張舒 盧光
1. 浙江省臺州市天臺縣公路與運輸管理中心 浙江 臺州 317200;
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近年來,隨著交通與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生產(chǎn)生活的聯(lián)系越發(fā)緊密,國家在道路橋梁方面的建設(shè)投入逐年增加,各種類型、等級的道路橋梁建設(shè),完善了交通系統(tǒng),給經(jīng)濟(jì)文化提供了良好的交通條件。但很多道路橋梁工程中,軟弱地基處理是一個重點的施工難題,如果此類地基處理不當(dāng),道路橋梁的基礎(chǔ)強(qiáng)度、承載力都難以達(dá)到施工的標(biāo)準(zhǔn)。在我國的很多地區(qū),因為自然地理條件的特殊性,軟弱地基有著區(qū)域特色,施工建設(shè)時應(yīng)根據(jù)地基條件的調(diào)查,選取最為恰當(dāng)?shù)奶幚砑夹g(shù)。
軟弱地基是一種比較特殊的地基類型,這類地基中多以雜填土、淤泥質(zhì)土和沖填土為主,與一般的地基條件相比,軟弱地基的含水量偏高,承載能力較差,在任何的工程建設(shè)項目中,一旦遇到了軟弱地基的施工條件,尤其要注重地基處理,以充分對地基加以加固處理,最大程度上保障基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。根據(jù)調(diào)查,軟弱地基的土質(zhì)含水量保持在34%~72%之間,正是因為極高的含水量,使得軟弱地基的土層壓縮沉降量高、排水固結(jié)速率慢且穩(wěn)定性不夠[1]??傊浫醯鼗哂斜?所示的性質(zhì)。
表1 軟弱地基的基本性質(zhì)
對于道路橋梁工程而言,因為其施工建設(shè)過程中常常會遇到不同的施工條件,使得在施工建設(shè)過程中遇到的技術(shù)難題非常多,但軟弱地基的處理問題是非常突出的,如果施工企業(yè)在道路橋梁工程建設(shè)時缺乏對軟弱地基的科學(xué)處理,引起的道路橋梁結(jié)構(gòu)危害和質(zhì)量威脅都是非常巨大的。根本上來看,軟弱地基處理是否達(dá)標(biāo),將會影響到道路橋梁的穩(wěn)定性,工程企業(yè)在施工過程中應(yīng)做好全面的監(jiān)督與管理,使得軟弱地基處理時每一個施工環(huán)節(jié)都可以達(dá)到最為理想的施工效果。軟弱地基對道路橋梁的危害性重點表現(xiàn)在液化方面,因為在道路橋梁各個環(huán)節(jié)的施工作業(yè)中,軟弱地基部位對施工存在著一定的作用力,液化現(xiàn)象伴隨著水壓增大而出現(xiàn),而此情況所誘發(fā)的是道路橋梁結(jié)構(gòu)中飽和松散縫隙的產(chǎn)生。巨大的壓力作用下,氣體難以及時排出,當(dāng)溫度異常下降時,液化現(xiàn)象難以避免,產(chǎn)生的工程質(zhì)量安全危害較大。
(1)排水?dāng)D密加固法。我國的河流湖泊分布非常多,而這是導(dǎo)致我國軟弱地基分布較廣、面積較高的直接原因。道路橋梁工程的施工作業(yè)中,如果遇到了軟弱地基的施工問題,排水?dāng)D密加固法是十分有效的處理技術(shù),從技術(shù)原理來看,這一處理方法屬于密實加固法的范疇。在利用排水?dāng)D密加固法進(jìn)行軟弱地基處理時,通過現(xiàn)場地基情況的調(diào)查,選取有效的方式來對軟弱地基加以排水與吸水,使得地基范圍內(nèi)的含水量得到有效的控制[2]。比如,以某道路橋梁工程中的軟弱地基為例,其在處理的過程中,在原有地基中插進(jìn)塑料排水板,隨后通過加壓的方式使得地基內(nèi)的水分能夠順利流入到塑料板中,流進(jìn)塑料板中的水不斷滲透到砂墊層,也就對原有地基實現(xiàn)了加固和優(yōu)化。與其他的地基處理方式相比,排水?dāng)D密加固法下的地基處理具有便捷性,整體的施工流程簡單,需要投入的成本也相對較小。在我國的工程實踐中,利用排水?dāng)D密加固法進(jìn)行軟弱地基處理的技術(shù)發(fā)展相對成熟。
(2)動力固結(jié)法。動力固結(jié)法從技術(shù)原理來看就是強(qiáng)夯法,當(dāng)?shù)缆窐蛄汗こ探ㄔO(shè)施工時遇到的是碎石土、素土、砂土和黏性土等的軟弱地基施工條件時,利用這一地基處理方法的施工效果非常理想。但在夯壓作業(yè)進(jìn)行時往往需借助專業(yè)的工具來完成,比如,很多工程中使用的是8~25t的重錘,軟弱地基處理時,將該重錘從8~20m的高度將該重錘自由落下,不斷對地基進(jìn)行夯實,在重錘反復(fù)的夯實作業(yè)下,原有軟弱地基中土壤顆粒結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化,土壤顆粒之間的距離大大減小,土層密實度有所增強(qiáng)。對于一些黏性飽和地基條件,在施工作業(yè)進(jìn)行時,動力固結(jié)置換加固極為有效,具體的實現(xiàn)中,就是將強(qiáng)度和剛度比較好的材料擠進(jìn)原有的軟弱地基內(nèi),這些材料在進(jìn)入到軟弱土層以后,也就在地基中形成了碎石墩,這些碎石墩與原有地基的結(jié)合,形成了一種復(fù)合地基結(jié)構(gòu),地基承載力和強(qiáng)度都大大增強(qiáng),對工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化效果明顯。
(3)深層密實加固法。深層密實加固法包含了多種的處理方式,在道路橋梁軟弱地基的處理中,要發(fā)揮深層密實加固法的作用和優(yōu)勢,一般應(yīng)根據(jù)地基條件,來對比夯擊、爆破、擠壓和振動等方式的優(yōu)劣勢,選擇最為恰當(dāng)?shù)奶幚矸绞健I顚用軐嵓庸谭ㄅc淺層密實加固法有所不同,其重點表現(xiàn)在處理時所使用的機(jī)械設(shè)備方面,且深層密實加固法的適用性更好。
道路橋梁軟弱地基施工過程中,如果地基的承載力和穩(wěn)定性等指標(biāo)難以達(dá)到施工的標(biāo)準(zhǔn),同樣可以選擇換填土的處理方式。當(dāng)?shù)缆窐蛄菏┕そㄔO(shè)時所遇到的軟弱地基具有土層薄的特點時,就可以選擇這一處理方式,首先在軟弱地基范圍內(nèi)開展開挖作業(yè),將軟弱土層全部挖掘出來,使用強(qiáng)度較高的材料來替換,在換填作業(yè)以后進(jìn)行夯壓機(jī)的夯實處理。一般情況下,換填土處理方式下可選擇高溫爐渣、砂石或者粉煤灰材料,經(jīng)由換填、回填和夯實以后的地基性能大大改善,在施工作業(yè)中的沉降量等都得到了極為有效的控制。道路橋梁軟弱地基中,利用換填土處理以后的地基條件,基本可以達(dá)到工程的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工要求。換填土處理方式的技術(shù)原理,是依據(jù)地基土層內(nèi)附加應(yīng)力的分布特點,經(jīng)由換填處理來降低軟弱土層所承受的應(yīng)力,進(jìn)而使得墊層具有更高的應(yīng)力承受能力。在一些淺表層、暗塘、暗溝與雜填土等地基處理條件中,換填土方式的應(yīng)用效果非常理想。
(1)鋼筋混凝土管樁法。雖然軟弱地基處理中包含的技術(shù)非常多,但與其他的處理方法相比,鋼筋混凝土管樁法是一種更為新型的技術(shù)。道路橋梁軟弱地基中,鋼筋混凝土管樁法應(yīng)用時需利用專門的機(jī)械設(shè)備來進(jìn)行混凝土管樁的澆筑作業(yè),經(jīng)由澆筑處理以后的管樁,樁體內(nèi)部結(jié)構(gòu)與土體的聯(lián)系性得以增強(qiáng),二者之間的摩擦力有所增大,正是因為這些作用力的存在,使得軟弱地基的承載力等性能得以改善。
(2)夯實水泥土樁法。夯實水泥土樁法和碎石樁加固方法的技術(shù)原理非常相似,在對軟弱地基加以處理的過程中,土質(zhì)材料和水泥為主要的施工材料。夯實水泥土樁法下,將土質(zhì)材料和水泥以科學(xué)的設(shè)計比加以攪拌混合,形成新的水泥混合土材料,將該混合料分層在土樁孔內(nèi)回填并夯實,在原有的軟弱地基范圍內(nèi),形成了水泥樁體,施工作業(yè)進(jìn)行時,地基中的這些水泥樁體可以對地基變形等起到一定的抑制作用。
(3)碎石樁加固方法。使用碎石樁加固方法對軟弱地基的處理時,利用的是振動或者沖擊作用力,在原有地基中加以打孔,隨后將碎石或者砂石等材料填充于這些孔內(nèi),因為碎石或者砂石固結(jié)性等性能較高,在機(jī)械壓實作用下,地基內(nèi)也就形成了碎石樁,這些碎石樁可以對原有地基起到加固作用。
道路橋梁工程項目中的軟弱地基處理非常重要,如果處理技術(shù)選擇不當(dāng)或者處理不達(dá)標(biāo),對道路橋梁所造成的結(jié)構(gòu)影響是非常大的。因此,任何道路橋梁工程中如果遇到了軟弱地基施工條件,需綜合對比多種處理工藝的優(yōu)缺點,保障地基處理效果。