許美娟
泉發(fā)建設(shè)股份有限公司 福建泉州 362700
在市政道路建設(shè)中,地基處理是基礎(chǔ)性工作之一,要確保道路質(zhì)量,就必須先打好基礎(chǔ)。軟基會使道路穩(wěn)定性下降,從而降低道路壽命,也會帶來通行風險,因此,必須對軟基進行加固處理[1]。基于不同的地質(zhì)條件,軟基成分、特性也有很大不同,需要采用對應(yīng)的處理方法進行處理才能達到理想效果。
軟基特征與危害有三:①軟基內(nèi)部空隙較大,相對于普通地基來說更容易被壓縮,承載力不足,很容易在受壓情況下沉陷,若沒有處理好,鋪筑道路后會使路面開裂、沉陷,影響道路質(zhì)量。②軟基經(jīng)過加固處理后,隨時間推移,在使用過程中會由于長期承重出現(xiàn)變形問題,通常呈現(xiàn)出觸變性、流動性特點。如果變形達到一定程度,市政道路會塌陷,所以道路養(yǎng)護過程中也要注意適當進行加固處理。③軟基土質(zhì)相對更加松軟,通常是由黏土、粉土構(gòu)成,土粒表面存在大量負電荷,負電荷會對空氣中存在的水蒸氣產(chǎn)生吸力,從而使軟土含水量上升,影響地基土整體穩(wěn)定性。
軟基沉降有多種類型,在此介紹如下:
填土施工會使軟基在短時間內(nèi)載荷發(fā)生很大變化從而出現(xiàn)剪切應(yīng)變情況,已經(jīng)吸水飽和的軟土難以排出內(nèi)部空隙中存在的水分,從而出現(xiàn)沉降問題。剪切變形是主要表現(xiàn)形式。
這一沉降類型一般會在黏性土的底層部位出現(xiàn),由于土體受到載荷重力作用,軟土空隙中的水分會持續(xù)滲出,粘性土含水率會不斷降低,從而出現(xiàn)固結(jié)現(xiàn)象,應(yīng)力減小,產(chǎn)生沉降問題[2]。
前文所述主固結(jié)現(xiàn)象會導致軟土變形,這一現(xiàn)象也稱為蠕變。填土施工使自重應(yīng)力上升,軟土中所含有的顆粒物質(zhì)是支持土體結(jié)構(gòu)的骨架,這些顆粒會受到破壞并不斷發(fā)展,在經(jīng)過一定時間后,會呈現(xiàn)出螺動變形形態(tài)。道路施工過程中,這種沉降類型一般是在高塑性的黏土層出現(xiàn),工程質(zhì)量會被嚴重影響,必須引起重視。
隨著技術(shù)不斷發(fā)展,道路工程軟基加固技術(shù)不斷增多,適用于不同地基情況,在此就常見的幾種軟基加固技術(shù)進行介紹。
這一方法技術(shù)要求低,是最常見的加固技術(shù)。是通過強夯機依靠重力勢能對軟基施加沖擊力,通過反復夯實沖擊擠密原土結(jié)構(gòu)、達到加固的目的。強夯法優(yōu)勢在于工藝簡單,預(yù)壓時間短,擠密效果好,也不需要較高資金投入;不過由于夯實過程中重錘落下會產(chǎn)生明顯震感并伴隨高分貝噪音,如果周圍有其他構(gòu)筑物、居民生活,均會受到影響。因此,在實際施工中通常在開闊、附近無大量建筑、遠離生活區(qū)的區(qū)域應(yīng)用。強夯可以使軟基承載力成倍提升,最高可達5倍承載力,加固深度可達10m,不過必須確定夯實到位,不然會影響加固效果,另外也不適用于高飽和黏土。
如果軟基軟弱土層較淺,可以采取換填其他如素土、砂礫、碎石等有較高透水性的材料,從而達到改善軟基的效果。在進行施工時,首先要將原有的軟弱土通過機械設(shè)備挖除,然后根據(jù)軟土厚度選擇對應(yīng)材料回填,通常厚度在3m以內(nèi)的可選擇有良好強度的、低含水率的砂、碎石置換;厚度2m以內(nèi)的,可用素土置換;厚度超2m更高硬度碎石、砂礫、填砂進行置換。換填處理可以顯著改善軟基承載力,減少沉降率,下臥層也會因為置換材料天然產(chǎn)生的應(yīng)力擴散效果使沉陷程度減少。
這一方法可以和上文所述換填方法結(jié)合使用。置換軟弱土前,需要先在地面挖出排水用溝槽,以排出軟基表層孔隙水,之后以砂石、碎石等具有良好透水效果的材料置換回填,換填材料能夠消散空隙水水壓。先前挖好的排水溝槽可以發(fā)揮出與盲溝類似的作用,排出軟基多余水分,提高軟基穩(wěn)定性[3]。
也被稱為排水固結(jié),這一方法是利用了建筑自重對地基產(chǎn)生的擠密作用加上豎井或者排水帶作為排水通道從而隨時間推移使軟弱土中的多余水分排出,逐步降低孔隙比,提升軟基的密實度與整體強度。技術(shù)本身需要較長時間才能完成擠密加固過程,也需要一些排水設(shè)施的輔助才能體現(xiàn)應(yīng)用價值。這一方法對于飽和性軟弱土有良好效果,如果軟基本身為泥炭土,缺乏足夠的滲透能力,不適合采用這一辦法。根據(jù)技術(shù)不同,有堆載預(yù)壓、降水預(yù)壓、真空預(yù)壓等方法可供選擇。
這一技術(shù)不止操作簡單,加固效果也可以滿足工程要求。通過不斷應(yīng)用與完善,這一技術(shù)日益成熟,獲得大力推廣。粉煤灰碎石樁所用材料為石屑、水泥、粉煤灰、水等,通過均勻混合攪拌后做成具有高粘度特性的樁體,這些樁體可以和軟基結(jié)合為穩(wěn)定性很高的復合墊層,從而有效提升軟基承載力,改善軟基天然軟弱特性。在施工中,要確保技術(shù)應(yīng)用的安全性,做好例行檢查工作,避免危險發(fā)生。例如,施工中常會發(fā)現(xiàn)泵、管堵塞問題,必須及時發(fā)現(xiàn)、處理,不然則會有爆管等危險,造成很大負面影響[4]。
在道路施工中,軟土地基是不可避免的地質(zhì)現(xiàn)象,為了確保道路施工的安全性和可靠性,要針對特殊的軟土地基情況,采用相應(yīng)的軟土地基加固技術(shù);要充分明晰和了解軟土地基的特性及其危害性,在此前提下,探索道路施工過程中的軟土地基加固技術(shù),在科學合理的軟土地基加固技術(shù)應(yīng)用之下,更好地保障道路整體施工質(zhì)量。