閆波
(山東宇通路橋集團有限公司,山東 東營257300)
我國國土面積廣闊,各地的水文、地質條件復雜多變,路橋工程建設過程中不可避免地會遭遇軟土地質問題。軟土具有壓縮性高、強度低的特征,會對路橋工程承載力產生不利影響,嚴重時會造成路橋工程出現沉陷、失穩等危險。在對路橋工程進行規劃設計期間,必須采取針對性的技術措施解決軟土路基問題,確保路基滿足道路運輸標準及使用要求。
1)軟土路基主要是指含水率高、土層空隙率高的路基,路基土層親水性較強、透水性較差、土粒連接穩定性較差,土層整體壓縮性較大。軟土路基若承受較大重力負載會出現強度降低、基礎變形的情況。因此,需要結合軟土路基的地理位置、分布狀況來確定危害性,但其危害性又是不可預見的,必須采取有效的施工技術措施對軟土路基進行處理,避免路橋工程出現嚴重的質量問題。
2)軟土路基特性會影響路橋基礎施工技術成效,在具體施工過程中,軟土孔隙、含水率、塑性等參數都會存在差異,影響最終施工技術的應用效果。因此,各施工單位必須確保施工技術設計的科學性、合理性,同時做好路橋工程現場勘察工作,確定軟土區域相關參數,確保選擇最為適宜的軟土路基施工技術類型,充分改善軟土路基孔隙率、含水率、塑性等參數,更好地滿足路橋工程建設承載能力及穩定性等要求【1】。
3)軟土路基的危害性需要通過地理位置、分布狀況來確定。當其承受較大重力載荷時,容易出現迅速變形的情況,若在設計前未能深入勘察、施工中未能重點關注,就會引發各種類型的問題,影響工程建設質量及人員、設備的安全。
基礎換填施工技術主要是進行開挖換填,使用高質量、高標準的復合型材料將軟土基層進行置換,達到改善基礎含水率,縮小沉降量的目標。基礎換填施工技術應用過程中,需要考慮回填土的性能、施工區域水文地質條件、環境條件等要素的影響狀況,具體施工過程中要關注回填土的攤鋪、壓實情況,結合現場實際施工要求合理控制回填土的攤鋪厚度。
采用深層密實施工技術處理軟土路基,其實質就是利用爆破、震動、擠壓、夯實等方法對軟土路基進行處理,最終達到加固軟土地基土層,提升路基承載能力的目標。深層密實施工技術應用過程中對現場施工的技術、裝備、工藝等存在一定標準,因此,在該技術應用前,要做好相應的技術分析,合理控制有關技術參數、裝備選型、工藝標準等,確保軟土路基處理成效最終滿足路橋工程建設要求。
噴射注漿施工技術在路橋工程軟土路基處理施工中的應用也是較為廣泛的。通過專用鉆機在前期勘察過程中確定的位置鉆孔,然后將高壓噴射注漿管插入指定深度,然后開始進行噴射注漿,對軟土路基土層進行沖切,待注入的漿液凝固后,軟土路基即處理完成。在具體施工過程中要注意,為確保注入的漿液能夠形成圓柱形式,需要在高壓噴射過程中以螺旋形式勻速提升注漿管。
軟土路基的表層較為柔軟,可以對其進行處理來提升表層穩定性。具體有排水、材料敷墊、增添材料等方式來提升軟土路基表層穩定性及強度,減少軟土路基的形變情況。軟土路基表層處理施工技術主要有以下4 種類型。
3.4.1 表層排水
軟土路基含水率高是眾所周知的,在對其進行處理的過程中確保排水效果非常重要。進行填筑施工前,在路基表層設置溝槽,引導地表水有序排除,降低路基表層含水率,提升設備、設施、車輛的通行效率。在進行路基回填施工時,要選擇高透水性的碎石、砂礫等材料。
3.4.2 材料敷墊
可以使用玻璃纖維格柵、土工布、化纖無紡布等材料對軟土路基進行敷墊。具體操作過程中需要針對地基土層不均、可能出現局部不均勻沉降、局部側向位移的區域進行處理。所使用的敷墊材料具有滿足要求的抗剪性、抗拉性,能夠提升設備、設施、車輛的通行能力,減少路基局部沉降和側向位移情況,并能夠均勻承載回填土層載荷。
3.4.3 砂礫墊層
若軟土路基含水率較高,可以在上部敷墊砂礫墊層,達到固結軟土的目標。砂礫墊層排水效果顯著,能夠有效降低填土層內部水位,為設備、設施、車輛通行提供良好條件。在采用砂礫墊層處理技術的過程中需要注意先放樣板,確保砂礫墊層攤鋪均勻、一致,當設備、設施、車輛等通過軟土路基時,要檢查土層強度、穩定性等是否滿足要求。要結合現場實際情況合理控制砂礫墊層厚度,對于軟度較高的軟土路基,不建議使用砂礫墊層技術進行處理,因為所需的砂礫材料量大,處理成本高,可以考慮表層排水與材料敷墊的方式相互結合來處理軟土路基。
3.4.4 添加劑
當軟土路基表層為黏性土層時,可以將添加劑摻入其中,達到改善軟土路基強度、壓縮性的目標。一般情況下,水泥、石灰石是較為常用的添加劑。采用添加劑處理軟土路基時,需要結合實際情況進行處理,多采用豎向排水法、粉噴樁加固法2種方式。豎向排水法又分為紙板排水、砂井排水,其中,砂井排水應用較為廣泛,但一般不獨立使用,多與緩速填土法、加載法同步使用,能夠有效處理均質、層厚大的黏土路基。粉噴樁加固法主要利用石灰、水泥等材料,經深層攪拌,將軟土路基處理成加固土樁,滿足路橋工程建設要求。在應用過程中必須根據設計要求控制配比,經試樁合格后才能正式開展施工。
類似于路堤的情況,對于橋涵通道來說,同樣需要進行填筑施工,為開鑿工作奠定基礎。路橋工程建設期間,可以在橋臺后背使用滲水性較好的砂礫材料進行填筑,最好的情況是在橋臺前后進行填土。為提升軟土固結效率,施工過程中可以使用人工構筑物進行超載預壓,減小橋涵部分通車后出現的沉降量。
若既定的橋涵通道部分的路堤較高、沉降量較大、底部軟土厚度較大、基礎處理成本較高、處理效果無法保證,則可以使用橋梁進行跨越。若現場施工周期較短、成本管控較緊,可以使用整體式鋼筋混凝土箱結構,并將橋涵部分的基礎擴大。若現場施工周期較短、資金較為充足,可以選擇真空預壓技術進行處理,確保軟土路堤能夠迅速沉降,有效改善路橋軟土路基承載能力。但是,在冬季北方區域進行施工時,要慎重選擇此項技術。
路橋工程施工過程中,輕質路堤多使用粉煤灰。這種路堤一般分為粉煤灰互層、土砂粉煤灰混合和單一土層3 種類型。路橋工程建設期間采用輕質路堤主要是為了減輕路堤重量,縮小路橋整體沉降量,提升其抗剪能力,達到節約成本和土地的目標。
路橋工程建設期間必須關注軟土路基的處理問題。結合工程現場實際情況,針對出現的問題進行處理,認真分析、總結,掌握軟土路基的主要特征及危害,結合軟土路基施工技術措施,改善軟土路基特性,提升路橋工程路基穩定性,進而為我國路橋工程建設做出應有的貢獻。