軟弱地基具有壓縮性高、透水性弱、抗剪強度低、觸變性、流變性和不均勻性等不良特征,修建在軟弱地基上的道路易發生較大的沉降,因此不宜作為天然基礎,目前常用的軟弱地基處理方法主要包括以下幾種:
該方法是通過重型夯錘的巨大沖擊力對軟弱地基產生壓實擠密作用,從而使得軟弱地基得到加固,壓縮性進一步縮小,抗液化的能力得到提高,適用于處理濕陷性黃土和填海區的軟弱地基。
該方法是用物理力學性質較穩定的粗砂、礫石、卵石、片石等滲水性材料置換天然地基中的部分或全部軟土,并分層夯實成低壓縮性的地基,適用于處理淺層軟弱地基。
該方法是在路基底部從中部向兩側拋填不易風化的片石,將淤泥擠出路基范圍,適用于處理排水困難的洼地、泥炭呈流動狀態、厚度較薄、表層無硬殼、片石能沉達底部的泥沼路段。
該方法可分為堆載預壓法和真空預壓法。該方法通過利用外部荷載(或吸附)作用,加快軟土的排水固結,減少路基后期沉降量,提高抗剪強度。適用于處理較厚的淤泥質土、淤泥和沖填土等飽和粘性土地基。
該方法是通過向軟土中打入樁管成孔,并把填入孔中的礫石、碎石等材料,利用機械設備產生的振動、擠壓,使地基土體孔隙比減小,適用于處理含砂粒、瓦屑的雜填土等較多的松散土地基。
該方法是在軟弱地基中設置砂井(袋裝砂井或塑料排水板)等豎向排水結構,然后利用路基自重分級加載,使土體中的孔隙水逐漸排出,固結沉降,常與堆載預壓法組合使用,適用于處理滲透性強的飽和軟弱土層。
該方法是運用深層攪拌機械將水泥、石灰等固化劑和軟土攪拌均勻,從而產生一系列的物理和化學反應,使得軟土強度大大提高,壓縮性、滲水性大大降低,適用于各種成因的軟土層,尤其是厚度較大的飽和軟黏土層。
該方法是使用較大的壓力設備,把水泥漿液泵送到土層深處,噴射進入土體,和土體拌和均勻,自然凝固后成為拌和樁體,形成穩定的復合地基,適用于處理淤泥、淤泥質土、流塑、軟塑或可塑黏性土、粉土、黃土、砂土、素填土和碎石土等軟弱地基。
勘察單位在地質勘察時,孔位布置不當,鉆孔間距太大,深度不夠,提供的,地質勘察報告不詳細、不完整、不準確,數據有誤,圖表不清,不能全面反映實際地質情況,導致采用錯誤的軟基處理方案。
設計單位在進行巖土工程設計時考慮不周,選材不當,路基結構構造不合理,防排水設施、沉降縫等設置不準確,計算簡圖不正確,計算荷載取值過小,應力分析有誤,地基承載力、穩定性驗算不準確。
主要表現在建筑材料不符合規范要求,例如:片石、礫石、碎石的物理力學性能(抗壓強度、壓碎值等)不符合標準要求;水泥受潮、過期、結塊、體積安定性不良;砂石級配不合理,有害物含量過多;水泥漿液的配合比不準,外加劑性能、摻量不符合要求等。
主要表現在機械設備的性能不滿足設計要求,例如:夯錘噸位過小,夯點間距過大,夯能不足;壓路機選型不當,噸位較小,效率低下;碎石樁機的卷揚拉力不足,牽引速度較小,振動擠密效果較差;高壓旋噴樁機泵送壓力不足,旋轉提升速度過快,導致成樁質量較差。
施工單位未落實質量控制和質量保證措施,例如:未針對軟基處理工程編制專項施工方案;未建立建筑材料、設備、構配件進場檢驗制度;未對現場作業人員要求持證上崗;未落實技術交底制度,未編制作業指導書;未按施工圖紙、施工驗收規范進行施工和檢驗等。
有些建設單位在招標階段,未嚴格按照有關工期定額設置項目建設工期;在施工階段隨意壓縮工期,盲目搶趕工期,軟弱地基的沉降固結尚未完成,就開展下一道工序,導致道路在運營階段出現局部或整體沉降過大。
勘察單位應嚴格按照工程建設各階段要求,采用先進的巖土工程勘察技術,組織開展鉆探工作,查明不良地質狀況,精心分析勘察資料,提出內容翔實、評價正確的地質勘察報告。設計單位應當嚴格根據勘察成果文件進行巖土工程設計,按照工程設計規范要求,因地制宜,對癥下藥,提出針對性強、操作性強的設計方案。鑒于軟基處理工程的特殊性,由同一家單位實施勘察和設計,可以實現勘察和設計的無縫對接,提高勘察設計質量。
施工單位應建立健全質量保證體系,成立組織領導機構,建立質量責任制度和獎罰制度,明確質量職責和質量目標,嚴格按照設計圖紙和規范標準組織施工,落實技術交底制度,對建筑材料、構配件、設備實行進場檢驗、驗收制度,對分部分項工程實行三檢(自檢、互檢、專檢)制度、工序交接制度、樣板引路制度,隱蔽工程須經監理單位驗收合格后,方可開始下一道工序,開展全面質量管理活動,運用四新(新技術、新工藝、新材料、新設備)技術,預防和治理質量通病。在施工期間發現地質狀況與勘察報告不符時,及時通知監理、勘察、設計和建設單位進行研究處理。
監理單位應嚴格按照監理規范實施監理活動,審查施工單位管理人員的任職資格和作業人員的崗位證書,審查軟基處理工程專項施工方案,采取旁站、巡視和平行檢驗等形式進行現場監理,對建筑材料實行見證取樣送檢制度,對報驗的檢驗批、隱蔽工程、分項工程、分部工程等依據驗收規范進行審查和驗收。軟弱地基處理完成后,除檢測路基的承載力、密實度、強度、彎沉和回彈模量外,還要結合施工期間的沉降觀測結果,判定軟弱地基的沉降固結程度,對符合設計和規范要求的,簽署驗收意見。
軟弱地基在沿海地區普遍存在,通過對其進行技術處理,改善各種不良地質狀況,使其滿足市政道路工程的建設需要。工程技術人員在實踐中,需要結合擬建道路范圍內軟弱地基的成因、土體組成、力學性質及周邊環境等實際情況,不斷探索和創新,采用最適用、經濟的軟弱地基處理方法,嚴格施工過程控制和質量監督,不斷提高市政道路工程的建設質量。
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