市政路橋工程施工中軟土地基處理技術研究

陳戰省 (廣州市第三市政工程有限公司 廣東 廣州 510000)

引言

軟土地基是路橋工程施工經常會遇到的特殊路段,需要采取科學的處理技術,來保證工程施工質量。隨著我國社會經濟的高速發展和科學技術的進步,交通事業乘風破浪電掣風馳。路橋工程建設是緩解地區交通的主要方式,因路橋工程建設規模的劇增,地質復雜地段陸續出現,而軟土路基是路橋工程施工現場較為常見的特殊地質條件,施工過程中應切實加強對軟土地基的加固處理,消除或減小因軟弱地基造成的不利影響。從我國地質構造來說,“軟土層”也一直是現代地質專家考察的主要對象,提出了針對不同建設情況對軟土地基的處理方法和技術。

一、市政路橋工程軟土地基的主要特點

所謂軟土地基,是指根據建設部軟土地址勘察規范的相關標準,符合空隙比值不超過1.01,天然水含量不超過液限,以灰色為主細小顆粒的土質均為軟土。從軟土地基的概念不難看出其具有以下特點。

(一)較弱的抗剪強度,且這種抗剪強度與排水固結條件和加荷速度之間存在著緊密聯系,在一般排水情況下,這種軟土地基的抗剪強度與固結程度成正比:固結程度增加,則軟土地基的抗剪強度增大;固結程度降低,則軟土地基的抗剪強度也降低。

(二)較高壓縮性。軟土的壓縮性隨著其天然水量、液限增大而不斷增大,這也是軟土地基在承受較大載荷后發生變形的原因所在。

(三)較差的滲透性。由于軟土地基具有較多的空隙和較高的含水量,使得它的天然空隙比通常介于1～2之間,一般不會大于4。它的含水量則高達45%～75%,這就決定了軟土地基較低的抗剪強度和較差的壓縮性。

(四)較低的穩定性。惡劣氣候條件下軟土地基會發生自然沉降。工程投入使用后也會因車輛載荷的碾壓而發生不均勻沉降。

二、市政路橋工程軟土地基處理原則

(一)充分考慮施工現場實際情況

在市政路橋工程施工作業中,由于整體的工程建設規模相對較大,容易會對周邊居民的日常生活帶來影響。施工時,所產生的震動相對較大,容易產生噪聲問題。若無法加大對施工階段的控制力度,還會出現地下水環境污染等問題。因此,要對上述問題綜合考慮,結合市政路橋工程施工規劃,對軟土地基處理施工效果提出嚴格要求。不同的地基所采用的處理方式具有差異性,需要結合現場實際情況,采取因地制宜的施工方式,提高軟土地基處理項目的施工效率。為了施工過程中減少對周邊建筑物和居民帶來的不良影響,要采取降塵措施。

(二)嚴格執行市政路橋設計方案

市政路橋工程項目與其他類型的工程建設作業有著本質上的不同,在操作過程中,對各項施工作業的專業性提出了較高要求,要保證路面的平整程度,形成穩定、安全的路橋工程項目。為此,施工人員需要嚴格按照市政路橋工程的設計要求,促進各項施工作業順利實施。對于等級相對較高的道路,在施工過程中要采用強力處理措施,使軟土地基的沉降量有所降低。另外,還要保障施工總體設計能夠滿足規范要求,為軟土地基處理施工提供參考依據,并保障技術應用的靈活性,確保設計方案內容能夠全面落實。對等級相對較低的公路,要合理使用加載性技術,在處理作業前期準備階段,要采取降塵措施,營造干凈、整潔的施工環境,促進后續施工作業順利開展。

三、市政路橋工程施工前期的準備工作

施工準備工作的基本任務是為橋梁工程的施工建立必要的技術和物質條件,統籌安排施工力量和施工現場,是施工企業搞好目標管理,推行加固技術的重要依據,同時也是施工得以順利進行的根本保證。認真做好施工準備工作,對于發揮企業優勢、合理供應資源、加快施工進度、保證工程質量和施工安全、降低工程成本、增加企業經濟效益,為企業贏得社會效益、實現企業管理現代化等具有重要意義。

根據施工階段的不同,可將施工準備工作分為兩類:工程項目開工前的施工準備,這是在工程正式開工前所進行的一切施工準備工作,其目的是為工程正式開工創造必要的施工條件。二是各施工階段前的施工準備,這是在工程項目開工之后,每個施工階段正式開工之前所進行的一切施工準備工作,其目的是為施工階段正式開工創造必要的施工條件。

施工準備工作既要有階段性,又要有連貫性,必須有計劃、有步驟、分期分階段地進行,要貫穿于工程項目施工的整個過程。

施工準備工作主要包括:技術準備、勞動組織準備、物質準備和施工現場準備等。

(一)技術準備是施工準備的核心。由于技術準備上的差錯和隱患將造成生命、財產和經濟的巨大損失,因此必須認真做好技術準備工作。技術準備的具體內容如下:熟悉設計文件、研究核對設計圖紙。全面領會設計意圖,透徹了解橋梁的設計標準、結構和構造細節;檢查核對設計圖紙與其各組成部分之間有無矛盾或錯誤;在幾何尺寸、坐標、高程、說明等方面是否一致,技術要求是否正確等等,發現問題及時與設計單位和監理工程師協商解決,保障路橋工程建設的科學性與嚴謹性,使其能夠符合工程的規范標準。進一步調查分析原始資料。施工前應對施工現場進行實地勘察,已盡可能多地獲得有關原始數據的第一手資料,這對于正確選擇施工方案、制定技術措施、合理安排施工順序和施工進度計劃以及編制切合實際的施工組織設計都是非常必要的。主要調查項目如下:一是自然條件的調查分析,包括地質、水文、氣象、施工現場的地形地物、橋梁工程所在地區的國家水準基點和絕對標高等情況。二是技術經濟條件的調查分析,主要有:施工現場的動遷、當地可利用的地方材料、砂石料場、水泥生產廠家及產品質量、地方能源和交通運輸、地方勞動力和技術水平、當地生活物資供應、可提供的施工用水用電條件、設備租賃、當地消防治安、分包單位的力量和技術水平等狀況。三是施工前的設計技術交底,通常由建設單位主持,設計、監理、施工單位參加,對設計圖紙的疑問、建議或變更在形成統一認識的基礎上,做好記錄,形成設計技術交底紀要,由建設單位正式行文,參加單位共同會簽蓋章,作為施工合同的一個補充文本,與設計文件同時使用,是指導施工的依據,也是建設單位與施工單位進行工程結算的依據之一。四是確定施工方案,進行施工設計。五是編制施工組織設計和施工預算。

(二)勞動組織準備的主要內容有:設置監理施工組織結構;合理設置施工班組;施工力量的集結進場和培訓;向施工班組和操作工人進行開工前的交底;建立健全各項管理制度。

(三)物質準備工作的內容主要包括:工程材料的準備,構件和制品的加工準備,施工機具設備的準備,以及各種工具和備件的準備。物質準備工作的程序一般為:根據施工預算、分部分項工程的施工方法和施工進度安排制定需要量的計劃;與有關單位簽訂供貨合同;擬定運輸計劃和運輸方案;按施工平面圖的要求,組織物質按計劃時間進場,在指定地點、按規定方式進行儲存或堆放,以便隨時提供給工程使用。

圖 軟土處理技術示意圖

(四)施工現場準備的具體內容有:做好施工測量控制網的復測和加密工作;做好施工現場的補充鉆探;搞好三通一平,是指路通、水通、電通和平整場地;建造臨時設施;安裝調試施工機具;原材料的試驗和儲存堆放;做好冬雨季施工安排。

四、市政路橋工程軟土地基處理技術

(一)外部處理技術

沙礫墊層施工技術屬于外部處理技術體系中的關鍵組成部分,在軟土地基含水量相對較高的情況下,若土質處于稀薄狀態,則能夠為沙礫墊層施工技術的應用提供良好的施工條件。在使用機械化處理方式時,應對施工人員提出明確要求,使其能夠在衡量機械設備重量的情況下,對碾壓強度予以確定,并綜合考慮地基等方面的因素。對于常規類型的混凝土施工作業,要在鋪設沙礫墊層時,將沙礫墊層厚度保持在1m 左右,應保障實際操作步驟的規范性,發揮墊層的排水作用,確保軟土能夠順利固結。

在使用地面排水施工技術時,應保證技術操作的合理性,采取有效措施,實現對路面積水等問題的全面規避,確保地基含水率降低。在使用表層排水施工技術過程中,能夠為外部處理作業提供支持,在土壤質量較為優良的情況下,若軟土地基的含水量相對較高,則能夠發揮出表層排水施工技術的優勢和效用。

在摻入添加劑的過程中,可以對軟土地基的表層區域進行檢測,若表層屬于粘土性質時,能夠為添加劑的使用提供支持。在通常情況下,可以使用石灰、水泥等材料,使其能夠發揮出輔助性作用,并配合添加劑共同使用,將其應用于混凝土施工作業中,采取合理的攪拌措施,加大對震動環節的控制力度,使材料能夠全面滲透于粘性土質中,不僅可以強化軟土地基的整體強度,還能夠提高軟土地基的抗壓能力。

在開展表層鋪設作業時,要結合表面區域的實際情況,對其他材料的鋪設提供支持。若軟土地基當中的空隙相對較多,則無法保障土層分布的均勻性,阻礙路橋施工作業的開展,容易影響路面的整體鋪設質量,甚至會產生移位等問題。為此,需要改善路橋表面條件,使用化纖無紡布等設施,確保此類材料具備優良的拉力條件,將其鋪設于路橋的表面,減少路面不平等現象的出現,確保軟土地基表面區域的均勻性,借助化纖無紡布的夯實作用,強化路橋工程項目荷載能力。

(二)加固處理技術

粉噴樁技術屬于加固處理工藝中的重要組成部分,在市政路橋施工作業中較為常見,將其應用于處理軟土地基,能夠保障施工環節的穩定性。對于穩定性能相對較差的軟土地基施工區域,應合理應用粉噴樁施工技術,充分借助固化劑所形成的壓力,將其轉移到地基區域中。此時,軟土地基的內部區域呈現出了固結狀態,在固化劑的調節作用下,產生了軟土化學反應。在市政路橋施工作業中,要涉及水泥等基本材料,在施工作業前期的準備環節,應派專業施工人員,使其能夠對當地的地質環境條件進行全面勘察,保障勘察和檢查作業的細致性,結合地質數據的相關內容,保障記錄結果的準確性與完整性,將其作為粉噴樁位圖設計作業的基本參考依據。在實際的施工過程中,為了保證工程項目的流動性,還需要添加石膏或者硫酸鈉等輔助性材料,優化固化作業的整體效果,形成高效的施工模式。

在使用壓實加載處理技術時,對軟土地基的使用提出了較高的要求,需要確保軟土地基能夠具備一定程度的承載能力,采用人為壓實的方式,實現對地基區域的有效處理。在使用壓式加載處理技術的過程中,能夠加大對周圍組織的管控力度,保障土質使用的規范性,避免對整體性的市政路橋工程項目施工作業造成不良影響。

通過對化學手段加固處理技術的操作方式予以細致劃分,可以看出主要包括電化學加固和固化加固等兩種形式。為了發揮出化學手段加固處理技術的實際效用,需要結合市政路橋工程項目的實際情況,明確掌握施工作業的總體要求,經過全面分析,篩選出更加優良的化學手段加工處理方法。以電化學加工手段為例,能夠結合軟土地基的施工問題予以妥善處理,從而優化市政路橋工程項目的施工效果。

在使用排水技術的過程中,要結合軟土地基內部的排水處理作業,并對其予以高度重視。由于軟土地基的內部含水量相對較高,在開展排水作業時,確保壓力排水能夠與沙墊層等施工作業同步進行,確保市政路橋工程軟土地基中的水分能夠被全面排出,形成穩定的路橋工程項目,保障施工作業的可靠性。

(三)土壤置換技術

在市政路橋工程施工作業中,涉及軟土地基等施工區域,若出現較為明顯的塌陷、變形、或者為錯位等現象,則會對市政路橋工程項目的整體質量造成不良影響。采取換填法處理軟土地基已成為常態。換填法,是指將地基中原有軟土用一些性能較強土質進行替換的一種施工技術。采取這種方式,相關施工技術人員應該注意以下幾方面內容:一是優選換填土。換填法的基本原理是圍繞著換土進行的,而想要實現對軟土地基的有效處理,就必須要選擇那些穩定性好、可壓縮性小、承載力大以及強度高的換填材料。二是碾壓工序做到位。在施工過程中,對地基中的軟土進行換填時,要分層對其進行碾壓,最大限度地保證地基的密實度,減少發生沉降等問題的概率。三是使用換填法主要針對的是那些軟土層較淺的軟土地基。當市政路橋工程項目屬于大型工程類型時,在使用土壤置換技術的過程中,則會加大對資金的整體投入,要結合實際情況慎重考慮,若無法滿足經濟性等方面的要求時,則不建議使用土壤置換技術。

結束語

市政路橋工程是城市的重要部分,是影響人們出行安全的重要因素。為了提高市政路橋的功能性和可靠性的,要對市政路橋施工中的軟弱地基進行分析,結合區域地質條件制定有效的軟弱地基處理措施,從而使得市政路橋的軟弱地基可以得到有效控制,規避軟弱地基沉降、承載力不足等情況,使得軟弱地基可以滿足市政路橋的實際需求,規避安全隱患,發揮市政路橋的功能,提高人們的生活質量,實現市政路橋工程項目的經濟效益與社會價值。