陳更生
(泉州市協勝工程建設有限公司)
軟土,就是近代沉積的軟弱土地,其具有含水量高、壓縮性高、強度低及抗剪強度低等特點[1]。通過工程實踐調查可知,泉州市政道路較常見的軟土主要有淤泥及軟粘性土質。在市政道路建設過程中,若對軟基處理不當,會發(fā)生道路沉降、路基移位或塌陷、破壞與道路配套建設的排(污)水管道等現象。泉州市位于福建省沿海地區(qū),且晉江河流域較廣,從西北向東南流經安溪縣、南安市、晉江市及鯉城區(qū)和豐澤區(qū),注入泉州灣。因此,泉州軟弱基礎地質分布較廣,當地市政道路工程建設應把軟基處理納入重點技術環(huán)節(jié)。本文根據福建省泉州市市政道路軟基處理工程實踐情況,分析其工程技術特點及存在的主要問題,并提出相關解決措施。
近年來,泉州市經濟發(fā)展迅速,市政道路建設進一步拓展、延伸。市政道路軟基處理工程主要特點是:①市政道路通常對地基承載力要求不是太高、荷載量不大,但在軟基路段有特殊承載力加固技術要求,對地質勘探、地基摸查及勘測資料收集工作要求高;②道路兩旁及地下配套建設的排水、排污、電纜線等管線多,且對道路沉降要求高,特別是排污管、雨水管線對道路沉降的要求甚為嚴格;③工程質量問題出現較滯后,即:市政道路建成通車后,運營一段時間,方出現道路下沉、路面破裂、管線破裂或漏水等工程質量問題,部分道路工程質量問題甚至在若干年后才顯現;④修復工程難度大、成本高、并影響市政交通。軟基路段出現較輕微工程質量問題,主要是路面破裂或輕微下沉、移位,通過修補路面或加固處理可得以解決,但若出現較大程度沉降,甚至擠壓管線、管道破損,則要進行大面積修復,甚至重新施工,加大了工程難度及經濟損失,也給當地公共交通帶來阻礙。
市政道路工程前期,盡早用堆載預壓且不作深層處理的方法,達到自然沉降、地基穩(wěn)定的效果。盡早處理具有經濟實用、簡單易行等優(yōu)點,特別是注意的是在道路整體工期中,應優(yōu)先考慮軟基的自然沉降及達到穩(wěn)定的時間長,并盡早處理軟弱地基。在道路整體工期較緊時,則不考慮上述方法,而是采用其他優(yōu)選方法篩選。
①選擇持力層材料時,應優(yōu)先選用密實度、均勻性較好、性能穩(wěn)定的原料型土石方、建筑垃圾及工業(yè)廢料等,但對于含水份較大、含有機質較多的工業(yè)垃圾和生活垃圾,特別是生活垃圾會出現降解和腐化現象,不宜作為持力層使用;②遇有局部暗溝、隱塘等,考慮采用換土、樁基、基礎擴大等工程措施進行處理。
因地制宜,選用具體的軟地基處理方法時,應著重考慮道路工程沿線的水文地質條件、工程地質條件、周圍環(huán)境要求、施工條件。同時,進行必要的勘察,認真做好調查報告工作,并制定科學的備選施工方案,從中選擇適宜的施工方案。
地基處理設計方案不能僅停留在理論和圖紙上,在道路主體工程動工建設前,根據軟基構筑物基礎設計等級,選擇若干個有代表性的軟基段進行現場試驗?,F場試驗中進行技術測試,其數據不僅用于驗證設計方案有關參數是否具有技術可行性,還可作為今后正式施工質量檢驗的參考依據。
市政道路軟基下沉是其工程質量的核心問題。一方面影響道路路面通行,更具有隱性危害的是破壞地下管線。而修復管理只能通過開挖路面進行,造成人力及經濟上的極大浪費。因此,應嚴格按市政道路建成后管線地基沉降≤10cm的標準設計、施工,對地基承載力特征值進行修正時,基礎寬度的地基承載力修正系數取0,基礎埋深的地基承載力修正系數則取1.0,在道路建成通車后重點跟蹤監(jiān)測,一旦沉降達到臨界控制值,應采取保護和修復措施。
本次以筆者工作實踐中的泉州市某市政道路箱涵為例。
工程概要。箱涵處原為明渠,地下土質多半為淤泥土,厚度5.6m,位于某市政道路31+03處,為過渡路面,道路完工后,為通暢道路兩旁水流,需要在此處設計并建設一處箱涵。該箱涵涵底標高3.95m,道路路面標高為10.3m,道路中心線與箱涵中心線夾角75.4°,箱涵凈空3800×2400,總長55m,并采用八字口作為進出水口。
地基處理措施選擇與分析。經調查,目前泉州市政道路軟基基礎處理措施及方法主要有:①換填墊層法。主要作用是加速軟土層的排水固結,提高地基承載力,減少沉降量,適用于淺層軟基或不均勻地基。②強夯法。這是較為常見一種方法,主要適用于砂土、飽和度較低的粉土或粘土等地基,是借助起重機進行強烈的地基夯實,對軟弱地基產生較大沖擊力,目的是加大地基的密實度,優(yōu)點是主要運用機械化操作、技術含量較低、適用面廣。③采用堅井排水技術。通過堅井排水裝置,將軟土層中的水份排出,減少淤泥含水量,達到地基固結、硬度和強度提高的工程目的。④復合地基處理措施。主要采用水泥土攪拌樁、碎石樁及粉噴樁,但存在造價成本高等缺陷。⑤拋石擠淤加換土墊層法。其主要優(yōu)點是振動小、施工簡單、不受場地限制、較經濟、原料來源廣、墊層質量較易控制,且對周邊環(huán)境影響小。
根據本工程地基淤泥厚度較大、施工場地條件受限、施工機械通達場地困難、工期較緊等實際情況,并考慮泉州地區(qū)雜原料豐富、運輸方便、價格便宜等優(yōu)勢,綜合考慮后采用拋石擠淤加換土墊層法處理軟地基。同時,對其他方法也經過排選分析:預壓法較繁瑣、處理時間跨度長,無法滿足工程工期的時間要求;天然基礎無法滿足道路工程質量要求;振沖碎石樁,重型機械進場困難,且上部土方擠密效果不好。因此,經分析后選用拋石擠淤加換土墊層法。
拋石擠淤及砂石上鋪環(huán)節(jié):施工范圍是在基礎底部標高以下2.5~3.5m深度進行,外運來的雜石拋入淤泥較弱層后,通過擠占淤泥,水份溢出,并經自然風干且淤泥穩(wěn)定固結后,在上層鋪設碎石及砂,填入砂石厚度1.2m,該墊層中砂石比例合理控制在3:7左右,在施工時,混合均勻攪拌后分層填入,其中:砂選用河砂,碎石大小為0.1~0.3cm。
施工中特別注意的二個技術處理問題:①防雨水保邊坡穩(wěn)定。泉州市位于溫帶季風氣候,夏季雨熱同期,因此,在工程建設過程中,遇下雨天氣將給工程建設帶來安全和質量隱患。為保證施工區(qū)域邊坡穩(wěn)定,在正式施工前期,開挖明溝引流地面徑流雨水、建集水池收集雨水,充分做好軟基路段施工場地的排水措施,防止雨水沖涮施工區(qū)域土砂石,從而造成邊坡塌陷。同時,集水池雨水循環(huán)使用,作為沖洗用于鋪設的碎石,消除碎石中含量較多的粉塵。②分層鋪設分層壓實分層檢驗。在施工過程中,嚴格控制擾動下層及場地周邊土層,砂石混合料使用機械均勻攪拌后分層鋪設、分層壓實,由于本次采用小型壓實機械設備,每層鋪設的砂石厚度控制在25~30cm。同時,分層進行檢驗,完成一層砂石方鋪設及夯實后,在檢驗其壓實系數符合設計方案要求前提下,方進行上一層的鋪設壓實作業(yè)。在鋪設壓實施工完成后,及時澆灌基礎。
建成后使用郊果分析及評價:該軟基采用拋石擠淤加換土墊層法及箱涵建設,經工程驗收合格后投入使用約1.7年,經跟蹤監(jiān)測,未發(fā)現該軟基路面破壞性質量問題,路基較穩(wěn)定,下沉較均勻,其地下管道正常運行。該工程符合各項設計指標要求,完全滿足道路運行要求。