文/鄧波
軟土地基是一種極為常見的工程難題,其對城市路橋工程建設有著極大的負面影響,如果建設過程中所采用的工藝不夠合理,則路橋工程的使用壽命將會大幅度縮減。軟土地基有多種存在形式,通常涵蓋淤泥、黏土、散沙等,其內部含有大量水分,自身結構很不穩定,很容易被壓縮,承載能力很低,抗剪強度嚴重不足,對于現代路橋工程而言,這種地基條件根本無法滿足實際建設需求。因此,施工團隊需要對軟土地基進行必要的強化處理,改變軟土區域的物理性質,提高其承載力與穩定性,而處理過程必須遵循以下三點基本原則[1]。
1.1.1 自然下沉原則。工程團隊可使用重物對施工區域進行堆載預壓,進而完成實際區域強度的測試,確定其穩定性以及相關各項數據參數。
1.1.2 以設計目標為處理核心。在對軟土地基進行強化處理過程中,工程團隊需要嚴格遵循實際設計標準,依照具體工程狀況,對處理措施進行調整,找到不同軟土地基的處理規律,而不是盲目施工。
1.1.3 注重方案的經濟性。路橋工程在建設過程中,其實際投資不能過高,不能超出路橋工程自身的社會經濟價值。因此,在確保地基質量與足夠安全的前提下,方案設計人員需要針對實地狀況,采取更為經濟合理的處理手段。
軟土地基的承載能力十分有限,其強度穩定性很差。對于現代工程建設工藝而言,可以利用一些技術手段對地基穩定性進行改造,但是如果沒有落實這些強化處理措施,那么路橋建設工程的實際質量將會嚴重下滑,路橋工程穩定性不足,使用壽命縮減,最終造成更為嚴重的資源浪費。從工程管理角度分析,軟土路基對路橋工程的貢獻轉化率大小受到施工單位實際施工人員與施工工藝影響,如果施工單位未能對軟土路基給予足夠的重視,路基強化手段粗糙,甚至草草了事,那么路橋建筑將會存在巨大安全隱患。此外,在軟土路基處理過程中,施工單位需要針對工程設計需求,將軟土地基強度控制在規定范圍之內,并依照工藝要求,對軟土結構中的水分與空氣進行必要處理,進而提高其結構的穩定性與抗剪性強度。對于軟土地基而言,其實際的壓實效果與地基穩定性之間有著直接關聯;與此同時,工程團隊要同步做好路面硬化控制,如果軟土路基沒有進行有效處理,那么路面將會出現異常硬化現象,進而引發路面開裂與塌陷,很容易造成重大交通事故。
軟土地基工程條件復雜。對于公路工程而言,各種外界因素使軟土地基的處理工作面臨巨大難題。此外,城市內部空間十分有限,路橋工程建設過程很難使用到足夠規格的大型機械,施工機械設備不能滿足施工設計標準,甚至很多工程現場存在設備不足的問題,這一現狀不僅嚴重拖慢整體建設進度,還會直接影響施工工藝的落實效果。同時,受到經濟條件等因素限制,很多工程團隊并不具備足夠滿足工程需求的施工能力與建設水平,設備老化現象十分常見,而這些設備在施工中也會嚴重影響作業人員的實際控制水平,進而導致工程質量得不到科學控制,影響路橋工程社會價值的有效發揮。
軟土路基自身承載能力嚴重不足,其承受外界壓力過程中很容易出現剪切拉裂破壞現象,進而導致其強度進一步下滑;同時,軟土地基還帶有一定的流動性,外界壓力條件下,軟土將會向兩側流動,如果在路橋工程投入使用后出現這一現象,那么將會出現車道沉陷或隆起。這種因地基結構變化而引起的質量問題,將會對路橋穩定性帶來很大破壞,嚴重損害公路質量,公路路面很容易出現裂縫,其自身功能嚴重受損,甚至會導致公路無法使用,嚴重影響城市內部交通體系的科學發展[2]。
針對軟土地基所常見的高含水量問題,在實際的施工過程中,承建團隊需要對軟土地基的表層進行排水處理,削減其流動性,并提高其物理結構強度;表層排水法在實際運用過程中,也要針對工程場景的不同進行必要的調整。如果軟土地基內部含水量很高,并且其土質較好,地基填土作業過程可以在軟土表面開挖工程槽,便于其內部水分排出,在改善軟土地基強度的同時,亦可有效保護施工機械設備自身的安全性。在開挖溝槽過程中,施工作業人員需要將砂礫、碎石塊等材料填充至軟土地基內部,這一過程不僅可提高排水效果,還可以改變土壤的物理性質,并起到盲溝的效果。另外,溝槽布局層面也要結合工程現場進行,充分利用地形提高排水質量,并同步避免地表水滲透進入填土之中。工程人員在實施填土沉降控制工作中要時刻關注地基與溝槽的坡度變化,確保其排水效果,并保證溝槽分布密度的合理性。通常情況下,工程人員可適當提高溝槽分布密度,因為這樣可以避免排水中斷問題。
如果軟土地基為中等砂或粗砂,則需要利用排水法對其進行處理。施工作業過程中,工程人員可使用嵌入式鋼管靴,根據施工作業區域含水量分布變化狀況,按照合理的密度,將嵌入式鋼管靴插入土壤之中,然后依照從上到下的原則,逐層對軟土地基實施壓實作業。此外,隨著嵌入式鋼管靴在壓實過程中逐步拱起,施工人員要及時在樁洞內部填充沙子,以形成更為穩固的沙井。如果軟土地基為粘性土壤,那么可在施工區域打入木樁,利用木樁的擠壓作用,確保樁洞內部可以灌滿沙子。軟土地基含水量對于地基穩定性而言十分關鍵,在施工作業期間,工程人員需注重工藝手段與土質特點之間的契合度,可使用豎向排水法,充分利用外力與重物,將土壤內部的水分擠出,進而提高軟土內部的粘度與強度。此外,在排水法工程手段落實過程中,工程人員還需時刻關注排水管布局的合理性,注重排水過程的穩定與有效性,避免砂石物體進入排水管道內部而影響實際排水能力。
隨著現代路橋工程規模逐漸擴大,傳統工程強化手段已經不再適用工程應用需求,因此,針對軟土地基進行額外強化是當前施工工藝的重要發展方向之一。預應力管樁技術可以對軟土地基進行有效加固,進一步提高工程質量,降低軟土地基給路橋工程帶來的負面影響。預應力管樁技術在應用過程中,工程人員需要使用預應力管樁,依照工程設計人員所提供的方案,將管樁打入制定的地基位置;同時,管樁密度需要根據實際工程現場狀況進行調整,以保證位置的合理性與地基強化效果。對于方案設計者而言,其需要深入工程現場,依照各項參數數據,對管樁位置進行有效測量,并保證管樁自身與施工環境的匹配性以及管樁所起到的實際強化效果。預應力管樁打好之后,施工作業人員還要及時在樁位貼上對應的標志牌,避免其他施工作業段影響到樁位自身的質量與路基強化效果。此外,預應力管樁的材料還需在保證自身強度與質量的前提下,盡量考量其經濟適用性,避免因過度施工而造成成本抬升。
強夯法是一種最為常見的軟土地基強化手段。如果地基土質十分疏松,且土壤顆粒之間存在較大縫隙,那么工程人員就可以利用強夯法對地基進行處理。強夯處理法主要利用重物在高空自由下落條件下產生巨大沖擊力,使其可對軟土地基的土質形成強力擠壓效果,進而減少土壤顆粒之間的縫隙,排出土壤內部所含有的空氣。如果在施工作業區域反復實施強夯處理法,則土質結構穩定性與承載力將會大幅度上升,同時還可避免公路在建設過程所可能出現的框架無法固定現象,有效提高路橋工程的整體安全性與可靠性;此外,強夯處理法技術難度很低,適用場景較為廣泛,且無需大量工程投入,經濟性較為良好。但是,強夯處理法也要對夯擊密度等數據進行合理管控,施工作業現場不能存在閑雜人員;另外,夯擊過程很容易出現大量噪音,因此為了減少對周邊居民日常生活的影響,還需要配備必要的噪音隔離設施。
軟土地基差異性十分明顯,如果軟土層厚度較大,則需要利用水泥加固法對軟土層進行強化。在水泥加固法作業過程中,需要將攪拌后的水泥與砂礫混合,進而在軟土層內部形成堅固的結構體?;旌蠑嚢柽^程中,水泥與砂礫之間的比例需要進行合理控制;與此同時,攪拌過程需要注意混合物的均勻性,砂礫之間不能存在過大空隙,避免破壞結構體強度與穩定性。水泥填壓過程中,需要從兩邊開始,逐步向中間區域發展,并做好水泥養護,避免其在凝固過程中出現裂縫。
綜上所述,軟土地基對城市路橋工程建設有著極大的負面影響,如果工程團隊不能采用合理的工程手段對其進行科學控制,則路橋工程質量與社會價值都會出現大幅度下滑。因此,軟土地基處理工藝需要根據工程現場實際狀況進行選擇,充分考量工程經濟性與工程質量要求,合理推動技術創新與路橋工程質量提升,以保障車輛與行人安全,提高施工效益。