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相比于普通公路和其他高速公路,市政道路的建設工作不僅存在復雜性,而且其工程處理難度較高。一旦市政道路施工環節出現了軟基問題,那么施工人員就必須妥善處理,以最大限度地保證市政工程不會因出現沉降問題而引發安全事故,更不會出現使用壽命縮減和阻礙工程長遠發展的問題。
寧德市九龍路道路工程依照城市道路等級中的城市次干路標準設計,該項目位于寧德市東僑開發區東蘭組團片區。此次施工道路全長379.57m,按照城市支路標準建設,設計速度:20km/h,雙向兩車道,道路紅線寬16m。本次工程以15cm 的級配碎石層、20cm 的5%水泥穩定碎石層和1cm 的單層瀝青作為基礎,采用抗彎拉強度≥4.5MPa,厚度為22cm的混凝土層作為路面。
路基是城市道路的主骨架,路基及其邊坡的穩定是保證道路使用質量的關鍵。本工程沿途經過民房、池塘、耕地、溪流等復雜地段,路基處理尤為特殊,工程在設計施工中既有普通路基軟土處理,又有特殊路基軟土處理。
普通路基軟基處理(分層填土+換填處理)。該工程路基的填筑材料因地制宜,就近取土,路基填筑前做好平整場地工作,先挖除地表雜填土、腐植土、植被等;路基填筑分層均勻碾壓,分層壓實厚度不大于30cm,路基壓實采用重型壓實標準。另在工程的K0+008-K0+217 段池塘存在換填變更,原設計塘底淤泥換填砂50cm 因現場施工發現淤泥較厚,參建各方依據現場勘查情況經洽商變更為1.5m,該方案為降低工程路基沉降,引發施工質量事故打下了堅實基礎。
特殊路基軟基處理(排水板+等載預壓處理)。該處理方案目的在于減小路基總沉降量,控制工后沉降,保證路基穩定。道路全段采用塑料排水板聯合堆載預壓技術進行排水固結的軟基處理方法,填筑及預壓時間不少于8 個月,處理后地面承載力和沉降變形達到設計要求。
市政道路軟基是一種軟弱土層,這種土層普遍表現出強度低、有機物質豐富地下淤泥較多等特點。我國各區域的地域風貌不同,而地質條件的差異導致道路軟基的處理方法也不盡相同。大部分情況下,道路軟基都是因為土層含水量過大而產生的,所以在實踐環節需要著力提升土層的強度,使其具備低壓縮性、高透水性、高承載力和高抗剪力強度的優勢,從而保證軟土地基的穩定性。
市政道路軟基的危害性極大,一旦軟基問題嚴重或未得到工作人員的重視,就極容易引發路基沉降問題。而在不同的時間,路基沉降所帶來的不良影響也存在明顯差異,但是大部分情況下路基沉降都會導致施工人員的人身安全受到威脅,而且路基沉降帶來的延誤工期、資源浪費和人力成本增加等問題也會讓施工單位承受巨大的經濟損失,還會使其企業形象和市場口碑大打折扣[1]。不僅如此,如果道路軟基問題沒有在施工階段被發現,那么在道路投入使用后就很容易出現路面塌陷的問題,會引發交通安全事故進而造成極為惡劣的不良影響,還會增加市政道路的養護成本,甚至為相關單位帶來資金壓力和輿論壓力。
目前,在開展市政道路軟基處理工作時,相關工作人員會先通過詳細勘察和分析軟土層的方式,來明確道路軟基的性質,進而依據其特點和需求開展針對性作業。雖然現階段的作業過程中存在加固處理技術落后、勘查技術手段簡單、參數精確度不高等問題,但是工作人員仍然總結出了不少適用于市政道路軟基處理的方法。
利用重物或重錘在市政道路軟基上開展高強度振動的作業方法被稱為強夯法,這種方法的作業工具質量極大,其重量可達10 噸以上,能依托于強大的沖擊力有效開展土層夯實工作,讓軟土地基變得更為密實,降低其壓縮性使其強度達到道路應用標準。強夯法在非飽和土質和粗顆粒土質區域應用較廣,使用效果極佳;但是,若在泥質土中應用此法則幾乎毫無成效。此外,強夯法施工便捷,設備操作也及其簡單,在實踐環節還能根據施工區域的土質結構和滲透能力進行靈活施工。
市政道路軟基處理的換填法適用于地基土層厚、施工周期短的情況,能在挖土和填土的過程中有效解決道路的軟基問題,增強道路穩固性。在實踐作業環節,需要施工人員挖除軟土底基層,再以標準化涂料填充坑洞,實現軟基“換代”。此環節作業由機械完成,而且在挖土后還會開展碾壓工作,使得土質的承載能力下降進而降低沉降概率。
通常來說,最適合應用換填法的土質是淤泥、膨脹土、濕陷性黃土,而常見的換填方法則包括換填土、換填砂、拋石和爆破擠淤等。相關工作人員必須依照工程實況和具體需求作業,選擇合適的填料并保障使用規范。比如,市政道路的軟土層厚度并未超過2m,那么施工人員可采用半換填的方式作業;而當土層厚度達到3m 或超過3m 時,就行必須選擇全換填方式作業,這樣才可以真正地實現軟土層加固處理。而且,在作業過程中,相關工作人員應該基于就近原則尋找換填原料,并以提高軟土層承載能力和滲透能力為根本目的作業,依靠換填符合工程實際需求的土料,最大限度地降低路面沉降和塌陷問題的發生幾率。
深層攪拌樁處理法的應用基于水泥,在此環節水泥將成為處理市政道路軟土地基的固化劑,在使用環節需要通過深層攪拌器械來完成固化劑和市政道路軟基土之間的充分攪拌,使其承載能力和強度都有所提升[3]。對于市政道路軟土基層而言,水泥、軟土與攪拌樁主體之間的融合與凝結,可以讓路基的穩固性得到大幅提升,使其具備穩定性、抗壓性,為后續施工工作的開展而奠定基礎。
通常來說,深層攪拌樁處理法比較適用于特殊土質,比如淤泥、粉土、砂土或淤泥質土等,在施工環節可通過干法施工和濕法施工兩種方式打造強度更大且抗沉降能力更強的復合型地基。深層攪拌樁處理法的濕法施工采用漿液與地基土共同攪拌,而干法施工則是推進粉末和地基土共同攪拌,在攪拌效果和施工成效上各有千秋。不過,工作人員需要牢記,當市政道路基層土壤的天然含水量大于70%不宜選用干法施工。
市政道路的軟基問題會導致路基沉降,進而嚴重威脅施工人員的生命安全,并且會讓施工單位蒙受巨大的經濟損失。所以,為了能有效地處理市政道路軟基問題,相關工作人員應該合理選用強夯法、換填法、加載預壓排水固結法和深層攪拌樁處理法作業。