吳飛
摘 要:文章從軟土及軟土地基的基本概念入手,簡要介紹了我國路橋軟土地基施工的現狀與問題,探討市政工程中淺層軟土地基、中層軟土地基和深層軟土地基的處理技術。
關鍵詞:路橋;施工;軟土地基;技術
隨著我國市場經濟改革的不斷深化,我國基礎設施的建設規模正呈現出大量增長的趨勢,隨之而來的是越來越多的道路和橋梁工程。市政設施的大規模建設不僅使得人們出行的便捷程度逐步增強,更是帶動了城市各項經濟指標的提升。但是近些年來隨著市政基礎工程向偏遠地區的延伸,在路橋的建設過程中也遇到了一些巖土施工難題,這些難題中對路橋施工造成主要困擾的是軟土地基上展開的工程施工。
軟土地基在我國有較為廣泛的分布,并且分布具有明顯的區域特征,這是因為軟土地基在形成的過程中主要需要的地質環境大都位于平坦的地區,尤其是河流入??谛纬傻臎_積平原。這些平原一般是由河流中積年累月帶來的淤泥經過沉降和堆積形成的,所以在這些地區展開施工時,往往會遇到軟土地基。以廣東地區為例,軟土地基在廣東省東南部地區和西部地區分布廣泛,尤其是在珠三角地區,其地形地貌較為復雜,尤其是在建設活動比較活躍的沿海新城和新興產業區,經常會在軟土地基上展開市政工程的建設活動。
1 軟土的基本概念
1.1 軟土的定義
在自然環境中,土壤是由砂粒、粉粒和粘粒三個不同類型的顆?;旌隙傻?,不同物理性狀土地間的區別便是三種組成顆粒之間的比例不同。軟土的形成過程是在水體靜止的情況下,或者是水流緩慢流動的情況下所沉積的淤泥,在伴隨著相應的生物化學反應,形成的結構較為松軟的土壤結構。國外的軟土定義方式和國內有所不同,我國是采用測抗壓強度來對軟土進行測定,日本側采用標準化的灌入擊數來進行測定。
1.2 軟土地基的處理
在我國一般的市政工程施工過程中,如果面對的自然地基相對松軟,理學性能較差的話,一般就將其定義為軟土地基。這種地基在施工的過程中不能滿足路橋的設計要求并且在施工中和施工后存在這變形較大的風險。尤其是在面對自然災害的時候,例如在的地震中,通過地震力的輕微作用下就會產生地基液化、塌陷等現在。所以如果先要在此類地基上進行施工作業就需要對其進行人工的加強處理,這項工程一般稱為地基處理。
在路橋的施工過程之中,由于人工的建造過程會使得自然地基的應力發生變化,在地基處理的施工過程中,需要針對這個過程中產生的荷載,對地基的強度和變形量這兩個方面進行控制,具體來說:(1)加強軟土地基的承載能力,主要是要確保,地基在承受動、靜荷載的前提下有充足的安全儲備空間。(2)對于變形量的控制,主要是要求在施工完畢的使用過程中路橋地基的自然沉降不超過地基變形的標準值,從而確保整個路橋工程不會由于地基的變形而導致斷裂或損傷,進而影響人們的日常使用和生命財產安全。我國目前已經就路橋施工中軟土地基的施工技術展開了一定的研究,但是在實際的市政施工過程中還存在以一定的問題,下面我們首先來了解一下我國路橋軟土地基施工中的現狀與存在的問題。
2 我國路橋軟土地基施工的現狀與問題
在我國的路橋工程的施工過程中,通過今年來實際施工的總結可以看出,施工人員往往更傾向于固有的和常規的地基處理方式,常用的有置換法和排水固結法。但是由于我國路橋工程不斷向偏遠地區的深入展開,在施工過程中所遇到的軟土地基情況也越發復雜,而且現代路橋在設計的過程本身就較之過往的工程更為的多變。面對新的施工情況,技術人員要么在原有老的施工技術上進行革新,對固有的軟土地基處理方法進行升級,或者是隨著科技的不斷進步,依靠新晉的軟基處理理論,開發新的地基施工技術。但無論是哪一種,都是現有的較為有效的軟土地基處理方式。
軟土地基處理手段的增加,也給實際的施工帶來了一些困擾。在施工的過程中,施工人員在選擇地基處理方式的過程中容易出現錯誤判斷,有時選用成本較低的處理方式就可以解決的問題,由于缺乏對于技術應用上的理解,可能將合適的方案放棄,而采用成本較高更加穩妥的方案;又或者對于以往施工經驗的“誤導”,對某一種地基處理技術過于相信,從而造成施工不達標。出現以前原因主要是因為施工人員對于每一項技術的認識不夠深入,而造成在施工方式選擇上的誤判。
3 市政工程中軟土地基處理技術
在施工的過程中一般可以通過軟土地基所處的位置,將路橋施工中的處理方式大致上分為三種類型,分別是:淺層軟土地基、中層軟土地基和深層軟土地基的處理,以下就從這三個方面對軟土地基的處理方式進行分析。
3.1 淺層軟土地基處理方法
一般來說對于自然地基荷載承受較差的淺層軟土、低洼或者淺挖施工段,為了到達設計時所需要的路基結構和承載強度,而對淺層軟土地基的處理。施工中較為常見的方式有:換填法、淺層加固法、拋石擠淤法,其中換填法和拋石擠淤法合稱置換法。具體可以細分為一下三種類型:
(1)當地基淺層軟土深度小于三米的路段,其軟基處理方法可優先采用排水墊層結合換填法或淺層加固法;排水墊層厚度取值范圍為30~80厘米,一般情況下其設計者為50厘米,材料應該選用透水性能良好的沙礫或碎石;排水墊層鋪設的范圍可以延伸到路堤坡腳以外50厘米~100厘米。
(2)當路基填土高度小于兩米及淺挖路段的軟土地基,可采用排水墊層結合淺層加固法;排水墊層厚度取值范圍為30~80厘米,一般取值50厘米,宜選用透水性能良好的沙礫或碎石,鋪設范圍為路堤坡腳外延伸50厘米~100厘米。
(3)當路基填土高度較高,淺層軟土深度小于等于三米的軟土路段可采用全部換填的淺層處理。
3.2 中層軟土地基處理方法
路橋施工的過程中一般講埋深3米至15米范圍內需要處理的軟土地基定義為中層的軟土地基。中層的處理方式適合軟土較厚的路橋施工段,在較深的部位對軟基進行處理具有較好的效果。就目前而言,隨著施工技術的不斷發展,主要采用以下五類處理方法:水泥攪拌樁、袋裝砂井法、塑料排水板、強夯置換法、擠密碎石樁。
3.3 深層軟土地基處理方法
深層軟土地基處理是相對于淺層、中層軟土地基處理而言的,其處置深度一般大于十五米。深層軟土地基處理方法適合使用于軟土地基厚度大的路段,在深軟土地基中,處置效果具備一定的優勢。隨著科技手段的不斷豐富,不斷有新的軟土地基處理方法被應用于深層軟土地基處理中,下面選取三種較為常用的方法進行簡述,這三種深層軟土地基處理方法分別為CFG樁、PHC管樁、釘形水泥土雙向攪拌樁。以預應力高強混凝土管樁為例。一般PHC管樁的標準節斷長度為十米,直徑大小范圍為300~1000毫米,要求混凝土強度等級不應小于C80;適用于抗震設防烈度不大于九度的地區;當軟基中存在孤石、地下障礙物多、有堅硬的夾層但不能作為持力層等情況時,該方法不適用;選擇該方法進行軟基處理施工時,靜壓法適合于市區施工中使用,錘擊法適合于對噪音污染要求較小的地區中使用。
4 展望
路橋的施工質量是關系到人民群眾財產以及社會主義現代化進程的大事,地基的處理作為路橋施工中的基礎工作在整個市政工程中伴有重要作用,其施工方式的選擇和施工質量的優劣,直接影響到路橋工程施工過程的順利與否以及工程竣工后的使用年限。只有在路橋施工的過程中系統掌握軟土地基的施工技術特點,才能夠因地制宜地選擇適合的施工方案,為我國市政基礎設施的建設保駕護航。希望通過本文對于路橋軟基不同深度處理施工技術的介紹為實際的市政工程施工質量的提高提供一些幫助。