劉士偉
(四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司勘察設(shè)計分公司,四川 成都 610000)
在高速公路的建設(shè)中,一直有一個很棘手的問題,那便是有關(guān)軟基的處理。軟基和工程項目的施工質(zhì)量關(guān)系很大,在現(xiàn)實生產(chǎn)建設(shè)活動中,結(jié)合部分路況地質(zhì)條件惡劣而且施工周期不夠的情況,對于相同要求的設(shè)計方案往往要修改很多次,由于和其他公路不同的特點,結(jié)合現(xiàn)場軟基的處理措施,應(yīng)該努力分析高速公路軟基路堤在施工期間的處治效果,并且針對于軟基路堤施工的安全做出相應(yīng)措施。
高速公路每個邊坡的設(shè)計都需要較為細(xì)致地考慮到當(dāng)?shù)貐^(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造,在評估安全程度時,需要考慮到施工階段眾多不可預(yù)測不受監(jiān)控的因素。影響高速公路邊坡穩(wěn)定性和安全性的因素有很多,比如風(fēng)化因素、自然災(zāi)害因素和降水因素,在工程項目施工過程中,我們針對不同項目的經(jīng)濟(jì)效益預(yù)期和質(zhì)量目標(biāo),對高速公路坡面土地進(jìn)行綜合防護(hù)和工程防護(hù)。
植物防護(hù)措施大概包括植草防護(hù)和植樹防護(hù),通過人工在高速公路邊坡上鋪設(shè)天然草皮,進(jìn)而使得公路路況美觀化,還能調(diào)節(jié)局部氣候。此外,作為能夠減輕地表水沖刷,維持生態(tài)平衡的土地防護(hù)方法,土工格植草防護(hù)在近些年也逐漸在國內(nèi)普及化。
近些年,山區(qū)高速公路的建設(shè)逐漸增多,為了促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展,許多高速公路都不得不經(jīng)過一些地形復(fù)雜、路況危險的山地,在這種情況下,在軟基上進(jìn)行高速公路的設(shè)計就需要采取加固處理的方法。
通常意義上,軟土指的是在河灘或者低地上沉積的細(xì)碎顆粒土,具有很強(qiáng)的粘性,比如最為常見的淤泥。而隨著山地和沿海高速公路的建設(shè)不斷增多,在預(yù)計工期內(nèi),在軟基上建設(shè)高速公路,由于軟基需要比較長的時間才能凝固板結(jié)下來,所以路基在完成施工正式通車之后,會發(fā)生不可避免的沉降現(xiàn)象,這無疑會給工程項目整體的穩(wěn)定性和安全性帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。工后沉降過大,不僅會給施工企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失,還會影響汽車通行的舒適度和安全性。因為工后沉降帶來的巨大危害,所以該問題一直是學(xué)術(shù)界高度重視的研究課題。
在學(xué)術(shù)界,許多技術(shù)人員提出不同的用來計算工后沉降情況的方法,但由于預(yù)期工程完成時間的要求,再結(jié)合路基穩(wěn)定性的情況,可以得出結(jié)論,填土厚度的變化情況對于工后沉降的影響是很大的。另有學(xué)者提出運(yùn)用預(yù)拋高的方法來彌補(bǔ)軟基上公路施工后的沉降問題,因為沿海地區(qū)軟基的水分含量大,還含有大量的腐殖質(zhì),使得其孔隙比較高,承受能力較差,在該地軟基上進(jìn)行施工,將導(dǎo)致道路出現(xiàn)沉降和失穩(wěn),對于道路工程施工進(jìn)度和投入使用后的行車安全造成極大威脅。因此,在沿海地區(qū)高速公路的施工過程中,應(yīng)該加強(qiáng)對軟土地基的勘察,結(jié)合軟土地基的性質(zhì),采用科學(xué)合理的軟基處理施工技術(shù),全面夯實軟土地基,保障高速公路的施工安全及行車安全,提升高速公路的整體使用壽命[1]。
無論在什么環(huán)境下,只要進(jìn)行高速公路的施工,軟基問題都是不可避免的。而軟基問題的存在,既拖慢了整個工程項目的進(jìn)度,又增加了整個工程的施工成本,所以,我們一定要探討出科學(xué)合理的策略,來解決軟基問題。
如果高速公路的地基不夠堅固,為了防止公路建成后地基下沉拉裂造成公路路況不穩(wěn)定的情況,便需要對軟基進(jìn)行處理,使其沉降變得足夠堅固,提高軟基的固結(jié)度和穩(wěn)定性至到設(shè)計的要求,這個過程就叫做軟基處理[2]。
造成軟基路堤沉降的因素很多,其中影響最小的是粘性土的即時壓縮和筑路材料的自身壓縮,影響最大的因素是粘性土隨時間的的壓縮。
軟基的危害是承載力低,變形大,特別是不均勻變形大,而且變形穩(wěn)定時間很長,幾年甚至幾十年,往往會造成建筑物沉降大且不均勻,造成建筑物開裂和傾斜,對于路面也是如此。即使表面壓實度達(dá)到要求,底下的軟基也要處理,否則就會沉陷和開裂。短期可能還看不出來,時間一長就會顯現(xiàn)。
高速公路地基荷載的大小將會影響到軟基路堤的沉降變形,因為軟基沉降是通過在軟土地面上的物理加壓,造成軟土地面的下沉,它通過沉降系數(shù)來反映軟基沉降量。
當(dāng)路基因為受力不均勻而變形時,結(jié)構(gòu)性會被破壞,土體受到壓力的作用,便會發(fā)生排水固結(jié)。施工人員應(yīng)該根據(jù)地質(zhì)資料和現(xiàn)場施工的情況分析出地基的實際固結(jié)規(guī)律。
上世紀(jì)以來,自從我國將交通放在經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要位置,高速公路建設(shè)便飛速發(fā)展。一旦路面不夠平整,除卻行車舒適度欠佳以外,車速也難以提升,而且凹凸不平的地面會使得車輛產(chǎn)生跳車現(xiàn)象。高速公路施工與設(shè)計最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)正是解決軟基路堤的沉降問題,只有處理好了這個問題,才不會因為路堤沉降過于嚴(yán)重而使得路面開裂,進(jìn)而白白浪費了大量的人力物力[3]。
軟基路堤沉降變形的處理方法主要有五種:樁基法、換土法、灌漿法、排水固結(jié)法和加筋法。
第一種,樁基法。當(dāng)存在很多淤泥無法深入處理時,我們可以通過打樁的辦法對路基進(jìn)行加固處理。樁基法又有兩種模式,要么是用水泥土攪拌,要么是用砂石樁加固較深的淤泥軟基,前者技術(shù)落后,設(shè)備大多陳舊,所以現(xiàn)如今多采取后者的經(jīng)驗?zāi)J健?/p>
第二種,換土法。如果淤泥不厚時,我們可以用淤泥層去替換水泥土的辦法處理地基,因為換砂土的價格太貴,所以置換的大多是泥土。換土法的優(yōu)勢在于,它能夠改變地基的承載力特性。
第三種,灌漿法。灌漿法是通過氣壓原理將工程漿液灌入到地基與建筑的縫隙之間,這種方法有利于加固軟基。在實際應(yīng)用中,我們通常采用單管高壓旋噴灌漿處理,來實現(xiàn)把控工后沉降的目的。
第四種,排水固結(jié)法。排水固結(jié)法有砂井排水和塑料排水兩種,因為在實際操作中,地下水會受擠壓和毛細(xì)作用沿塑料排水板上升至砂墊層內(nèi),所以我們要仔細(xì)標(biāo)好排水板的詳細(xì)位置,這樣能夠有效解決軟基沉降問題。
第五種,加筋法。加筋法能夠有效提高地基的穩(wěn)定性和公路路況的安全性,我們需要在砂墊層里鋪設(shè)柔軟布料,來解決淤泥的排水固結(jié)現(xiàn)象[4]。
我們對軟基路堤的穩(wěn)定性進(jìn)行周密的分析,優(yōu)化其施工步驟及技術(shù)方法,設(shè)計出最科學(xué)合理的施工方法,在評估地基質(zhì)量的過程中,綜合多種檢測技術(shù),以提升評估精度。通過加強(qiáng)施工過程的質(zhì)量控制,還能夠增加工程項目的整體經(jīng)濟(jì)效益。
隨著近些年高速公路建設(shè)施工要求的不斷提高,施工企業(yè)更應(yīng)該加深對路基施工質(zhì)量控制工作的重視程度,通過嚴(yán)格選擇專業(yè)化的施工技術(shù),減少高速公路由于軟基路堤沉降變形問題而存在的安全隱患。綜上所述,通過本文對高速公路建設(shè)過程中嚴(yán)格把控地基施工質(zhì)量而提出的科學(xué)性建議,可以有效地對公路路況進(jìn)行改善和調(diào)整,讓沉降嚴(yán)重的地基得到加固和重塑。當(dāng)我們在進(jìn)行軟基處理時,需要選擇符合實際需求的施工方式,盡可能的節(jié)約成本,提升工程項目施工的整體質(zhì)量,增加高速公路的使用壽命,提升其社會效益和經(jīng)濟(jì)價值。