摘要:文章結合黔江北互通改造項目軟土地基實際情況,針對市政工程特有的地理環(huán)境制約及構造物要求等,分析軟土地基處理技術對市政工程整體質量的影響。文章首先針對市政工程施工過程中軟土地基的基本特征進行闡述,并針對軟土地基的地基特點以及軟土地基的處理原則進行探討,最終總結出市政工程施工過程中所要進行的相關處理技術,希望能夠為后期進行市政工程施工提供一些有用的參考。

關鍵詞:市政工程;軟土地基;基本特征;應用分析

1工程概況

黔江區(qū)北互通交通及景觀風貌整治工程位于黔恩高速黔江北互通,主要包含黔小路拓寬和道路A線道路工程,以及景觀、游客中心、收費站改造工程。道路工程分為兩段,其中黔小路拓寬改造段全長679m,道路標準路幅32m,為城市主干路,設計行車速度50km/h;道路A線全長446m,道路標準路幅53m,為城市主干路,設計行車速度50km/h。工程軟土地質主要為紅黏土,根據(jù)設計圖標識道路主線段軟土地基面積共22665m2,平均換填處理深度2~3m。

2市政工程中軟土地基的基本特征

2.1土體壓縮性較強

一般的軟土孔隙比大于1,含水量大而容重較小,土中含有大量有機物或者礦物質,壓縮性較強,長期不易達到穩(wěn)定,而在軟土晾干碾壓成型后,失水會產生干縮裂縫,軟土表層一般會產生網裂等特性。如在施工過程中沒有進行有效的縮脹處理,則會使整個路基工程的耐久性受到影響。

2.2地基沉降量大

具體表現(xiàn)在軟土的觸變性、流變性和不均勻性,當原狀軟土未受破壞時常具有一定的結構強度,但一經擾動或受到一定的荷載持續(xù)作用,原有的結構就會瞬間破壞,強度很快降低,產生不均勻沉降,其變形也雖時間相應增長。軟土地基一般自身含有非常大的天然水成分,常達到50%~70%,而透水性能一般很低,垂直層面幾乎是不透水的,故在建筑物加荷初期,常出現(xiàn)較高的孔隙水壓力,影響地基強度,而建筑物的沉降延續(xù)時間也更長。

2.3地基承載力差

具體表現(xiàn)在抗剪強度過低,其高液限、高塑性指標,軟土一般黏稠度都較低,干縮濕脹,當軟土地基遭遇一定范圍內比較大的載荷之后,該范圍內的軟土地基就會因承載力差而出現(xiàn)強制壓縮的現(xiàn)象,使軟土地基整體進行大范圍不均勻下沉,引發(fā)安全質量事故。

2.4施工環(huán)境受限

市政公用工程周邊施工環(huán)境常受到限制,且對地基處理要求較高,在軟土地基處理過程中會受到場地、機械、材料、構造物擾動等多方面因素的影響,在軟土地基處理技術的選擇上要求更加嚴格,考慮因素也更加復雜。黔江北互通改造項目在軟土地基處理施工過程中主要面臨有場地狹窄、周邊構造物擾動過大、填料需求量大、交通組織不便等因素。

3市政工程軟土地基處理技術應用

3.1晾曬、換填法

通過翻挖、平鋪、晾曬以降低軟土中的天然含水量,使軟土具備填筑壓實特性,或者選用低液限和低塑性指標的天然碎石土、石渣等材料進行替換,然后碾壓密實。此兩種方法均屬于純物理方法,前者經濟,但對場地及時間、氣溫條件需求較高,僅對小部分低液限、低塑性、天然含水量不高的軟土奏效,且很難達到處理要求;后者施工簡單方便,且易控制施工質量,但類似黔江北互通改造項目這種處理工程量大、工期緊的情況,仍難以滿足處理要求,所需換填材料多,且產生新的棄土,極其不經濟。

3.2粉噴樁技術

在進行軟土地基處理的工程項目中,粉噴樁技術是使用非常廣泛的一項技術,常應用于地基的穩(wěn)定性非常差的情況下。利用特殊的壓力降固化劑壓入到地基內,固化劑會對地基進行穩(wěn)固效果。在進行固化的時候,水泥以及石灰兩種固化劑應用的次數(shù)比較多,但基本上都是以水泥為主。在進行前期施工的時候,對當?shù)氐牡刭|環(huán)境進行詳細的勘測,對原地高程數(shù)據(jù)和土工試驗的信息進行詳細的記錄。結合現(xiàn)場的現(xiàn)場情況設計粉噴樁位圖,在實際進行粉噴樁技術的時候,要將參數(shù)比進行充分的考慮,并對其進行相應比例的調整,成樁的穩(wěn)定性就會獲得提高。如果想要具有流動性就可在其中加入石膏、硫酸鈉這樣的原材料,還會對整體的穩(wěn)固作用起到促進的作用。在實際的操作過程中,要對鉆機下鉆的深度以及噴粉的高程做到準確把握,并定期對粉噴樁的直徑以及攪拌的程度進行細致的檢查。另外,在進行鉆機使用前期以及后期,都要對施工的鉆頭進行仔細檢查,要保證鉆頭的磨損程度要低于2cm,才能對成樁的質量進行保障。

3.3土性改良技術

類似粉噴樁技術的土體改良應用,一般采用生石灰、粉煤灰、水泥等摻合料進行土體改良,其主要通過水化放熱作用促進石灰、粉煤灰、水泥中的氫氧化物和氧化物將軟土中所含的陽離子交換出來,減小塑性,改變軟土的工程性質。此種方法對摻和物配比及拌和要求較高,且粉煤灰和水泥的吸水能力較弱,常常導致改良效果有限。

3.4排水固結技術

軟土地基自身含水量高,就需要對地基進行有效的排水處理工作,應用相應的排水技術將地基表層的水分以及深層的水分排出,從而使得地基穩(wěn)定凝固。對于表層排水,主要是在基礎表層進行砂石層的鋪設,使地基的含水量得到降低,在進行排水的時候,可以一起進行壓力排水和砂墊層的實施工作,將地基內含量高的水分充分的排出,當水分被排出,軟質土層經過凝固之后,整體的軟土地基穩(wěn)定性就會大幅提升。所謂深層排水,就是需要對深層水分進行擠密處理,常用的有砂井、碎石樁及塑料排水板排水。在進行擠密技術的時候,首先將擠密的裝置打入到地基內,然后進行擠壓之后匯流,水分進行排出,軟土的地基得到凝固。然后再對軟土的厚度進行考量。

3.5強夯法施工技術

強夯法是一種物理的施工方式,它主要是對地基的含水量進行充分計算之后,對夯實的有效加固深度、夯擊能、夯擊次數(shù)、間隔、布置點等進行設計,然后利用高空重物下落過程中所產生的慣性以及重力作用,對軟土地基進行反復強力的打壓夯實,從而促進軟土的受力壓縮。軟土在重力夯實的過程中間隙會越來越小,軟土的地基會在原來的基礎上發(fā)生2~5倍強度的提高,軟土地基的整體工程特性就獲得了全面提升。強夯法所針對的處理對象是軟土層較深的地基,具有節(jié)約原料、設備簡單、施工便捷等優(yōu)勢,因而在使用的過程中非常的經濟實用,但對于不同類型的軟土地基處理尚存爭議,且對周邊環(huán)境擾動過大,易對周邊構造物造成震動損壞等。

3.6壓實加載處理

壓實加載處理是一種純靜態(tài)的固結方式,類似沉井技術,又被稱為加載壓實技術,主要的施工方法是在軟土地基處于一個巨大的外加載荷的前提下,然后進行人為的壓縮處理,如果在處理的過程中出現(xiàn)了深實的沉降,就基本實現(xiàn)了處理的目的。在進行處治工程的施工過程中,可能對周圍土體或者建筑物帶來一些影響,這就需要施工人員在施工過程中,通過打入鋼板樁或回填包邊土、側向加壓等方式提高地基的穩(wěn)定性。但需要重點關注的是,一定要對殘余的力量進行提前的釋放,來保障路面鋪裝等后續(xù)工作。

4市政工程軟土地基處理技術應用原則

4.1嚴格根據(jù)市政道路設計方案的相關要求處理

與普通的工程相比較而言,市政工程的建設施工在要求上更加嚴格化,且相對于不一樣的路面穩(wěn)定性以及壓實度指標,所對應的要求也會不一樣。如果處理要求的等級較高,就可以不考慮經濟、工期等因素,優(yōu)先選擇強力處理措施來有效降低軟土地基的沉降量;如果處理要求的等級相對較低,就可以選擇加載、偏壓等處理技術,但必須要等到沉降結束以后再進行后期的施工。在進行軟土地基處理過程中,挖填路基設計高度和設計寬度與軟土路基的穩(wěn)定性有著密切的關系,一定要對設計方案理解透徹,從最優(yōu)角度選擇軟土路基的施工處理技術。

4.2充分考慮施工現(xiàn)場周邊的影響

在市政工程施工的過程中,周邊的構造物常會受到影響,在進行軟土地基處理時,要對周邊的實際情況與影響因素進行充分考慮,避免因考慮不周對周邊的構造物產生沉降、位移、震裂、損壞等影響。在進行處理的過程中,針對于不一樣的地基特征,采取不一樣的施工措施,才能夠有效提升整體的工程質量。

4.3北互通改造項目實際情況及軟土地基處理應用

市政工程的施工條件會受到一定制約,在選擇軟土路基處理措施前,應充分考慮到施工措施的經濟性、難易程度、實施效果等。以黔江北互通改造項目部為例,其處理面積較大、深度較深,制定了以充分利用該項目既有渣石、減少外借土石方、減少軟土棄方,確保對周邊構造物、既有公路通行不造成影響的施工原則,采取了劃分不同區(qū)間換填渣石、生石灰分層改良土體并攪拌,按原有地形分段排水,用沉沙井井點降水等措施,保質保量完成了該項目軟土路基施工任務。

5結束語

市政工程中軟土地基的處理是非常重要的環(huán)節(jié),要合理分析,優(yōu)化措施。一旦處理不好軟土地基的問題,就會造成質量問題反復出現(xiàn),增加后期市政工程運行的維護成本,給參建及管理各方帶來嚴重的損失。這需要相關施工、管理單位多學習、借鑒先進的處理技術和經驗,確保市政工程的最終安全使用及項目壽命的有效延長。

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