宋曉光
(甘肅交通職業技術學院, 甘肅 蘭州 730071)
我國幅員遼闊,地質情況比較復雜,在道路橋梁建筑施工的過程中,經常會遇到軟弱地基的情況,要想保證道路橋梁建筑施工的順利進行,并保證道路橋梁運行的安全性與可靠性,必須對軟弱地基進行技術處理,以增加其強度,確保道路橋梁地基的穩定性,減少因軟弱地基性質問題引發的土壤壓縮、沉降等問題,從而確保施工的質量,推動我國道路橋梁建筑施工行業的健康發展。
根據我國頒布的《建筑地基基礎設計規范》(GB5007-2011)7.1.1 的規定,軟弱地基主要是指由淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構成的地基。這些土層構成的軟弱地基,具有較多的天然含水量,因此,承載能力極低,在荷載的作用下,極易產生滑動或者是固結沉降。根據軟弱地基土層沉積環境進行區分,可以將其劃分成四種類型:河灘沉積、沼澤沉積、濱海沉積與湖泊沉積。
在我國各地,軟弱地基分布十分廣泛,這樣的地基對于道路橋梁建設工程項目施工來說,如果不注意處理,或者處理的技術不夠完善,就會導致道路橋梁建筑工程施工過程中或者是在結束后投入運行時,對道路橋梁造成不良的影響。例如:因荷載問題或是其它因素導致路基產生滑移、開裂的問題,以及路面出現不規則沉降,而橋梁的橋頭處則會出現跳車顛簸的問題,嚴重影響到道路橋梁交通運行的安全性與可靠性,從而引發交通安全事故,對乘駕人員的生命財產安全造成極大的威脅。而通過加筋、動力固結、排水板、深層密實、管樁加固、換填土以及石樁夯碎之類的技術手段,對軟弱地基進行加固處理,進一步優化軟弱地基的壓縮性、震動性和剪切性,使其符合道路橋梁建筑施工的標準,能有效提高道路橋梁交通運行的安全性和可靠性,從而為人們的出行交通提供更好的服務,并促進區域經濟的健康、穩定發展。
目前,我國在對道路橋梁建筑施工中軟弱地基進行技術處理時常用的方法一般可以分為以下幾種:
換填法也稱換填土法,是將軟弱地基持力層中的土層置換成碎石或硬質土等強度較大的填料,然后再采用相應夯實工具將置換的土層夯實。這種處理方法在施工方面十分簡單,但主要是針對淺層軟弱地基進行處理,特別是軟弱土層的厚度較薄,同時上部結構荷載不大的情況下,采用換填法十分經濟合適。目前,這種軟弱地基處理技術已經獲得了廣泛的應用,尤其是在獨立基坑、基槽及市政道路地基施工與管道基底的處理方面。但如果軟弱地基的厚度較厚時,采用換填法的費用就會過高,因此,不宜使用換填法。
強夯法通常也被稱為動力固結法,是利用機械的力量,將8 到20t 的重錘起吊到設計的高度,對準夯擊的地點后下落重錘,李永強大得沖擊力將事前鋪設在軟弱地基表面的碎石夯入到地基當中,通過反復夯擊,將碎石或應涂、粉煤灰等填充材料逐層夯入到軟弱地基當中,直到該處地基處理深度滿足道路橋梁建筑地基設計的深度,且強度也達到預先設計的要求,然后在根據上述步驟夯擊下一個處理點,如此反復進行,直到施工場地完全符合施工要求。這種處理技術施工的工藝十分簡單,而且處理過程中消耗的填充材料來源十分廣泛,且造價十分低廉,但這種處理方法對夯擊機械設備的要求較高,而且還會受到地理條件的限制,在使用時應合理選擇。
排水固結法也是一種常見的軟弱地基處理技術,該技術是由排水系統與加壓系統兩部分組成的。在實際運用中,施工人員先在地基中設置豎向排水體,然后在其上加載預壓,使軟弱土層中的孔隙水順著排水井等設施逐漸排出,從而促進軟弱地基逐漸沉降,土層逐漸固結,強度逐步增高。但這種方法一般只適用在飽和的軟黏土、吹填土、松散粉土、新近沉積土、有機質土及泥炭土等軟弱地基的處理中。近年來,隨著科學技術的發展,人們逐漸采用塑料排水板進行排水加固,而且排水板打設的深度越來越深,加固的效果越來越好,且成本造價較為低廉,施工手法十分簡單,越來越受到施工單位的喜愛。
在軟弱地基處理技術中,樁技術也是一種常用的處理手段。在實際運用中,樁技術分為砂石樁和鋼筋混凝土管樁兩種。其中砂石樁是采用水沖、振動或沖擊的方法,在軟弱地基中取孔,然后將砂與碎石擠壓到軟弱地基當中,形成大直徑的密實的樁體,與土層儀器構成一種復合型持力土層,有效增強軟弱地基的強度與承載力,避免施工過程中出現華東或變形的情況;而鋼筋混凝土管樁技術則是采用現場澆注的方式,依靠樁筒內部與土體之間的有效結合,有效提高軟弱土層整體的強度與承載力。這種方法在實際運用中施工速度較快,效率較高,而且質量極高,具有較強的經濟性,還具有極強的環保性,得到了廣泛的運用。
漿液灌注法通常也被稱為漿液注漿灌注加固法,是目前我國在道路橋梁建筑施工中常用的一種弱軟地基處理的方法,這種處理工藝相對而言十分簡單,操作簡易且十分靈活,可根據軟弱地基的土質情況靈活選擇加固處理的深度。而且,在實際施工的過程中,所占用的空間位置較小,不會影響到其它部位的施工。同時,這種施工處理手段施工的工期較短,具有較高的經濟效益。因為這種加固方法是原位加固法,在實際施工中,根據現場土質情況,科學設計漿液成分比例,現場拌制好以后將其注入到專門的壓力裝置當中,對其施加壓力后就可以通過注漿管將其灌注到弱軟地基的孔隙當中,灌注完畢后,灌入的漿液會在軟土中凝固或膠結,這樣就會有效減少軟土顆粒之間的間隙,從而極大提高軟弱地基密實的程度,提高其強度和承載力,減少沉降現象的發生。目前,在軟弱地基處理中使用的漿液主要由兩大類組成,分別是水泥漿液與化學漿液。在實際運用中,如果選用水泥漿液應選用標號大于40 的普通硅酸鹽水泥,且只能用于縫隙較大的雜填土加固中;而化學漿液則需根據現場試驗的結果科學選擇化學試劑。
綜上所述,當前我國在道路橋梁建筑工程施工中經常會遇到軟土地基的情況,如果不采用有效的處理技術,就會影響到施工的質量。文章就簡單分析了幾種常見的軟弱地基處理技術,在實際運用中,施工單位可以根據軟弱土層的組成成分、地質成因、分布范圍、涂層厚度、持力層位置、均勻性及地基土的物理化學性質,巧妙選擇合適的施工處理技術,最大限度增強軟弱地基個各種性能,使其符合道路橋梁建筑施工的要求,從而提高道路橋梁建筑施工的質量。