文/劉鵬 北京鑫實(shí)路橋建設(shè)有限公司 北京 102400
關(guān)常春 北京鑫實(shí)路橋建設(shè)有限公司 北京 102400
許紅林 北京路橋瑞通養(yǎng)護(hù)中心有限公司 北京 102400
劉立寧 北京路橋瑞通養(yǎng)護(hù)中心有限公司 北京 102400
道橋工程是維護(hù)城市交通秩序,提供交通支持的重要基礎(chǔ)設(shè)施。道橋工程使用過(guò)程中,由于軟基問(wèn)題產(chǎn)生的影響受到普遍關(guān)注。 軟基是道路軟土路基,這種路基缺陷較為明顯,但是在道橋工程中,這種軟基問(wèn)題是難以回避的,因此需要對(duì)軟基問(wèn)題加以分析和解決,消除和控制軟基危害,確保道橋交通的安全保障。
軟土地基,其實(shí)就是含水量較高的地基,主要是在水流環(huán)境作用下而形成的地基結(jié)構(gòu)。正是因?yàn)檐浲恋鼗膶?shí)際含水量較高,孔隙比例較大,所以無(wú)法保障工程項(xiàng)目的地基固結(jié)效果,那么地基結(jié)構(gòu)的承載性較低,從而必將影響道路工程的整體施工質(zhì)量。此時(shí)則需要借助加固技術(shù)保障土壤結(jié)構(gòu)的處理效果,降低道橋工程路基結(jié)構(gòu)沉降現(xiàn)象與隆起現(xiàn)象的發(fā)生概率,從源頭上提升整個(gè)道橋工程的安全性與穩(wěn)定性,科學(xué)延長(zhǎng)工程項(xiàng)目的安全使用期限。
1.2.1 含水量高
由于軟土地基的土體顆粒間具有明顯的縫隙,所以使得土體結(jié)構(gòu)的承載力較差。并且土壤中還存在較多的粉土,這會(huì)使得土壤顆粒間帶有負(fù)電,進(jìn)而會(huì)增大土壤的含水量和土體顆粒縫隙,那么土體結(jié)構(gòu)的承受能力會(huì)明顯降低,道橋工程的施工風(fēng)險(xiǎn)與綜合效益都會(huì)受到直接性的影響。
1.2.2 壓縮性強(qiáng)
上文所述,軟土地基的含水量較高,土體顆粒縫隙大,所以使得軟土地基的可壓縮強(qiáng)。同時(shí)這也使得軟土地基的抗剪強(qiáng)度較低。當(dāng)?shù)罉蚬こ痰穆访孳?chē)輛量較多時(shí),路面荷載增大明顯,有可能因此而直接引發(fā)路基塌落現(xiàn)象,直接威脅行車(chē)的安全性。
1.2.3 流變性與觸變性較高
如果道橋工程中的軟土地基未能得到及時(shí)有效的加固處理,則會(huì)受荷載因素的影響而出現(xiàn)流變問(wèn)題與觸變問(wèn)題,最終使得路基結(jié)構(gòu)的整體承載力明顯降低。如果道橋工程地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),會(huì)產(chǎn)生地面受損情況,進(jìn)而增大道路交通安全事故的發(fā)生概率。
1.3.1 降低道橋工程的安全隱患
由于軟土地基的含水量高,且土壤壓縮性強(qiáng),所以軟土地基出現(xiàn)沉降問(wèn)題的概率較高,對(duì)車(chē)輛及行人的安全都具有嚴(yán)重的影響。應(yīng)用軟土地基加固技術(shù),能夠提升地基結(jié)構(gòu)的整體性能,增強(qiáng)地基結(jié)構(gòu)的承載力,從而降低道橋工程的危險(xiǎn)指數(shù),提升路道橋工程的綜合使用效益。
1.3.2 促進(jìn)道橋事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展
將軟基加固技術(shù)科學(xué)應(yīng)用在道橋施工中,能夠提升軟土地基加固效果,增強(qiáng)地基結(jié)構(gòu)的承載力,從源頭上提高道橋工程的施工效率與施工質(zhì)量,為道橋事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力的促進(jìn)和推動(dòng)作用。
雖然土工合成材料加固技術(shù)起步相對(duì)較晚,但以其顯著的優(yōu)勢(shì)得到了廣泛的應(yīng)用,所以現(xiàn)階段該類(lèi)加固技術(shù)已經(jīng)具有較多類(lèi)型的產(chǎn)品。該類(lèi)型加固技術(shù)主要是應(yīng)用土工合成材料而制作的復(fù)合體,能夠有效提升土體結(jié)構(gòu)的承載性。
2.1.1 軟基排水墊層方面
由于土工合成材料的滲透性較強(qiáng),所以在道橋工程施工中通常將其作為路基結(jié)構(gòu)的排水墊層。當(dāng)路基結(jié)構(gòu)的填土荷載壓力不斷增大時(shí),軟土結(jié)構(gòu)中的水分也會(huì)隨之而流出,進(jìn)而達(dá)到加固路基結(jié)構(gòu),提升路基承載力的根本目標(biāo)。
2.1.2 地基位移方面
在道橋工程軟基施工過(guò)程中,路堤會(huì)在施工中被不斷填高,加上其他因素的共同影響,地基會(huì)出現(xiàn)不同程度的下沉現(xiàn)象和位移現(xiàn)象。將土工合成材料應(yīng)用在軟基施工中,能夠使得土工合成材料與地基直接形成較強(qiáng)的摩擦力,在摩擦力的作用下達(dá)到約束地基位移問(wèn)題的目的,從而提升道橋工程的安全性與穩(wěn)定性。
2.1.3 不均勻沉降方面
應(yīng)用土工合成材料處理軟土地基,能夠直接提升路基結(jié)構(gòu)基底應(yīng)力分布的均勻性。換而言之,土工合成材料加固技術(shù)能夠使道橋工程的軸豎向應(yīng)力得到明顯降低,而兩側(cè)的豎向應(yīng)力卻能得到增加,由此確保工程的中心軸沉降量得到降低,進(jìn)而降低不均勻沉降現(xiàn)象的發(fā)生概率。
2.1.4 拉力破壞方面
在拉力破壞區(qū)域應(yīng)用土工合成材料加固技術(shù),能夠有效分隔拉力破壞區(qū)域和地基剪切破壞區(qū)域,確保工程項(xiàng)目的地基結(jié)構(gòu)與軟基結(jié)構(gòu)得到科學(xué)分隔。減小軟基變形,避免因拉力過(guò)大引發(fā)破壞問(wèn)題,并通過(guò)縮小塑性范圍而達(dá)到提升道橋工程整體安全性的目標(biāo)。
同其他類(lèi)型的軟基加固技術(shù)相比,水泥攪拌固化加固技術(shù)具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),例如操作簡(jiǎn)單便捷,成本投入低,加固效果理想等等。但是該技術(shù)在具體的應(yīng)用過(guò)程中,需要重點(diǎn)注意以下方面的內(nèi)容:
2.2.1 現(xiàn)場(chǎng)勘察方面
落實(shí)道橋工程施工現(xiàn)場(chǎng)的全面勘察,系統(tǒng)分析軟土地基的土質(zhì)情況,并結(jié)合試驗(yàn)分析科學(xué)確定各項(xiàng)參數(shù),由此為水泥攪拌固化加固技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供良好的基礎(chǔ)條件。
技術(shù)人員要以道橋工程施工圖紙為依據(jù)開(kāi)展測(cè)量放線(xiàn)操作,明確實(shí)際施工區(qū)域,增強(qiáng)邊樁定位的精準(zhǔn)性。同時(shí),落實(shí)場(chǎng)地平整工作,優(yōu)化標(biāo)高設(shè)計(jì),科學(xué)設(shè)置施工區(qū)域兩側(cè)的排水溝,避免因此而造成積水現(xiàn)象影響軟土地基的加固效果。
2.2.3 材料質(zhì)量控制方面
施工單位要嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)施工材料的進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)要求,增強(qiáng)材料檢驗(yàn)效果。尤其是針對(duì)水泥材料的檢驗(yàn),要保障水泥強(qiáng)度,具體凝結(jié)時(shí)間等參數(shù)都得到精準(zhǔn)檢驗(yàn),確保其符合施工標(biāo)準(zhǔn)以后再進(jìn)行使用。另外,在開(kāi)展材料保存管理時(shí),要結(jié)合材料的性能特點(diǎn),避免因保管不合理而影響材料的使用性能。
2.2.4 樁位布置方面
通常情況下,水泥攪拌樁施工的樁位均設(shè)計(jì)成梅花形狀,同時(shí)結(jié)合鋼尺與經(jīng)緯儀設(shè)備開(kāi)展放樁操作,由此提升樁位設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性與科學(xué)性。
2.2.5 試驗(yàn)樁施工方面
在開(kāi)展水泥攪拌樁施工之前,技術(shù)人員需要通過(guò)試驗(yàn)樁確定實(shí)際施工過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù),保障漿液比重設(shè)置的合理性,才能提升水泥攪拌固化加固技術(shù)的應(yīng)用效果。
2.2.6 試驗(yàn)樁檢測(cè)方面
2) 除塵、除雜效果差。由于梗來(lái)料時(shí)裝于麻袋中,投料時(shí)梗中摻雜有大量麻繩。除塵、除雜效果不明顯,造成浸梗時(shí)水中漂浮的麻繩量大。在風(fēng)選剔除與浸梗過(guò)程中未被剔除的麻繩進(jìn)入梗處理后段,存在工藝隱患。
在試驗(yàn)樁施工結(jié)束后的3 天內(nèi)要對(duì)樁身的均勻性進(jìn)行檢查。而在施工結(jié)束7 天后則要檢測(cè)水泥樁的外觀(guān)情況與直徑。樁身的承載力檢測(cè)通常是在施工28 天以后,同時(shí)還要對(duì)各項(xiàng)工藝參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)確定。
2.3.1 骨料配置方面
粉煤灰碎石樁加固技術(shù)在具體的應(yīng)用過(guò)程中主要使用的原材料為水泥和粉煤灰,所以保障骨料配置的合理性尤為重要。為此,技術(shù)人員要嚴(yán)格按照施工要求把控骨料的配合比,并保障攪拌的均勻性,由此提升骨料的使用性能。
2.3.2 樁體結(jié)構(gòu)制作方面
依托專(zhuān)業(yè)的機(jī)械設(shè)備將樁體結(jié)構(gòu)和軟土進(jìn)行混合,同時(shí)對(duì)地基進(jìn)行復(fù)合墊層施工處理,由此提升軟土地基的承載力。在具體施工過(guò)程中需要重點(diǎn)保障粉煤灰骨料配比的科學(xué)性與合理性,避免因骨料配比不合理而引發(fā)安全事故。
在非飽和類(lèi)的軟土地基加固中常用強(qiáng)夯加固技術(shù)進(jìn)行處理。主要是因?yàn)樵摷夹g(shù)能夠?qū)υ械耐馏w結(jié)構(gòu)進(jìn)行夯擊加固,如果出現(xiàn)列縫,那么吸附水則能轉(zhuǎn)換為自由水,由此對(duì)孔隙內(nèi)的水壓力進(jìn)行有效控制,土體結(jié)構(gòu)的抗剪性能也會(huì)隨之增強(qiáng),從而達(dá)到改變土體結(jié)構(gòu)變形模量,增強(qiáng)其穩(wěn)定性的根本目標(biāo)。由于強(qiáng)夯技術(shù)在應(yīng)用時(shí)土體結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)不規(guī)則開(kāi)裂現(xiàn)象,不利于土體結(jié)構(gòu)內(nèi)部氣體與水分的有效排出,所以在實(shí)際施工過(guò)程中要加強(qiáng)同排水措施的合理應(yīng)用,由此提升軟土地基的加固效果。此外,在應(yīng)用強(qiáng)夯加固技術(shù)時(shí),技術(shù)人員還要全面落實(shí)施工區(qū)域的地質(zhì)勘察工作,提升加固處理的針對(duì)性與有效性。如果加固區(qū)域存在的軟黏土較多,必將直接影響強(qiáng)夯加固效果。此時(shí)則需要技術(shù)人員精準(zhǔn)確定夯擊施工的深度值,確保土體結(jié)構(gòu)能夠獲取最佳夯擊能量,在此基礎(chǔ)之上結(jié)合固結(jié)沉降法對(duì)整個(gè)土體性質(zhì)進(jìn)行科學(xué)改善。同時(shí),在整個(gè)施工過(guò)程中,都要嚴(yán)格遵循“先輕后重、少擊多遍”的夯擊原則,提升強(qiáng)夯施工的質(zhì)量,增強(qiáng)軟土地基的安全性與穩(wěn)定性。
由于現(xiàn)澆混凝土管樁加固技術(shù)融合了多種技術(shù)的優(yōu)勢(shì),如預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù),振動(dòng)沉管樁技術(shù),以及振動(dòng)沉模薄壁防滲墻技術(shù)等等,所以該類(lèi)型的加固技術(shù)具有較強(qiáng)的綜合性特點(diǎn),能夠取得理想的軟土地基加固效果。利用該技術(shù)進(jìn)行軟土地基加固處理,能夠在土層深度設(shè)計(jì)過(guò)程中,借用管腔上部錘頭的振動(dòng)作用引導(dǎo)腔體順利打入土層結(jié)構(gòu)中,再結(jié)合混凝土澆筑的方式提升腔體與周邊土層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。在該技術(shù)的具體應(yīng)用過(guò)程中需要重點(diǎn)保障土層結(jié)構(gòu)橫向與豎向荷載情況,確保管樁與樁間土對(duì)整個(gè)荷載力都能夠進(jìn)行合理承擔(dān),以理想的平衡效果降低基礎(chǔ)底面預(yù)應(yīng)力集中過(guò)度現(xiàn)象的發(fā)生概率。同時(shí),還能將褥墊層設(shè)置在樁頂,確保混凝土材料的強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),并結(jié)合土工格柵與樁間土的作用獲得理想的現(xiàn)澆管樁地基,從而提升整個(gè)軟土地基的承載力和穩(wěn)定性。
預(yù)壓加固技術(shù)具有成本低,效果好等優(yōu)勢(shì),所以在道橋工程軟土地基加固處理中具有較高的應(yīng)用頻率。應(yīng)用預(yù)壓法進(jìn)行軟土地基加固處理,技術(shù)人員要科學(xué)利用軟土地基自身所具有透水性強(qiáng)的特點(diǎn),借助專(zhuān)業(yè)的排水設(shè)備與排水設(shè)施對(duì)軟土地基進(jìn)行及時(shí)有效的排水處理。進(jìn)而增強(qiáng)軟土地基土質(zhì)結(jié)構(gòu)的整體密實(shí)性,提升整個(gè)土體結(jié)構(gòu)的緊密性和穩(wěn)固性。同時(shí),在實(shí)際施工過(guò)程中,技術(shù)人員需要對(duì)施工材料的實(shí)際用量進(jìn)行科學(xué)精準(zhǔn)的控制,保障整個(gè)預(yù)壓處理的標(biāo)準(zhǔn)性與規(guī)范性,避免因此增大施工成本,影響施工效果。
利用排水固結(jié)加固技術(shù)進(jìn)行軟土地基加固處理,能夠明顯提升地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。尤其是在淤泥土質(zhì)或填充土質(zhì)的軟土層中,該技術(shù)具有理想的應(yīng)用效果。在該技術(shù)的具體應(yīng)用過(guò)程中,首先,要保障垂直排水體系設(shè)計(jì)的合理性,由此促進(jìn)軟土地基自身承載性能的有效提升。其次,技術(shù)人員要結(jié)合實(shí)際情況將排水加固技術(shù)與其他類(lèi)型的軟土地基加固技術(shù)進(jìn)行融合應(yīng)用,增強(qiáng)排水加固技術(shù)的應(yīng)用效果。例如,利用排水固結(jié)加固技術(shù)處理道橋工程軟土地基結(jié)構(gòu),技術(shù)人員需要重點(diǎn)保障排水體間距設(shè)置的合理性,并且排水體要穿透土層結(jié)構(gòu),如果應(yīng)用塑料排水板,要保障塑料排水板的埋設(shè)深度符合相關(guān)要求。如果地基結(jié)構(gòu)的排水板穩(wěn)定性較差,則應(yīng)當(dāng)借助土工格柵實(shí)現(xiàn)排水目標(biāo)。在施工過(guò)程中還應(yīng)當(dāng)借助大型設(shè)備對(duì)軟土地基進(jìn)行有效碾壓,及時(shí)排除路基結(jié)構(gòu)中的水分,提升路基固結(jié)效果。另外,技術(shù)人員開(kāi)展施工情況的記錄統(tǒng)計(jì)時(shí),要科學(xué)借助自動(dòng)記錄儀設(shè)備,針對(duì)實(shí)際記錄分析的相關(guān)內(nèi)容要及時(shí)上交至相關(guān)部門(mén)進(jìn)行簽字確認(rèn),從而增強(qiáng)各部門(mén)施工人員及管理人員的責(zé)任意識(shí),提升施工效果。當(dāng)排水施工結(jié)束之后,技術(shù)人員要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)施工沉降問(wèn)題,確保地基結(jié)構(gòu)的實(shí)際沉降值符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),提升軟土地基的加固效果。
路基設(shè)計(jì)中,需要對(duì)整個(gè)道橋使用時(shí)的最大承載范圍予以確認(rèn),并基于這個(gè)承載范圍的最大值進(jìn)行路基強(qiáng)度設(shè)計(jì)。由于軟基無(wú)法達(dá)到相關(guān)要求,一般需要增加路基結(jié)構(gòu),提高路基頂面性能。路基頂面與路面銜接,路面作用力會(huì)直接作用于路基頂面,軟基頂面無(wú)法承載負(fù)荷時(shí),就會(huì)逐漸發(fā)生變形、偏移,造成沉降、塌陷等問(wèn)題。在加載預(yù)壓處理技術(shù)中,可以通過(guò)對(duì)道路承載的科學(xué)合理計(jì)算,對(duì)路基需要承載的最大應(yīng)力做出準(zhǔn)確判斷,并以此為依據(jù)來(lái)增強(qiáng)路基頂面的性能。路基頂面施工時(shí),按照最大承載力進(jìn)行預(yù)壓加載,也就是在路基施工中就考慮到后續(xù)的強(qiáng)度要求,從而模擬真實(shí)的道路壓力,檢測(cè)路基是否出現(xiàn)變形和沉降等現(xiàn)象。加載預(yù)壓技術(shù),能夠在道路路基施工過(guò)程中,就隨時(shí)發(fā)現(xiàn)軟基問(wèn)題并予以改進(jìn)。路基加載預(yù)壓時(shí),軟基如果出現(xiàn)沉降,則要求施工單位對(duì)沉降后的路基進(jìn)行填充和夯實(shí),然后再次進(jìn)行加載預(yù)壓,直至道路路基不再發(fā)生沉降和其他變形。由于這種技術(shù)可以較好防范軟基沉降對(duì)道路施工的影響,可以在路基施工中結(jié)合其他技術(shù)使用,提高軟基處理效果。
(1)預(yù)壓與超壓高度應(yīng)與圖紙要求相同;(2)預(yù)壓與超壓填筑都應(yīng)分層進(jìn)行,并逐層碾壓到要求的壓實(shí)度,使頂部達(dá)到平整,同時(shí)還應(yīng)設(shè)置2%左右的橫坡,以利于排水;(3)無(wú)論是路堤預(yù)壓還是橋梁超壓都需要確定適宜的預(yù)壓期,對(duì)預(yù)壓和超壓具體時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌才牛唬?)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)程的要求做好沉降觀(guān)測(cè);(5)預(yù)壓過(guò)程中及時(shí)做好填筑補(bǔ)方,在填筑補(bǔ)方過(guò)程中注意不可一次性施加填補(bǔ),每次補(bǔ)方實(shí)際填筑厚度不能超過(guò)規(guī)范要求的分層壓實(shí)厚度。實(shí)際施工中應(yīng)始終將重點(diǎn)放在如何保證砂墊層質(zhì)量上,嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行施工。
(1)因低洼地段的淤泥比較后,且這部分淤泥的含水量偏高,積水現(xiàn)場(chǎng)較為嚴(yán)重,排水難度大。針對(duì)這一情況,經(jīng)過(guò)研究后,決定采用片石拋填的方法處理,選用的片石直徑應(yīng)當(dāng)達(dá)到30 cm 以上。在軟土地基處理現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行片石拋填的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求,從中間位置開(kāi)始,逐步向兩側(cè)均勻攤鋪。若道路橫坡陡于1:10,則可從較低的位置處開(kāi)始拋填片石。當(dāng)拋出的片石將大部分淤泥擠出后,可以用粒徑相對(duì)較小的石塊,對(duì)縫隙進(jìn)行填充,隨后通過(guò)重型壓路機(jī)碾壓,提高密實(shí)效果。壓實(shí)后,在其上鋪設(shè)反濾層,并填土。(2)按照設(shè)計(jì)好的拋石底腳,利用竹竿對(duì)坡腳位置進(jìn)一步明確,通過(guò)挖掘機(jī)沿著道路向開(kāi)挖,配合推土機(jī)由淤泥的邊緣部位向深處逐級(jí)填筑。用于拋填的片石規(guī)格為30 cm 左右,不得使用尺寸過(guò)大的片石或腐殖石塊進(jìn)行填筑,當(dāng)拋石頂面比淤泥頂面高出20 cm 后,應(yīng)及時(shí)填筑石屑找平,再用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓密實(shí),將淤泥從地基土體中徹底擠出。當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,再次填筑石屑,以刮板機(jī)找平。(3)當(dāng)待處理的地基全部用片石填筑完畢后,要對(duì)填筑高度、攤鋪寬度、夯擊壓實(shí)效果加以檢測(cè),看是否達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。所有檢查項(xiàng)目全部合格后,便可施工下道工序。(4)在拋石擠淤施工期間,為提高軟土地基處理效果,可采用相應(yīng)的技術(shù)措施降低地基內(nèi)部的含水率。由于待處理路段周?chē)e水的存在,導(dǎo)致該路段的土體受到長(zhǎng)時(shí)間浸泡,從而加劇了軟土地基的惡化速度。處理時(shí),受施工車(chē)輛荷載與夯擊設(shè)備的反復(fù)作用,導(dǎo)致土壤的力學(xué)性能下降。為解決這一問(wèn)題,需要在其上加鋪土工格柵。
綜上所述,強(qiáng)化道橋施工中軟土地基加固效果,不僅能夠增強(qiáng)道橋工程地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與承載力,還能提升道橋工程的施工質(zhì)量和綜合效益。為此,施工企業(yè)在開(kāi)展道橋工程軟基加固處理時(shí),要結(jié)合施工項(xiàng)目軟土地基的實(shí)際情況與具體施工要求,選擇最佳的軟基加固技術(shù),優(yōu)化細(xì)節(jié)處理,強(qiáng)化施工監(jiān)管,從本質(zhì)上提升軟土地基加固處理的效果,增強(qiáng)道橋工程的安全性與穩(wěn)定性,保障道橋建設(shè)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。