劉垚 毛兆眾
(杭州城投建設(shè)有限公司,浙江 杭州 310000)
隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,城市化發(fā)展進(jìn)程不斷加快,市政工程作為國家的基礎(chǔ)工程建設(shè),能夠為城市生存和發(fā)展提供重要的物質(zhì)基礎(chǔ),能夠提高人們的生活質(zhì)量,滿足人們的物質(zhì)文明需求和精神文明需求,它的建設(shè)質(zhì)量自然受到了社會大眾的廣泛關(guān)注。在市政工程施工建設(shè)中,很多施工企業(yè)并沒有重視軟土地基的施工處理,采取了不當(dāng)?shù)氖┕ぬ幚矸绞剑瑢?dǎo)致處理過后的軟土地基無法滿足工程建設(shè)需求,不僅無法保證市政工程的使用安全,也大大降低了市政工程的使用年限。因此,在市政工程施工建設(shè)中,需要提高軟土地基重視度,深刻認(rèn)識到軟土地基的危害后果,科學(xué)處理軟土地基,有效提高軟土地基的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和承載性能,確保市政工程的施工安全和使用安全,延長市政工程的使用壽命,強(qiáng)化市政工程質(zhì)量,推動城市建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展。
軟土地基主要是指部分松軟土、有機(jī)質(zhì)土、泥沙等組合而成的松軟土層,這種土層強(qiáng)度低,缺乏良好的穩(wěn)定性,很容易發(fā)現(xiàn)不均勻沉降,嚴(yán)重危害市政工程的施工建設(shè)質(zhì)量。如果不采取有效措施處理軟土地基,或者采取的施工技術(shù)不當(dāng),不僅會影響市政工程的施工建設(shè),導(dǎo)致施工過程中發(fā)生安全事故和質(zhì)量隱患,還會影響市政工程投入使用后的安全性,降低市政工程使用年限。
詳細(xì)來說,軟土地基的特征如下: 1) 具有較高的壓縮性。軟土地基的土質(zhì)松軟疏離,空隙比大,含有很多的水分,而土中的有機(jī)物、微生物、礦物質(zhì)等含量較高,這就導(dǎo)致軟土地基極易被壓縮,而且穩(wěn)定性較差。此外,進(jìn)行軟土地基碾壓處理時,如果施工人員采取的是先晾干軟土再碾壓軟土的施工順序,就會影響軟土原本結(jié)構(gòu),軟土表面出現(xiàn)很多裂紋,以網(wǎng)狀形式呈現(xiàn)出來; 2) 具有較大的地基沉降量,大大降低了地基強(qiáng)度。進(jìn)行軟土地基施工建設(shè)時,軟土很容易發(fā)現(xiàn)觸變,一旦施工不當(dāng)就會導(dǎo)致軟土流失,出現(xiàn)分布不均勻情況。當(dāng)軟土結(jié)構(gòu)遭到破壞后,就會嚴(yán)重影響它的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和荷載性能,最終引發(fā)軟土地基局部沉降、變形嚴(yán)重問題。同時,軟土地基的透水性不好,以垂直層面的透水性表現(xiàn)為著,垂直方向幾乎不存在透水性,這樣進(jìn)行市政工程施工建設(shè)時,當(dāng)增加了一定的荷載,就會加大空隙水壓力,導(dǎo)致地基強(qiáng)度下降明顯。
為了有效處理軟土地基,提高地基的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,就需要因地制宜,根據(jù)地基條件和施工狀況合理選擇軟土地基施工技術(shù)。軟土地基施工技術(shù)有很多種,常見的有強(qiáng)夯技術(shù)、真空預(yù)壓技術(shù)、排水固結(jié)施工技術(shù)、置換技術(shù)等等,每種技術(shù)都有自身的適用條件和應(yīng)用優(yōu)勢以及應(yīng)用要點,施工人員需要嚴(yán)格遵循技術(shù)要點實施作業(yè),最大限度發(fā)揮出各施工技術(shù)的應(yīng)用價值。
應(yīng)用強(qiáng)夯技術(shù)的主要施工工具為較強(qiáng)重量的大錘,將大錘提升放置到超過10m的高度范圍內(nèi),大錘自由落下過程中會產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力和沖擊波,軟土地基在反復(fù)沖擊壓實作用下,能夠改變原本的松軟的結(jié)構(gòu)形式,壓縮土壤顆粒之間的空隙,提高密實度和壓縮性,確保地基具有優(yōu)異的承載力和穩(wěn)定性,有效避免地基不均勻沉降。強(qiáng)夯技術(shù)具有強(qiáng)大的夯擊能力,可以將地面表層以下一定深度的土層夯實加固,順利排出土壤中的孔隙水和氣體,起到迅速固結(jié)土體的作用,針對一般的軟土地基表現(xiàn)出顯著的加固效果。為了最大限度發(fā)揮出強(qiáng)夯技術(shù)的應(yīng)用效能,施工人員需要嚴(yán)格按照施工工藝和施工流程開展作業(yè),詳細(xì)步驟如下: 1) 未經(jīng)過處理的軟土地基表面會存在很多雜物,施工人員需要將施工場地打掃清理干凈,加以整理,確保施工地面具有良好的平整度; 2) 合理設(shè)置強(qiáng)夯施工方位,準(zhǔn)確確定具體位置,為了以防萬一,最好使用鮮明的顏色標(biāo)記出軟土地基的強(qiáng)夯點; 3) 使用專業(yè)的技術(shù)手段和先進(jìn)的儀器設(shè)備開展測量工作,測量內(nèi)容包含施工場地的高程、大錘的頂高程、大錘頂?shù)母叨龋?4) 根據(jù)原本制定的施工方案處理軟土地基,起重機(jī)準(zhǔn)時進(jìn)場將大錘起吊到規(guī)定位置,通過自由下落來反復(fù)沖擊各個強(qiáng)夯點,強(qiáng)夯過程中需要對夯實次數(shù)、夯實力度等進(jìn)行嚴(yán)格控制,確保夯實效果滿足市政工程施工建設(shè)要求; 5) 夯實完成后,還需要使用振動壓路機(jī)再次夯實處理所有處理過的軟土地基,進(jìn)一步提高地基的承載力。
在市政工程施工建設(shè)中,經(jīng)常會遇到軟土地基情況,如果未加處理,土壤中仍舊存在一些石子和其他雜物,即便路基已經(jīng)完成施工,所建設(shè)出來的建筑物在使用后期依然會出現(xiàn)沉降問題,嚴(yán)重威脅著人們的生命安全。同時,這些存在的雜質(zhì)還會對土壤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定程度的破壞,導(dǎo)致土壤顆粒間的空隙越來越大,嚴(yán)重降低了軟土地基的密實度。就目前市政工程施工建設(shè)情況來看,進(jìn)行軟土地基施工建設(shè)時,部分施工企業(yè)為了短期利益和追趕施工進(jìn)度,沒有徹底清理土壤中的雜質(zhì),也沒有嚴(yán)格把控土壤厚度,甚至在進(jìn)行回填土施工操作時也沒有遵循施工標(biāo)準(zhǔn),最終引發(fā)地基沉降問題。
針對軟土地基沉降問題,施工企業(yè)可以采取真空預(yù)壓技術(shù)有效處理軟土地基,提升軟土地基的強(qiáng)度和承載力。在使用真空預(yù)壓技術(shù)時,首先,需要將厚度為1.2m及以上的砂墊層均勻鋪設(shè)在軟土地基表面,這樣能夠提高土壤硬度和透水性,有效鞏固軟土地基。其次,需要將砂井或者塑料排水板插進(jìn)加固的軟土地基中,構(gòu)建良好的豎向排水通道。最后,在砂墊層上均勻鋪設(shè)上一層薄薄的密封塑料膜,塑料膜不能出現(xiàn)透氣情況,需要完成隔絕大氣。同時需要使用真空裝置抽取塑料薄膜內(nèi)的水分和空氣,等塑料膜內(nèi)的空氣全部排出就可以形成膜內(nèi)外強(qiáng)大的氣壓差,以氣壓差作為地基上的預(yù)壓荷載,提高地基應(yīng)力,起到有效的地基加固作用。真空預(yù)壓技術(shù)施工簡單方便,既不需要堆載工序和加載工序,也不需要卸荷工序,這樣就可以投入少量的施工設(shè)備和堆載材料,節(jié)省相應(yīng)的施工成本,而且施工效率明顯提升。
在市政工程施工建設(shè)中,如果軟土地基的含水量太大,就會對工程施工質(zhì)量產(chǎn)生直接影響,因此,針對含水量較大的軟土地基,就可以使用排水固結(jié)施工技術(shù)進(jìn)行處理,有效控制地下水位,提高軟土地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,確保軟土地基使用性能顯著提升。排水固結(jié)技術(shù)主要是將豎向排水管道插入到軟土地基中,構(gòu)建成片規(guī)模的排水體,然后根據(jù)工程質(zhì)量加載預(yù)壓,這樣可以及時排除軟土地基孔隙中的水分,孔隙縮小的同時土壤結(jié)構(gòu)逐漸固結(jié),軟土地基的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度持續(xù)增強(qiáng),從而有效解決軟土地基沉降問題和不穩(wěn)定問題。
常見的排水固結(jié)施工技術(shù)有堆載預(yù)壓法、降水預(yù)壓法、電滲排水法,它們都能夠起到有效的排水固結(jié)作用,顯著提高地基承載力,但是它們的適用條件不同,施工人員需要根據(jù)軟土地基性質(zhì)進(jìn)行選擇。堆載預(yù)壓法主要適用于透水性較差的粘性土地基,將一些土石堆填在市政工程施工區(qū)域,通過加載預(yù)壓地基使得地基快速沉降,發(fā)生固結(jié)變形,地基的承載力隨之提升。在應(yīng)用過程中,預(yù)壓荷載需要等于或大于建筑物荷載,有效避免固結(jié)障礙的產(chǎn)生。降水預(yù)壓法適用于飽和性的軟土地基,使用抽水設(shè)備抽出地基中的地下水,降低孔隙水壓力的同時增大土壤結(jié)構(gòu)的有效應(yīng)力,有效穩(wěn)固地基。電滲排水法適用于含水量大的粘性地基,將金屬電極插進(jìn)軟土地基,然后通上直流電,在電滲作用下,地基中的水分逐漸排出,有效降低地下水位,提高地基穩(wěn)定性。
在市政工程施工建設(shè)中,置換法也是常用的軟土地基施工技術(shù),適用于土層厚度不大的軟弱地基,一旦土層厚度超過3m,就不適合使用此技術(shù),會加大施工成本,施工經(jīng)濟(jì)性不佳。應(yīng)用置換法時,使用人工操作或者機(jī)械操作挖出清理淺層的軟弱土層,然后再將強(qiáng)度較大的土壤或者堅硬的碎石頭抑或穩(wěn)定性好的砂石料鋪墊在上面,最后使用推壓機(jī)器分層碾壓這些回填材料,提高地基的穩(wěn)定性。置換法的優(yōu)勢在于施工簡單,操作方便,有效提高地基的抗變形能力,減少地基沉降。劣勢在于使用局限性較大,對軟土地基原始土壤的承載力具有一定的要求,而且土壤置換過程中需要投入一定的人力、物力和施工材料。
使用軟土地基置換技術(shù)時,為了確保置換后的地基基礎(chǔ)達(dá)到預(yù)期效果,滿足市政工程的建設(shè)需求,施工人員需要注意以下問題: 1) 需要嚴(yán)格檢測控制置換的土壤質(zhì)量,千萬不能為了節(jié)省材料成本使用強(qiáng)度不夠、穩(wěn)定性的施工材料,這樣往往會得不償失,不僅浪費了大量的工作精力,而且無法取得預(yù)想的施工效果; 2) 土壤置換完成后,必須使用專業(yè)的機(jī)械設(shè)備壓實處理置換土壤,提高土壤結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,提高軟土地基的優(yōu)質(zhì)性。
粉噴樁施工技術(shù)屬于化學(xué)加固法,主要是將粉體狀固化劑添加在軟土地基中,然后使用專業(yè)的攪拌機(jī)械均勻攪拌,固化劑就會與軟土中的土壤物質(zhì)發(fā)生物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng),從而起到強(qiáng)化加固土壤的作用,提高地基的整體性、承載力和強(qiáng)度,減少地基變形、沉降情況的發(fā)生。粉噴樁施工技術(shù)適用于多種類型的土層范圍,劣勢在于施工工序復(fù)雜,需要使用專業(yè)的旋噴施工設(shè)備,施工成本相對較高。應(yīng)用粉噴樁施工技術(shù)時,需要實地勘察市政工程施工建設(shè)的地質(zhì)情況,了解軟土分布范圍、組成部分、土層厚度、土壤性質(zhì)、物質(zhì)含量、地下水含量等。在綜合考慮多項因素的基礎(chǔ)上制定科學(xué)的施工方案,合理設(shè)計固化劑的摻入比。然后做好技術(shù)交底工作,施工人員根據(jù)設(shè)計圖紙和施工方案開展作業(yè),確保粉噴樁施工質(zhì)量。
表層排水法通過排出軟土地基中的水分來減少土壤間的孔隙,加固夯實地基,確保地基的密實性和穩(wěn)定性。此種軟土地基施工技術(shù)方便簡單,不需要投入太多的人力、物力、財力資源,但是也存在一定的局限性,適用范圍并不廣泛,僅僅適用于含水量較高的軟土地基。在實際應(yīng)用中,施工人員需要從軟土地基中挖取一定數(shù)量的土壤,試驗分析土壤的水分含量,只有確定土壤軟化原因是由水分含量太大引起的,才能使用表層排水法,否則使用此施工技術(shù)很難取得良好的地基加固效果。表層排水法的施工流程為,首先,地基填筑前期,需要制定科學(xué)合理的排水方案,施工人員在相應(yīng)施工位置挖出溝渠待用。其次,填筑地基時,地表的水分就可以直接排到溝渠中,有效降低土壤中的水分含量。
軟土地基缺乏良好的穩(wěn)定性,使用護(hù)道填筑法可以壓實軟土土層,減少孔隙,起到固定軟土層的作用,從而提高軟土層的耐久性。使用護(hù)道填筑法時,可以在市政工程的兩邊設(shè)置一定寬度的護(hù)道,增強(qiáng)工程的穩(wěn)固性,這樣即便遇到暴雨天氣,兩旁的土壤也很難被沖刷干凈,軟土地基不僅不會發(fā)生位移,也不會凹凸不平,軟土地基表面仍舊保持著良好的平整度。使用護(hù)道填筑法時,施工人員需要根據(jù)市政工程的施工建設(shè)要求合理配置混凝土,混凝土各原材料的配合比要科學(xué)合理,有效提升混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)時,施工人員需要均勻澆筑,澆筑厚度控制在合理范圍內(nèi),確?;炷羶?nèi)部氣泡順利排出?;炷翝仓鳂I(yè)完成后,需要及時振搗混凝土,正確使用振搗工藝,合理控制振搗速度、振搗時間和振搗間距,從根本上提高混凝土澆筑質(zhì)量。
市政工程施工建設(shè)中涉及到多項施工要素,施工環(huán)節(jié)多而復(fù)雜,施工現(xiàn)場的潛在隱患比較多,稍有不慎就會出現(xiàn)施工質(zhì)量問題和安全事故,不僅危害著施工人員的人身安全,也影響了軟土地基施工質(zhì)量,還會拖延施工進(jìn)度,帶來相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)損失。因此,施工企業(yè)需要制定科學(xué)合理的施工質(zhì)量管理制度,約束和規(guī)范施工人員的施工行為,有效管理軟土地基的施工技術(shù)應(yīng)用,提高軟土地基施工質(zhì)量,確保市政工程施工建設(shè)的有序進(jìn)行。首先,需要建立崗位責(zé)任制,對軟土地基施工的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行具體的責(zé)任劃分,明確各部門、各人員的工作內(nèi)容和工作職責(zé),避免責(zé)任推諉現(xiàn)象。其次,需要完善監(jiān)督管理制度,管理人員需要全面監(jiān)督軟土地基施工技術(shù)的應(yīng)用全過程,施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、薄弱環(huán)節(jié)都是監(jiān)督管理的重點,在嚴(yán)格監(jiān)督下提高軟土地基施工的規(guī)范性和有序性,確保軟土地基施工質(zhì)量達(dá)到預(yù)期的加固穩(wěn)定效果。最后,需要建立健全獎懲考核機(jī)制。施工企業(yè)需要全面考核施工人員的日常表現(xiàn)和施工行為,要求施工人員嚴(yán)格遵循施工工藝和施工流程。將施工人員的任務(wù)完成情況納入到績效考核中,針對任務(wù)完成度高、無違規(guī)行為的施工人員,提供一定的物質(zhì)獎勵和精神獎勵,反之,針對施工進(jìn)度緩慢、經(jīng)常犯錯的施工人員,需要采取嚴(yán)厲的處罰措施,從而激發(fā)施工人員的工作積極性,提高他們的責(zé)任意識,保證軟土地基施工高質(zhì)量、高效率完成。
在軟土地基施工技術(shù)應(yīng)用中,需要使用到不同類型、不同功能的機(jī)械設(shè)備,只有正確掌握機(jī)械設(shè)備的操作方式和使用功能,才能規(guī)范使用機(jī)械設(shè)備,確保設(shè)備始終處于安全運(yùn)行狀態(tài)下,從而提高施工安全系數(shù),保障施工質(zhì)量。因此,施工企業(yè)需要嚴(yán)格控制施工環(huán)節(jié)的設(shè)備操作,提高設(shè)備使用的規(guī)范性和安全性。具體來說,施工企業(yè)可以從以下幾個方面入手:1) 機(jī)械設(shè)備操作人員入場時,需要仔細(xì)檢查他們的從業(yè)合格證書和機(jī)械設(shè)備操作證,尤其是特殊危險工種必須具備操作證,嚴(yán)禁無證人員違規(guī)違章作業(yè); 2)機(jī)械設(shè)備操作人員入場后,需要進(jìn)行專業(yè)的理論培訓(xùn)和操作技能培訓(xùn),熟悉各設(shè)備的使用性能,掌握設(shè)備操作規(guī)程,提高操作人員的安全意識和技能水平: 3)需要定期檢查機(jī)械設(shè)備,做好維護(hù)保養(yǎng)工作,及時消除設(shè)備運(yùn)行中的故障問題和潛在的隱形故障。
綜上所述,科學(xué)處理軟土地基能夠提高地基的整體性、穩(wěn)定性、承載性能和強(qiáng)度,為市政工程施工建設(shè)打下堅固的基礎(chǔ),確保市政工程建設(shè)質(zhì)量達(dá)到規(guī)定要求,確保市政工程的使用年限和使用安全。因此,進(jìn)行市政工程施工建設(shè)時,需要認(rèn)識到軟土地基施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢和價值,將其合理應(yīng)用在軟土地基施工處理中,提高地基基礎(chǔ)的穩(wěn)固性,而且施工過程中需要建立健全質(zhì)量管理制度,規(guī)范控制施工設(shè)備操作,提高施工規(guī)范性,確保市政工程建設(shè)質(zhì)量達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。