付學(xué)輝 福建恒昌盛路橋工程有限公司
我國的公路工程質(zhì)量隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展有了大幅度的提升,高等級公路不斷增多,但是軟土基的沉降問題仍然是公路工程中依然存在的普遍現(xiàn)象,軟土基的沉降而使路面平整度大大下降,讓車輛行駛時十分顛簸,讓公路駕駛的舒適性大大下降,也容易造成事故的發(fā)生,駕駛員行駛在因為軟土基沉降的路面上,必須要經(jīng)常調(diào)整車速,會讓尾氣排放量大幅度增加,對環(huán)境造成一定的污染。必須采取一定的措施預(yù)防公路的軟土基沉降,以提高公路的質(zhì)量和駕駛舒適度。
軟土基對于水的滲透性很差,因此,如果有水則不容易被排放,如果沒有進行有效的填筑,則會導(dǎo)致路面沉降。
軟土形成的路基,有很大的含水量,這種路基遇到了外部壓力,因為抗剪力很差,就容易發(fā)生形變。軟土基還有一個特征,就是壓縮系數(shù)很小,而且因為不同地域的路基的壓縮系數(shù)也各有不同,如果收到了外界的壓力,則會發(fā)生不均勻的沉降,路基容易變形,而且還會發(fā)生裂縫。
軟土因為抗剪力差,而且流變形強,加上排水性能不好,如果遇到外力,則會讓土層的強度不斷變?nèi)酢?/p>
粉煤灰最初被用在建筑領(lǐng)域,它被作為水泥的替代品而在建筑結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用,上世紀(jì)80年代,才逐漸有了粉煤灰在道路領(lǐng)域的應(yīng)用。我國從1988年開始將粉煤灰用于高速公路中,自此,開啟了粉煤灰用于路基填筑的新紀(jì)元。粉煤灰是一種密度很小的物質(zhì),它可以增加物質(zhì)的承載力,而且粉煤灰是一種強度很高物質(zhì),相比于軟土來說,它的抗變形能力要好的多,粉煤灰還是一種壓縮性很小的物質(zhì),土的壓縮系數(shù)是粉煤灰的兩倍以上,因此,粉煤灰作為路堤,更不容易產(chǎn)生壓縮變形。粉煤灰也具有一些不足,粉煤灰只有在水分的作用下,才能成型,而且粉煤灰本身的含水率很小,如果將粉煤灰作為路基,則會因為毛細(xì)作用,吸出地下水,導(dǎo)致地下水位上升,也會讓路堤失去穩(wěn)定性,因此,在施工時,要盡量采取一定的方案有效規(guī)避粉煤灰的缺點。對于含水率較高的路堤,考慮到粉煤灰良好的透水性,一般采用分層法,具體做法就是一層土、一層粉煤灰交替施工,這種方法不適合雨季,因為雨季會讓土的含水量大大增加,如果采用分層法,施工非常不便利。分層法具有一個缺陷,就是強度要較純煤灰路堤差,因此更容易結(jié)構(gòu)變形,因此,如果是雨季或者情況允許的情況下,盡量采用純粉煤灰作為路堤的填筑。對于用粉煤灰填筑的路堤,應(yīng)該盡量加強路堤的排水,避免路堤積水,而且要在路堤的基地輔筑隔離層,以防產(chǎn)生對地下水的毛細(xì)現(xiàn)象。
氣泡輕質(zhì)土最早也被用于建筑上,自上世紀(jì)80年代,才有了將氣泡輕質(zhì)土用于路基填筑的案例。氣泡輕質(zhì)土的自重比較輕,遠(yuǎn)小于土,用氣泡輕質(zhì)土填筑路基,流動性較好,產(chǎn)生的不均勻沉降較小,而且造價不高。
強夯法是采用重錘,從高空中下落,產(chǎn)生巨大的沖擊力,從而對軟土地基積進行夯實的一種路基處理方法。通過強夯法夯實后的軟土地基,硬度和承載力都有一定的提高,該法的優(yōu)點是成本較低,而且施工過程較為簡單,但是該法具有一定的局限性,只有碎石土和粘性土適用于強夯法處理。在采用強夯法前,必須確定土質(zhì),還要確定施工實地的地下水狀況,而且對于最佳夯重、夯遍數(shù),都要通過試驗來確定,以提高強夯法的效果。
水泥深層攪拌法最早源自美國,該法是處理軟土地基的典型手段,它的原理是在地基深處,用石灰和水泥作為固化劑,和軟土通過深層攪拌器械拌和,讓軟土和固化劑結(jié)合成硬土,從而讓軟土地基的承載力變強。對于水泥攪拌法的水泥,必須標(biāo)號在525 以上,而且具體的加入量要通過試驗來確定,為了提高水泥土的強度,還可以加入一些粉煤灰作為固化劑。對于深層水泥攪拌法,施工要點在于在攪拌的過程中,一定不能中斷冷卻循環(huán)水,要對回水溫度進行控制,如果攪拌的過程中發(fā)現(xiàn)荷載過大,則可以給予一定的清水降低荷載。在施工中,一定要確保吊錘的中位,而且要控制它的垂直角度。
高壓噴射注漿法是利用鉆機在軟土基上鉆一些小孔,然后用噴嘴通過小孔深入土層,再利用高壓設(shè)備,噴注一定的漿液,漿液凝固后,會和土形成復(fù)合地基,這種復(fù)合地基的承載力相比軟土基要強的多,變形性也較小,可以讓軟土基的抗壓性能更強,沉降變小。噴射的漿液是水泥為主料,加入一定的化學(xué)材料,如果土層的含水量很大,可以加入一些粉煤灰或者其他外加劑,可以讓漿料的性能上升。在施工期間,應(yīng)該事先根據(jù)施工的要求,對漿料的配比進行試驗,還要通過試驗確定噴射的漿量、壓力。施工要點是漿液和土地必須攪拌均勻,以確保形成的水泥土體的強度和防水性。
排水固結(jié)法主要是對地基施壓,然后讓存在于土孔隙中的水排出,讓土的孔隙變小,逐漸產(chǎn)生固結(jié),以提高地基的強度,排水的方式是塑料排水帶或者排水井。采用堆載預(yù)壓法,可以通過給地基加壓,讓地基提前完成沉降,以防止地基后期的沉降,對于滲透性好的砂土,無需排水固結(jié)也可以獲得較好的固結(jié)效果,對于滲透性差的土,可以采用砂井法,獲得排水的效果,才能讓固結(jié)效果更好。真空預(yù)壓法是采用真空泵的吸力而產(chǎn)生負(fù)壓,再排出地下水的方法,這種方法的固結(jié)效果較好,而且土的壓縮性更好。降水預(yù)壓法則是用水泵抽出地下水,以促進地基加固的方法,這種方法最適合飽和粉土。在具體的施工時,要對地基的土質(zhì)、地下水情況進行分析,以選擇適當(dāng)?shù)呐潘椒ā?/p>
換填墊層技術(shù),顧名思義,就是將軟土層下的部分土挖去,換成砂、石等物質(zhì),再利用機械力將其夯實,以讓土層達到施工要求的夯實度。
施工前,必須對施工地區(qū)的土質(zhì)、地下水做出分析,以確定軟土基處理方案。
即使采用了軟土地基處理方法,如果地基的含水量過高,會讓土層孔隙中的含水量增高,增加孔隙之間的距離,也會讓路基的穩(wěn)定性變差,因此,必須在路堤兩側(cè)修筑排水系統(tǒng),以便讓土中的水可以及時的排出。
在施工時,常常要采用一些施工材料,對施工材料的質(zhì)量必須嚴(yán)格把關(guān),而且對于每次施工的用料配比,必須經(jīng)過反復(fù)試驗來確定,施工人員必須根據(jù)施工現(xiàn)場的實地條件,不斷對配比進行優(yōu)化,最好是采用試驗路段,然后再大面積輔筑。
施工單位必須在施工前,對施工人員進行專業(yè)的培訓(xùn),要確保施工隊伍的專業(yè)性。
在施工前,必須確保施工設(shè)備運轉(zhuǎn)正常,對施工的參數(shù),要經(jīng)過不斷的試驗來確定。在施工時,要按照設(shè)備的使用說明書進行操作,如果設(shè)備發(fā)生了異常,及時報修,以確保工期的順利完成。
我國的南方地區(qū)軟土基情況較多,而南方地區(qū)又是交通發(fā)達地區(qū),因此,必須采用合理的路基填筑方法,還要采用有效的路基處理技術(shù),才能確保軟土基的穩(wěn)定性和抗壓能力。在具體的施工中,一定要對施工路面的土質(zhì)、地下水進行一定的調(diào)研,確定合理的路基處理技術(shù),還要確保人員的專業(yè)性和設(shè)備的穩(wěn)定性,才能讓道路施工能夠順利進行。對于軟土路基,除了要采用一定的處理技術(shù)外,排水也是非常重要的工序,因為過高的含水量會導(dǎo)致路面的穩(wěn)定性下降。