郁志國
(中交一公局西北工程有限公司,陜西 西安 710100)
根據行業在軟土地質條件下進行公路建設的實際經驗,研究將軟土地基容易產生的危害劃分為:一是,軟土地基導致的沉降危害,受到軟土地質區域面積大小、沉積厚度、種類不同等方面因素的影響,軟度地基上進行的道路工程施工會存在路面沉降的風險,其主要原因是土壤中含水量過大,力學結構復雜、面層構成多樣,在施工和修建中因地下水體流失和土壤層固結不連續而產生整個路面或部分路基的超范圍沉降威脅,影響道路與交通長遠運行和長期發展。二是,軟土地基導致的路面工程結構破壞,軟土地基表現出的不連續、含水量過高等特點造成了其結構的不穩定和力學上的不連續問題,最終在公路路基和路面上表現出斷裂、凹陷等現象,形成對整個道路工程結構上的破壞,既延誤了道路建設的時間也構成了道路病害的隱患。三是,軟土地基對道路施工造成的影響,軟土地基的存在勢必給道路施工的技術、管理帶來復雜性提升和難度提高的問題,如果存在技術運用不合理、材料配比失當、處理方式不科學則會導致后續道路施工中出現開裂、下沉等風險,極大地提升了道路工程的建設經濟與時間成本,還會延誤道路建設施工的工期。
表面處理技術主要應用于軟土土壤集中在地基層表面,這是可以通過理化手段對軟土地基進行處理以便提升地基機械強度和工程穩定性。表面層軟土土質由于經常受到外部荷載和擾動的影響一般表現出含水量略過技術標準、土壤質地較軟等特點,只需要適當進行地下水排放和表面處理就可以達到施工的標準。進行道路工程施工軟土地基表面處理環節時首先要嚴格而系統地監測軟土表面的實際含水量,以便確定挖溝方向、滲井深度等重要參數來進行地基排水。在表面軟土地基施工進入到填土環節時,要控制填土含水量和地基內部含水量兩個重要參數,必須確保地基整體處于含水量合格的技術范圍內,以確保軟土地基的連續性和整體性的方式來提升路基路面的穩定性。對于難于治理的軟土層和腐殖層應該采取全部剝離、置換土壤的方式加以治理,對于腐殖層較深、軟土層分布復雜的路段可以采取墊砂的方式提升土壤的排水能力和易工性,進而實現對軟土地基整體強度的有效保障,進而為高質量、高穩定性的道路建設施工提供技術上的支持。
當軟土地基表現出含水量過高、排水性較好的特點時可以考慮采用墊砂層的方式進行處理,通過砂層的擠壓和排水作用迅速降低地基土壤中的水分,以便路基施工后續工作的高效率、高質量進行。采取基砂墊層排水技術首先要控制砂石材料的理化性能,要盡量選擇10±2 mm大小的優質砂石作為墊砂材料,同時將含泥量控制在3%~5%的范圍內,含水率控制在20%以下,并確保砂石理化性能符合國家道路施工技術相關的標準。在墊砂的過程中應分層面順序進行,一般采取推土機以100 mm為厚度連續向前推進,對于推土設備難于企及的區域可以采取人工+振壓的方式進行;一般基砂墊層的鋪設厚度控制在200±50 mm的范圍內,要對墊砂層進行必要的沉降和壓實操作,以便使整個墊砂層形成連續的整體,進而提升地基的固結力和抗壓能力。應用基砂墊層排水技術要形成動態、連續的檢驗體系,要檢測軟土地基的荷載能力,重點控制地基內部含水量和排水性能,必要時可以通過設置排水溝、滲井等方式以確保地下水迅速排出而提升軟土土壤強度的目標。
高壓旋噴注漿處理技術主要應用于軟土層深度較大、分布不連續、粘性條件不足、有機物含量過高的區域,其主旨就是利用高壓功能漿液的方式起到對弱質土壤層的固結和強化作用,是當前軟土地基改造和加強的新型技術種類。使用高壓旋噴注漿處理技術前應該掌握軟土地基的基本信息,重點確定軟土層深度、分布狀況、粘性條件、有機質含量等重要數據,以此來確定功能水泥砂漿類型、鉆機功率、高壓泵性能、空氣壓縮機負荷等重要參數,為高效率的高壓旋噴注漿處理工作提供技術上的支持。在高壓旋噴注漿處理技術應用中要注意注漿管分布的特點和鉆進的深度,以便在設計的深度內形成20 MPa的高壓漿和高壓氣體,通過水泥和功能劑的應用迅速形成對軟土地基的有效強化。當前高壓旋噴注漿處理技術中有自主旋轉式噴漿處理技術新類型,這是通過注漿口在壓力下旋轉噴射方法將漿液連續、旋進、自動地噴射入軟土地基,這里技術不但可以大大提升地基整體的承載力,而且也能提升地基的連續性,能夠對較大巖石碎塊和高有機質含量土壤有著廣泛的適應能力。
客觀地看,道路建設施工不斷而全面地應用軟土地基處理技術將會是常見的現象,道路施工隊伍必須要掌握軟土地基處理技術體系結構和實質,針對不同的軟土地基和不良地質條件找出針對性軟土地基處理技術應用的方法和策略,進而確保公路路基穩定性與安全性,提升公路工程建設施工的效率性和連續性。