吳德晗
摘要:加快公路建設(shè)不僅可以有效地促進(jìn)區(qū)域交通的發(fā)展,而且可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)利益的可持續(xù)增長(zhǎng)。在道路建設(shè)中,公用事業(yè)的建設(shè)面臨許多問(wèn)題,特別是與基礎(chǔ)特殊因素有關(guān)的病害,很容易導(dǎo)致道路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的下降。為了避免在軟土地基上出現(xiàn)問(wèn)題,施工企業(yè)必須相應(yīng)地優(yōu)化和改進(jìn)施工技術(shù),以便不斷優(yōu)化道路施工計(jì)劃。
關(guān)鍵詞:公路施工;軟土地基;處理技術(shù)
1軟土地基的特點(diǎn)
軟土地基一般出現(xiàn)在臨近江河區(qū)域,或者雨水量比較多的谷地,也有可能緊靠煤礦開采地。軟土地基的主要特點(diǎn)有:(1)土質(zhì)松散,空隙比較大,很容易攜帶水分。通常來(lái)說(shuō),軟土地基主要由淤泥構(gòu)成或者是黏土顆粒構(gòu)成。通常含有一定量的機(jī)物質(zhì),容易受環(huán)境的影響。此外,軟土地基的含水量一般在40%~76%。(2)軟土地基抗剪強(qiáng)度差。軟土地基抗剪強(qiáng)度不高于20kPa,而且由于含水量比較多,如果在施工過(guò)程中沒(méi)有做好排水疏導(dǎo),就會(huì)降低抗剪能力。(3)軟土地基結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。軟土地基具有不穩(wěn)定性,在外力的影響下,或者受到自然條件的影響地基穩(wěn)定性會(huì)發(fā)生改變。由于我國(guó)自然環(huán)境差異比較大,不同的地區(qū)軟土地基的成分和材料不同,軟土地基的特點(diǎn)也就不同。
2工程概況
本文以江蘇某軟土地基為例,其道路總長(zhǎng)度為12.606km。該項(xiàng)目軟土區(qū)的土壤濕度范圍為32%至37%。用滲透測(cè)試儀測(cè)得30cm深處的地基承載力為85~160kPa,60cm地基的允許載荷為75~150kPa,90cm深度地基的承載力為65~120kPa。壓縮系數(shù)為0.7~1.52,十字板抗剪強(qiáng)度為23~46MPa,壓實(shí)比(4.03~33.2)×104cm/s,快速剪切附著力4.4~10.6kPa,摩擦角為4~11.2°。該項(xiàng)目的泥土處于軟塑性狀態(tài)。如果強(qiáng)度被破壞,則土壤層將被嚴(yán)重破壞,并且將會(huì)表現(xiàn)出明顯的流動(dòng)性。另疏松細(xì)粒土的液限和自然孔隙度均大于1.0,且水含量為35%,十字板的剪切強(qiáng)度也小于35kPa。因此施工團(tuán)隊(duì)根據(jù)場(chǎng)地使用的要求、環(huán)境、地質(zhì)規(guī)格和項(xiàng)目工期等各種考慮,將CFG樁地基法應(yīng)用于路段的軟基。
3公路建設(shè)中軟土地基處理的分析與建議
3.1排水混凝土芯砂礫石樁加固技術(shù)
采用預(yù)制鋼筋混凝土核心樁和碎石樁核殼組合樁芯和墊層組合樁,將混凝土芯砂砂礫樁組合成樁。預(yù)制鋼筋混凝土樁作為斜交鋼筋,砂礫石作為垂直排水體,碎石墊層或砂墊層作為水平排水,樁荷載作為一個(gè)壓縮系統(tǒng)。該方法可通過(guò)地基土的固結(jié),加速樁基礎(chǔ)孔隙水壓力的消散,在施工后控制沉降范圍內(nèi)的樁壓固結(jié),提高地基承載力和穩(wěn)定性。長(zhǎng)板短樁法,長(zhǎng)短樁法是采用塑料排水板和長(zhǎng)短水泥攪拌樁基礎(chǔ),長(zhǎng)塑排水板對(duì)排水固結(jié)作用,可以提高短水泥短樁的地基承載力和穩(wěn)定性,彌補(bǔ)長(zhǎng)時(shí)間的排水固結(jié)問(wèn)題。我國(guó)使用的很多施工都是振沖樁,振沖樁施工加工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很明顯的擠壓現(xiàn)象,這種現(xiàn)象會(huì)使樁體傾斜現(xiàn)象明顯,甚至樁體斷裂,影響周邊群眾房屋質(zhì)量影響很大。路基在施工過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象,影響了路基的穩(wěn)定性,這也使得整個(gè)道路的施工質(zhì)量大大降低,所以為了能夠有效地控制這種現(xiàn)象,必須給予鋼筋、樁,在設(shè)置適當(dāng)長(zhǎng)度的同時(shí),為了提高路基的穩(wěn)定性,也在后護(hù)道施工過(guò)程中,泵壓鉆孔灌注樁的施工過(guò)程可以反映很好的效果,可以有效地控制擠壓效果,同時(shí),還可以減少施工過(guò)程中的施工噪聲,很大程度上影響了施工質(zhì)量,但這種施工成本很高,在實(shí)施過(guò)程中消耗量比較高,要求很高。
3.2表面處理技術(shù)
首先,需要選擇合適的鋪墊材料,提高排水效果,降低水分對(duì)軟土地基的影響,為后期施工打下基礎(chǔ)。通常情況下,在對(duì)軟土地基進(jìn)行表面處理的時(shí)候,施工人員會(huì)采用粗砂,并控制砂礫的級(jí)配,將砂礫均勻地鋪散在軟土地基的表層。為了能夠提高表層處理效果,還需要在軟土地基的表層鋪設(shè)土工織物,減小軟土地基在使用過(guò)程中產(chǎn)生的不均勻沉降,有效提高高速公路工程路基表層的承載力。在對(duì)高速公路表層進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,還需要設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)。通過(guò)添加一些添加劑,提高土質(zhì)的密度,改善路基的壓縮性能,可以在一定程度上提高路基的硬度和強(qiáng)度。在實(shí)際施工中,一些施工團(tuán)隊(duì)會(huì)選擇熟石灰、水泥、石灰石等作為添加劑來(lái)降低軟土地基的含水量,從而起到了加固的效果,這在很大程度上提高了軟土地基的穩(wěn)定性。另外在設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)時(shí),設(shè)計(jì)人員會(huì)采用挖溝槽的方式促進(jìn)排水,這樣也能夠起到降低軟土地基含水量的效果,保證軟土地基表層的排水性能。
3.3CFG樁的施工工藝
CFG打樁前應(yīng)預(yù)先安裝臨時(shí)排水溝,以減少地表水的量,以便隨后清除草皮。用50cm的爐渣填充軟土地,平整并輕輕滾動(dòng),以提供支撐裝置的空間。樁基進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后,應(yīng)根據(jù)伸出的樁體的長(zhǎng)度和地下埋管的深度確定埋管的高度和支撐長(zhǎng)度。安裝樁基并調(diào)整壓載位置,使樁體與垂直方向的偏差在1%以內(nèi),并且平面位移的差異小于15cm。在下降過(guò)程中,電流用于記錄位置直到沉管達(dá)到指定的高度為止。樁基停止后,將混合物倒入樁管中,而混合物倒入時(shí)的塌落度應(yīng)為3~5cm,浮漿的厚度應(yīng)為15~18cm。打開振動(dòng)馬達(dá),使其振動(dòng)5~10s,然后執(zhí)行拔管操作。拔管率應(yīng)維持在1.2~1.5m/min,當(dāng)拔管時(shí)遇到淤泥或泥濘的土壤時(shí),應(yīng)降低速度,確保樁滿足設(shè)計(jì)要求后,移開落水管,并使用濕的粒狀黏土覆蓋頂部。
成樁完成后,將8~20cm的碎石顆粒作為碎石墊子放在CFG樁上,墊子的厚度最好為30cm。樁堆完成28天后,每臺(tái)機(jī)器隨機(jī)選擇10套分別使用150mm立方體的混合物確定抗壓強(qiáng)度28d(不應(yīng)小于10MPa),并提取10%的樁以進(jìn)行動(dòng)態(tài)變形減小測(cè)試。測(cè)試中,樁身的強(qiáng)度必須大于10號(hào)混凝土的強(qiáng)度。
對(duì)于CFG樁的某些截面,由于受“三桿”的影響,無(wú)法進(jìn)行振動(dòng)壓載物的施工,因此選擇了開挖方法進(jìn)行施工。首先,根據(jù)樁位置布置圖測(cè)量并放置樁位置線,與樁位置中心點(diǎn)的偏差小于2cm。用取土器成孔,深度誤差小于0.1m,與垂直線的偏差小于1%。將孔形成計(jì)算出的深度后,使用管道方法填充材料。澆注前檢查管道是否順暢。在第一根柱子充滿水泥砂漿以潤(rùn)濕管道,在澆筑過(guò)程中,將管道澆注并振動(dòng)直到其到達(dá)樁頂。澆完后,用一層土覆蓋絕緣層。
3.4深層攪拌樁法
深層攪拌樁法是一種比較高效的軟土地基處理技術(shù)。在處理過(guò)程中,按照相關(guān)的工藝原理,選擇合適的材料進(jìn)行施工。這種方法可以分為水泥粉煤灰碎石樁和水泥攪拌樁。按照軟土地基強(qiáng)化需求,對(duì)成樁的間距、直徑等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算出準(zhǔn)確的比例,合理配比水泥漿料,從而保證成樁質(zhì)量和承載力。通過(guò)這種處理方式,也可以提高軟土地基的承載能力。
結(jié)論
公路建設(shè)水平的發(fā)展反映了一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,同時(shí)也是現(xiàn)代交通運(yùn)輸發(fā)展最基礎(chǔ)的組成部分,公路工程本身具有投資大、工期長(zhǎng)的特點(diǎn),要保證其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的有效作用,就必須加強(qiáng)軟土地基的重要性??陀^地說(shuō),軟土地基處理技術(shù)是一個(gè)國(guó)際性的問(wèn)題,沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一的模型進(jìn)行處理,要綜合運(yùn)用技術(shù)面、整體布置,不斷引進(jìn)新技術(shù)、新設(shè)備,提高施工人員技術(shù)素質(zhì),才能有效地進(jìn)行,保證工程質(zhì)量。
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