理的方式便不合適了,一般會根據地質情況,決定是否采用土工編制物、增加添加劑這些方法來加固土體。
換填墊層是一種原理簡單、操作簡便的軟基加固技術,能夠在較短的時間內取得較好的加固效果。如果某個路段的施工要求不高,那么采取換填墊層法較為適宜。但是這種方法的局限性比較強,這也決定了它不能在廣泛應用在道路軟基處理中。該方法的關鍵是換填材料的選擇,材料的穩定性、剛度和強度均需符合相關規范,另外還要盡可能的降低材料的消耗,以節約成本,在滿足加固需要的前提下實現最大的經濟性。
軟土路基一般都含水率較高,而塑料排水板的應用則能很好的解決這個問題。路基施工絕大多數都是在室外進行作業,室外作業受制約的外部條件較多,如果路基的含水率過高那么就直接影響路基施工的質量,并且施工進度也會受到影響。塑料排水板的運用能夠有效降低路基的含水率,使其含水率符合相關規定,保證了施工的質量,并使得路基施工的進度加快。
強夯法是軟土路基處理中常用的技術措施,一般適用于深度不大于7m的軟粘土路基,強夯法施工簡單,并且較易取得良好的軟基處理效果。也正是由于這項技術措施易于施工,且成本較低的優勢,使得其在實際中應用的頻率較高,但是這種技術措施在應用中會產生較高的噪聲,如果市區使用則噪聲污染嚴重,因此并不適合在市區使用。
如果軟土路基的深度較大,那么采用土木合成法作為支撐和加固手段是較為合理的。首先要將軟土的孔隙率和密實度測量出來,如果不符合要求,那么就可以采用震動的方式把土木合成粒料植入到軟基之中,但是這種方法對測量的精度和施工經驗要求較高,因此也會有一定的應用局限性。
預壓法最適宜應用在黏土地基中,加固效果好,并且成本低。這種施工技術要借助于地表加載或者建筑自重,將含水量高的軟土地基中的水進行排除,使得地基的強度慢慢加強,密度慢慢增加。但是應用這種方法會花費很長的施工周期,還對填土速率的計算精度有較高的要求,這無形間加大了填料的用量,還增加了出現地面沉降的問題的幾率。同時,預壓法應用中豎向排列排水管道深度有限,如果還有堵塞發生,那么日后出現地基沉降的概率也會出現,為道路的正常使用埋下了隱患。
粉煤灰碎石樁是一種復合型地基,組成這種形式地基的主要材料為碎石、石屑和粉煤灰,將這些材料進行充分攪拌,就會產生很強的粘結性,這樣軟土樁和底部墊層之間就會形成穩定性很強的復合地基。這種方法能大大提升軟基的強度,采用混凝土澆灌也大大簡化了操作的程序,使得整個軟基的強度和硬度都有較大的提升,在省時省料的同時也保護了生態環境。但是這種技術的缺點也是很明顯的,那就是易對混凝土澆筑管形成堵塞,特別是當泵送混凝土產生較大壓力時,出現爆管的幾率就會上升。這種問題出現的主要原因便是粉煤灰碎石的提升速度太慢,混凝土不能被快速排出去,加之泵輸送軟管的半徑較小,會使得混凝土和易性發生變差,這些都阻礙了混凝土泵漿的流通,造成管道的堵塞。
水泥攪拌樁在軟基處理中使用頻率較高,這種方法選擇水泥作為固化劑材料,用攪拌樁機器來對大量的水泥進行攪拌,并保證攪拌過程的連續性和均衡性,這樣利于水泥和軟土之間充分發生反應,進行提升軟土的強度,實現加固軟基的目的。水泥攪拌樁技術最大的優點便是不會在軟基加固中產生激烈震動,因此對周圍土體的擾動較小,對周圍的建筑物也不會產生過大影響,并將對環境的污染減少到最小。
在地基土層為 8~18m的深粉質黏土的道路工程中應用現澆混凝土管樁加固技術進行施工時,應設計6~11.8m的不同樁長,1000mm的直徑,120mm的管壁厚度,C20的混凝土強度等級,5~8cm的坍落度,3m的橫向間距,3.5m的縱向間距。
樁基檢測是保證樁基加固質量的重要首先,主要通過以下兩種方式進行檢測:一是現場開挖檢測。樁基施工之后的第14天是檢測樁身質量的最佳時期,要選擇至少三根樁基進行外觀質量檢測,本工程在對樁基外觀檢測后發現樁身混凝土結構相對完整,并且段樁與空隙之間也完好。二是采用低應變檢測方法。該種檢測技術主要借助反射波來對樁身的完整性進行檢測,檢測數量要求較多,一般要占到總樁數量的1/4,但是這種檢測方法單獨使用的概率較低,一般還用聯合其他檢測方法,這也是提升檢測精度的重要手段。
1、樁周地表土位移
沉樁過程中,檢測深度越是加深,那么地表土體的密集指數則會越是降低,判定檢測是否科學合理,是需要看在距離樁芯2.5m位置時土的位移情況,在這個位置土體位移在2mm左右為宜,則可判定測試的合理性。
2、沉樁過程土壓力變化
沉樁過程中需要準確測試擠土壓力,通常采用的方法是打孔和埋設土壓力盒,打孔的位置以距離樁芯1.5m處為宜,而埋設土壓力盒則是在每段間隔2.5m的位置進行垂直埋設,這種方法不僅僅能夠準確測試擠土壓力,同時還能對下沉情況進行及時有效的監測。樁基施工完成之后,要對相鄰樁的擠土壓力做好監測,仍采用埋設土壓力盒的方法,埋設的位置以2.5m與4m的側壁處為宜。本工程的測量位置位于距離沉樁中心3m處,測試結果顯示,沉樁擠土壓力的上部在5m范圍內的受力狀況保持了基本一致的情況,沒有出現大的偏差。
綜上所述,道路施工一般會面臨較為復雜多變的地質狀況,軟基加固中要想選擇出合適的加固措施,就需要綜合考慮項目的施工環境,并進行科學的技術和經濟比較。這樣才能選擇出最為適宜的路基處理方法,從而提高道路軟基處理的質量,滿足道路施工要求,并最大限度的減少施工對周邊環境的影響,最終提升整體道路工程項目的施工水平。