熊國(guó)林,謝忠良
(江西軼通建設(shè)工程有限公司,江西 撫州 344000)
因軟土地基的強(qiáng)度和剛度很低,所以公路橋梁工程所面臨的的施工難度很大。為了提升地基的強(qiáng)度,應(yīng)用軟土表層處理技術(shù)就是對(duì)土質(zhì)進(jìn)行排水操作,在地基中加入砂墊層,隨后鋪設(shè)其他材料,確保施工質(zhì)量。
對(duì)此,以下幾點(diǎn)建議可供參考:(1)加強(qiáng)排水處理。對(duì)于含水量較高的軟土地基,應(yīng)在排水處理前在土地表層挖溝槽,排除地表水,隨后使用具有吸水性能的砂礫填充地基,提升土地剛度。(2)科學(xué)處理砂墊層。該方法適合用在土層薄且含水量大的地基中,通過(guò)填充砂礫是地基表層增加1.2 m厚度的砂墊層,增強(qiáng)地基堅(jiān)硬程度。(3)做好材料鋪設(shè)工作。將材料均勻的鋪設(shè)在軟土地基中,結(jié)合工程施工造價(jià)選擇鋪設(shè)材料,根據(jù)地基下沉情況和側(cè)向變形狀態(tài)完成填土操作,從而保證地基穩(wěn)定。對(duì)于軟土地基處理過(guò)程中的常用材料,主要有砂礫材料、碎石材料以及土工合成材料集中。砂礫材料主要用來(lái)制作墊層,要求材料必須具有較強(qiáng)的透水性,且材料中不能含有任何有機(jī)質(zhì)或者黏土塊,砂礫的粒徑不能超過(guò)53 mm,含泥量不能超過(guò)5%。碎石材料主要是經(jīng)過(guò)巖石與礫石的軋制而生成,在施工時(shí)應(yīng)保證碎石材料干燥整潔,且具有一定的強(qiáng)度,碎石材料外表有棱角,其中不能摻入軟質(zhì)石。碎石的粒徑應(yīng)保持在20 mm左右,最大不宜超過(guò)50 mm,碎石的含泥量應(yīng)保持在10%以內(nèi)。土工合成材料在應(yīng)用時(shí),應(yīng)檢查其是否具有足夠的抗拉強(qiáng)度和握持強(qiáng)度,并按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇適宜軟土地基施工的土工合成材料。
該技術(shù)就是借助水泥或者石灰等材料,以此作為固化劑提升軟土地基的強(qiáng)度。將固化劑和軟土混合,應(yīng)用攪拌機(jī)將混合物攪拌在一起,將二者黏合在一起,從而形成擁有一定強(qiáng)度的地基。在淤泥與黏土質(zhì)的地基中適合應(yīng)用粉噴樁加固技術(shù),該施工技術(shù)的造價(jià)成本較低,可普遍用于地基加固施工。某公路工程在施工時(shí)基坑的開(kāi)挖深度達(dá)到了3.46 m,施工場(chǎng)地處于坡腳和海盆地邊緣地緣,巖性變化大,土層中包含人工填土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土等土壤,采用粉細(xì)砂加固土質(zhì),地下水位埋深為0.8 m。施工過(guò)程中,施工人員應(yīng)用粉噴樁地基處理技術(shù)和基坑臨時(shí)護(hù)壁方法,將地基下的工程樁按照梅花形科學(xué)布置,樁與樁保持著1.5 m的距離,置換率可達(dá)20%。復(fù)合地基承載力超過(guò)120 KPa,施工人員對(duì)柱下樁采用了加強(qiáng)措施,使軟土地基的承載力提升到140 KPa,此時(shí)樁徑為0.5 m。因?yàn)榉蹏姌秲?nèi)沒(méi)有鋼筋,樁無(wú)法抵御過(guò)大的水平推力,而基坑單排支護(hù)工作無(wú)法滿足支護(hù)設(shè)計(jì)要求。于是施工人員將支護(hù)樁設(shè)計(jì)成雙排加勁的形式,樁徑和排樁間距分別為0.5 m和1.6 m,在其中假設(shè)加勁樁與加固樁,應(yīng)用水泥材料提升支護(hù)樁的水平支撐能力。
施工之前,要求施工人員先對(duì)地基中的水分超負(fù)荷預(yù)壓,盡可能的排出水分,從而達(dá)到初步加固地基的效果。超負(fù)荷加壓排水的關(guān)鍵在于設(shè)置垂直排水柱。施工時(shí)人們經(jīng)常采用設(shè)置砂井的方式達(dá)到排水目的,比如袋裝砂漿和塑料排水帶等方式。在應(yīng)用排水固結(jié)法進(jìn)行軟土地基的施工時(shí),應(yīng)當(dāng)對(duì)砂井直徑和最大排水范圍有所掌握,科學(xué)分析施工工藝與排水距離,分析當(dāng)前公路與橋梁工程的軟土地基情況,及時(shí)調(diào)整砂井,使其能夠與施工工藝相適應(yīng)。在軟土地基的表層位置鋪設(shè)一層砂層,由于砂土層透水性能好,排水功能比黏土層強(qiáng),砂土層的鋪設(shè)可以將一部分積水轉(zhuǎn)化為地下水,從而有效控制地下水位。為了進(jìn)一步發(fā)揮排水固結(jié)法的應(yīng)用效果,有必要增加軟土地基的抗剪強(qiáng)度,控制砂墊層的厚度,使其保持在200 mm左右,盡可能的提升地基的承載能力。
對(duì)于軟土地基而言,應(yīng)用擠密法就是在公路橋梁樁孔形成時(shí),將灰土與土擠密樁,依靠側(cè)向擠壓的力擠壓并硬化樁間土,在夯填樁孔時(shí),使用素土使土層更加密實(shí),從而帶來(lái)良好的輔助加固效果。對(duì)于不同的土質(zhì),施工單位需采用不同的擠密方法,比如濕陷性黃土地基,可使用灰土樁擠密法。要求施工單位應(yīng)用機(jī)械設(shè)備夯實(shí)并振密軟土地基,并向土質(zhì)中灌注填充物,經(jīng)過(guò)加工是填充物成為樁體。由于石灰體內(nèi)包含摻合料,在某種環(huán)境下?lián)胶狭蠒?huì)和生石灰產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致水分變化,生石灰的體積也會(huì)因此膨脹堵塞。應(yīng)用振動(dòng)與沖擊的方法完成砂石樁擠密,依靠機(jī)械設(shè)備將碎小填充物填入地基的孔中,使其最終成為砂石樁體,提高地基強(qiáng)度。
振沖密實(shí)法就是應(yīng)用一種振沖機(jī)械產(chǎn)生的水平振動(dòng)與側(cè)向擠壓作用,逐步破壞軟土地基的土體結(jié)構(gòu),增加孔隙水壓力,此時(shí)土粒就會(huì)逐漸向低勢(shì)能位置轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致土體從疏松轉(zhuǎn)為密集。具體施工工藝如下:(1)平整公路橋梁施工現(xiàn)場(chǎng),合理布置樁位,施工車振沖器與樁位對(duì)準(zhǔn)。(2)啟動(dòng)振沖器,使設(shè)備進(jìn)入軟土地基層,記錄設(shè)備經(jīng)過(guò)各個(gè)深度時(shí)的電流值,提升振沖器到達(dá)孔口的位置,重復(fù)以上操作,使孔中的泥漿逐漸變稀。(3)在孔中加入填料,振沖器沉入填料,使填料被夯實(shí),樁徑被擴(kuò)大,隨時(shí)記錄填料情況。振沖器提出孔口,對(duì)上節(jié)樁段繼續(xù)施工,直到整個(gè)樁體都完成振動(dòng)施工,再將振沖器移動(dòng)到下一個(gè)樁位。(4)在施工現(xiàn)場(chǎng)提前預(yù)設(shè)排泥水溝,將制樁時(shí)產(chǎn)生的泥水集中到沉淀池,定期挖出沉淀池內(nèi)的厚泥漿,再將其存放在指定位置,沉淀池上部的水能夠充分使用。(5)挖出樁頂部的樁體,碾壓并夯實(shí)墊層,此時(shí)軟土地基的強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到了公路橋梁的施工要求。
在軟土地基施工中有一種置換技術(shù),就是根據(jù)工程施工標(biāo)準(zhǔn),選用合適的土壤代替軟土土質(zhì)。通常情況下,施工單位會(huì)采用爆炸的方法大范圍施工,或使用人工挖掘的方式進(jìn)行小范圍施工。對(duì)于換填施工技術(shù)的應(yīng)用,可利用自卸運(yùn)輸車,將片石材料運(yùn)輸?shù)焦窐蛄汗こ痰氖┕がF(xiàn)場(chǎng),根據(jù)填筑部位使用挖掘機(jī)完成攤鋪施工。清理表層土后鋪設(shè)片石材料,鋪設(shè)的寬度控制在60 cm左右,隨后在片石材料上部鋪設(shè)厚度為30 cm的碎石,最后攤鋪土工格柵即可。完成以上操作后應(yīng)使用碎石土將下面幾層材料壓穩(wěn),在此基礎(chǔ)上重復(fù)鋪設(shè)三層土工格柵。對(duì)于施工用的換填材料,要求砂礫材料中的含泥量不能多于5%,砂礫的粒徑應(yīng)保持在5 cm之內(nèi),強(qiáng)度必須超過(guò)4級(jí)。填筑片石材料時(shí)應(yīng)大面朝下,采用人工配合機(jī)械的方式施工,并在片石縫隙之內(nèi)填入碎石,用壓路機(jī)將路面壓穩(wěn),。墊層的厚度應(yīng)比路基邊角厚度寬50 cm。地基加固之后,需要對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。針對(duì)換填層的寬度,應(yīng)在規(guī)定值基礎(chǔ)上加寬一部分,檢測(cè)頻率是40 m/點(diǎn),應(yīng)用鋼尺測(cè)量即可。如果換填層寬度低于9 m,建議按照200 m/2點(diǎn)的頻率進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè);如果換填層寬度在9~15 m之內(nèi),可以按照200 m/4點(diǎn)的頻率進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè);如果寬度超過(guò)了15 m,建議按照200 m/6點(diǎn)的頻率進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè),統(tǒng)一使用鋼尺完成測(cè)量工作。