徐永華
摘 要:在道路施工過程中,施工單位時常會遇到軟土地基,這類地基的承載能力非常差,假如不能科學合理地將這些軟土地基進行處理,就可能會導致道路施工質量不過關,因此軟土地基的處理是道路施工中非常重要的一道工序。本文將首先分析道路施工中影響軟土地基處理的有關因素,然后結合筆者在上海S26公路入城段新建工程的工作經驗,提出了道路施工中涉及到的軟土地基施工技術,以期能夠進一步促進地基處理水平的提高。
關鍵詞:道路施工;軟土地基;地基處理技術
1 道路施工中影響軟土地基處理的因素
1.1 地基狀況
道路工程的建設規模一般都很龐大,建設里程很長,經常會遇到一些軟土地基。道路工程的建設質量與地基處理的好壞有著必然的關系,如果處理不恰當,就會造成道路基層出現沉降,面層出現嚴重的開裂。軟土的孔隙很大、含水量很大,在力的作用下,土層就會發生很大的變形,嚴重影響到土層的承載能力。為了合理規避軟土層對道路施工質量的影響,在進行路基施工之前,一定要根據地基狀況,采取相應的措施,加固軟土層。
1.2 道路級別
不同道路級別對地基承載力的要求也是不一樣的,道路級別越高,要求的地基承載力就越高。高等級的道路對路面平整度的要求非常高,一旦遇到軟土地基,就必須嚴格按照設計要求進行處理。低等級的道路對路面平整度的要求相對比較低,對地基處理質量的要求也相對比較低,在軟土土層上鋪設一層質量相對比較高的路基,這樣就可以很大程度上消除軟土地基的影響。
1.3 施工環境
道路施工都是全野外的作業方式,施工環境對施工質量的影響非常大。軟土地基本身的含水量就非常大,在進行軟土地基處理時都需要將軟土中的水排出來,如果遇到多雨的季節,地基處理效果肯定會受到影響。另外在軟土地基處理過程中會使用到一些機械設備,比如打樁機、強夯設備等,這些機械在施工過程中會出現噪音污染,周圍建筑物震動等,因此軟土地基處理技術的選擇也要參考周邊環境的要求,例如如果施工震動會造成周邊建筑物出現沉降,那么就不能采用強夯加固的處理技術。
2 道路施工中軟土地基施工相關技術
2.1 強夯法
強夯法是道路施工軟土地基施工中經常使用的一種處理技術,這種技術就是利用高強度的機械設備對軟土層進行夯擊,不斷減少軟土層的孔隙率,將軟土中的水分擠壓到其他地方,從而提供土層的承載力。強夯法使用成本相對比較低,施工進度也很快,但是其對周邊環境的影響很大。在夯錘下降,與軟土撞擊的過程中會發生很大的噪音,而且土層會出現明顯的震動,會對周邊建筑物造成擾動。這種地基處理技術只適用于淺層地基處理,處理深度不得大于3m。
2.2 水泥、石灰、灰土攪拌樁
水泥攪拌樁是通過水泥與軟土的混合,讓水泥與軟土發生反應,固化軟土,從而提供軟土層的承載能力。水泥攪拌樁的施工之前,要結合軟土地基的狀況,選擇需要攪拌的位置,然后使用機械設備將水泥與軟土進行攪拌,加快水泥與軟土的反應速度,快速將軟土固化。除了水泥攪拌樁以外,還有石灰樁、灰土樁等,利用石灰和灰土的吸水性,使得石灰樁、灰土樁膨脹和離子交換,從而對原土層進行擠壓,從而達到加固的效果。這種技術的操作步驟相對比較簡單,但是對攪拌的質量要求很高,能夠處理的軟土層的厚度也不大。
2.3 水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)
水泥粉煤灰碎石樁是實際施工過程中使用較為頻繁的一種地基處理技術。它的工作機理是將水泥和碎石、水等按照一定比例進行混合,然后澆筑成具有一定承載能力的樁體,最后將CFG樁打入軟土地基中,與軟土地基形成復合地基,從而大幅度提供原有地基的承載能力。CFG樁是在水泥攪拌樁和碎石樁的基礎上發展來的,一定程度上吸取了二者的長處。這種地基處理技術的優越性在于施工后可以明顯改善原地基的強度,而且能夠獲得很高的經濟效益。在成樁過程中,要注意投料管道是否出現堵塞的情況,遇到管道堵塞一定要及時進行處理,以免出現料量不足的情況。
2.4 預應力管樁
預應力管樁與水泥粉煤灰碎石樁的工作原理大致相同,但是預應力管樁是在工廠提前預制好,直接從工廠將現成的預應力管樁運送到施工現場,然后打入到軟土地基中去;而水泥粉煤灰碎石樁需要在施工現場進行拌制。因此。預應力管樁施工過程中占用的面積相對比較小,施工進度也比較快。在預應力管樁施工過程中,首先是要明確軟土地基處理的基本情況,編制施工組織要求;其次要密切監測相關數據,保證預應力管樁的放置位置是準確的,比如樁身垂直度、高程等;然后在打樁的過程中,需要觀測施工對周圍環境的影響以及原土地基的變化;最后在施工完成之后,需要在已完工的區域放置標志牌證明該區域的軟土地基處理完成。
2.5 現澆混凝土管樁
現澆混凝土管樁是一種比較新穎的處理技術,隨著混現澆混凝土技術的不斷提高,在軟土地基處理中也逐漸開始普及現澆混凝土管樁。現澆混凝土管樁在粒料樁基礎上進行了優化,成樁步驟更加簡單,可以縮短施工工期,軟土地基加固效果也更好。
2.6 預壓法
預壓法經常使用在高速公路的地基處理中,這種處理技術具有施工成本低,加固效果好等優點,但是這種方法需要的施工周期比較長,往往會造成施工工期延長。它的主要工作原理是利用預壓荷載的重力,減少軟土土層的孔隙率,并且利用施工現場的排水設施,將軟土中的水排出,從而提高軟土的密實度。在實際施工過程中,為了滿足施工進度的需求,通常會結合豎向排水體處理技術一起來加速排水,縮短地基固化的時間或者是增加預壓材料的使用量,來加強預壓的效果,提高軟土地基變密實的效率。
2.7 排水固結法
軟土具有含水量大的特點,要是不能將軟土中的水排出來,就很難達到設計要求的壓實效果,并且地基容易出現失穩的情況,因此在軟土地基處理過程中排水是非常重要的。排水固結法主要是利用砂袋井或者塑料排水板,將軟土中的水排出,減小軟土的孔隙率,從而讓地基固化,讓土層沉降提前完成,從而提高軟土地基的穩定性。排水固結法一般適用于含水量比較大的土層中,要求軟土具有一定的滲透性,如果軟土為泥炭土,這些土的滲透性很差,使用排水固結法效果不佳,就不能使用這種施工技術。
2.8 排水板加固
排水板加固法在軟土地基處理工程中使用較為普遍,所需要的排水板的價格不高,施工操作流程簡單,能夠很好地控制施工成本。排水板加固施工中需要的主要機械設備就是插板機,將塑料板插入套管中,利用插板機將套管打入土層中,然后抽出套管,將排水板留置在土層中,土層中的孔隙水就會沿著排水板排出,軟土層中的孔隙率就會大幅度下降,可以達到很好的加固效果。這種處理技術作用的土層厚度比較大,尤其適用于流動性比較大的土質中。
3 結束語
在道路施工工程中經常會遇到軟土地基,因為軟土的孔隙率大、含水率高、抗剪強度低,如果不及時進行處理,就會嚴重危害到路基、路面工程的施工質量。在進行軟土地基處理之前,首先要結合地基強度要求,地質勘探報告,確定軟土地基需要處置的深度、位置;其次選擇最佳的處理方案,不僅需要保證施工技術指標,還需要做好施工工期和成本控制;最后需要對軟土地基加固的效果進行觀測,發現問題及時調整施工方案,以免延誤工期,浪費資源。為了能夠保證道路工程的施工質量,施工單位技術人員一定要熟練掌握各種地基處理技術,從而保證施工質量。
參考文獻:
[1]陳冉.道路工程施工中軟土路基的有效處理策略[J].城市建設理論研究(電子版),2018(01):129.
[2]楊道德.市政道路工程中軟土路基施工技術的應用[J].工程技術研究,2017(11):11-14.