朱亞林
摘要:在市政道路施工中軟基是影響市政道路施工質(zhì)量的主要因素,不但會(huì)將其路基強(qiáng)度,同時(shí)也會(huì)影響道路承載能力,造成道路使用時(shí)間縮短,導(dǎo)致各種道路問(wèn)題的出現(xiàn)。因此在實(shí)際市政道路施工中一定要加強(qiáng)對(duì)軟基加固技術(shù)的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:市政道路施工;軟基加固技術(shù);應(yīng)用
我國(guó)是一個(gè)多地形地貌的國(guó)家,西北有土質(zhì)酥松的高原黃土、東北有一把能攥出油來(lái)的黑土、東南沿海有多江河湖海交織的紅土。而且我國(guó)還有大面積的土壤稀薄的山地,丘陵??梢哉f(shuō)我們的地質(zhì)環(huán)境還是相當(dāng)復(fù)雜的,所以在這些地區(qū)建設(shè)道路時(shí)我們必須做好軟質(zhì)地基的加固工作,保證道路的質(zhì)量。
一、市政道路施工中的軟基危害性
我們通常所說(shuō)的軟質(zhì)地基是指含水量較高,壓縮容易,承載能力低于一般土質(zhì)的地基。土壤的成分包括有機(jī)質(zhì)和無(wú)機(jī)質(zhì)。有機(jī)質(zhì)也就是我們通常所說(shuō)的有機(jī)物,包括動(dòng)物的糞便、遺體殘骸,植物的根莖等腐殖質(zhì);無(wú)機(jī)質(zhì)包括各種礦物質(zhì)、鹽類、水。當(dāng)土壤中的有機(jī)質(zhì)及含水量較多時(shí)會(huì)使土壤的可塑性提高,也就是我們通常所說(shuō)的軟土。可以說(shuō)軟質(zhì)土壤對(duì)道路施來(lái)說(shuō)是極為不利的,土質(zhì)的柔軟會(huì)直接使路基的強(qiáng)度降低,路基的承載能力減弱[1]。
軟質(zhì)土壤的這些特性,使得工程的難度大大增加。如果在這樣的土壤上施工,由于路基的承載能力不足,當(dāng)有重型車輛碾壓時(shí),一旦車輛的重量超過(guò)路基的承載極限,就容易造成路面的變形甚至凹陷,久而久之,隨著變形的不斷積累就會(huì)出現(xiàn)裂紋。倘若遇到陰雨天氣,地表的積水就會(huì)順著地表的裂縫進(jìn)入地下,增加土壤中的水量,土壤含水量的增加會(huì)加速路基的塑性變形、路基的承載能力大大減弱。如此惡性循環(huán)必將縮短道路的使用壽命。
二、市政道路施工中對(duì)軟基加固技術(shù)的應(yīng)用
(一)表層軟基加固法
表層軟基加固法針對(duì)的對(duì)象主要是地表水,因?yàn)橥寥篮康脑龆鄷?huì)降低地基的堅(jiān)固性,所以施工時(shí)應(yīng)盡量降低地基的含水量。具體做法為:在路基填筑之前,先在地面開(kāi)溝挖渠排除地表的可見(jiàn)積水,再在稍遠(yuǎn)處挖設(shè)深坑,以地下滲透的方式降低路基土壤的含水量。溝渠的挖設(shè)的尺寸不是隨便的。溝渠的斷面尺寸無(wú)需過(guò)寬,一般50cm左右即可,深度以50~100cm為宜。過(guò)后用砂礫,碎石等滲水性較好的建筑材料將溝渠填上以期填塞的溝渠還能發(fā)揮作用,作為盲溝繼續(xù)為路基排水。
(二)換填加固法
換填加固是指對(duì)于軟土層較厚的土壤使用人工或機(jī)械的辦法將一定深度的軟基表層挖去,然后填充以砂礫、碎石塊、石屑、灰土等各項(xiàng)性能比較穩(wěn)定的材料,這些材料不僅具有一定的強(qiáng)度而且價(jià)格低廉、可壓縮性小、耐腐蝕、用料來(lái)源廣,可以就地取材從而大大節(jié)約建筑成本[2]。換填加固法可以改良軟基土壤結(jié)構(gòu),改變了軟基土層單一成分承載能力差、個(gè)性同性熱脹冷縮體積變化大等諸多缺點(diǎn)。
使用換填法有以下幾點(diǎn)好處:第一,提高地基的承載能力,因?yàn)榈鼗某休d能力跟地基的抗壓力形變的能力有直接的關(guān)系,我們用碎石、砂礫等抗形變能力較強(qiáng)的材料填充到地基之中使原來(lái)地基的承載能力大大的提高;第二,加速軟地基層的固結(jié)。由于砂礫、碎石等建筑材料的加入,使得軟地基層的透水性大大增強(qiáng)。地基的孔隙大大增加使得地基中水量的排除顯著增強(qiáng),水分的減少加快了軟地基的固結(jié),從而提高了硬度,增強(qiáng)了路基的承載能力。第三,減少沉降量。
(三)砂墊法
對(duì)于土層較薄、含水量較高的軟地基,我們的加固辦法是在軟地基表面鋪墊一層厚度為50~100cm的土工布或砂墊層。砂墊層不僅能排去上層積水還能當(dāng)做填土層的排水層,從而降低路堤水位。鋪設(shè)砂墊層時(shí)應(yīng)注意砂礫的選擇,宜選擇品級(jí)較高的砂礫,粒度上一般采用中等粒度和粗粒度。
(四)強(qiáng)夯法
強(qiáng)夯法是法國(guó)的Menard公司發(fā)明的,這種方法是使用8~30t的重錘,從8~20m的高空落下捶打軟基地面,將地面壓實(shí)。強(qiáng)夯法不僅設(shè)備簡(jiǎn)單,而且容易操作,經(jīng)濟(jì)實(shí)用。缺點(diǎn)是:噪聲大,有一定的危險(xiǎn)性并且施工的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng),不宜在人口密度較大的城區(qū)使用。但是經(jīng)過(guò)這種方法處理過(guò)的地基強(qiáng)度一般提高1~5倍,加固的深度在5~10m,適宜的土壤范圍卻很廣。
圖1強(qiáng)夯法所用重錘
(五)預(yù)壓法
預(yù)壓法又叫排水固結(jié)法。通常用于高速公路地段軟地基的處理。此種方法不僅價(jià)格低廉而且效果很好。這種方法利用土壤天然透水的特點(diǎn),必要時(shí)可以在地基內(nèi)裝設(shè)豎向排列的排水體,無(wú)需人力而是利用建筑物自身的重力將土壤中的水分慢慢擠壓出,在這個(gè)過(guò)程中土壤的密度也會(huì)跟著增加,進(jìn)而提高強(qiáng)度。但這種方法也有其缺點(diǎn),由于不受人工控制,所以排水周期也就無(wú)法管控,我們所能做的就是準(zhǔn)確計(jì)劃填土速率、增加填土用料,避免出現(xiàn)地面沉降。倘若鋪設(shè)的豎向排水管深度和數(shù)量不當(dāng),排水不均勻、不及時(shí)就會(huì)造成后期更大的沉降。
三、結(jié)語(yǔ)
對(duì)于不同的地質(zhì)環(huán)境,我們應(yīng)當(dāng)采取不同的軟基加固方法。在土質(zhì)比較酥松的高原地帶,適合采用強(qiáng)夯法加固軟質(zhì)路基,因?yàn)橹劐N可以將酥松的黃土夯實(shí),提高黃土的密度增加地基強(qiáng)度,使土壤的含水量下降。高原上人口稀少,重錘落地時(shí)振動(dòng)的影響也能降到最低;在青藏高原的凍土地帶進(jìn)行市政道路施工時(shí),適宜采用換填加固法,將地表的凍土挖去,取而代之的是砂礫、碎石等建筑材料,這些材料有一定的強(qiáng)度,而且受冷受熱時(shí)體積的變化很小,從而避免了因溫度而造成的路基變形,開(kāi)裂等情況。(作者單位:廊坊誠(chéng)達(dá)道橋有限公司)
參考文獻(xiàn):
[1]謝弘帥,宰金璋,劉慶華等.真空降水堆載聯(lián)合預(yù)壓加固高速公路橋坡軟基技術(shù)研究[J].中國(guó)公路學(xué)報(bào),2003,16(2):27-30.
[2]趙志峰,邵光輝,高吉等.單側(cè)道路加寬工程中軟基處理范圍數(shù)值模擬及實(shí)測(cè)研究[J].土木建筑與環(huán)境工程,2014,36(3):6-7.