任晓鹤
中铁建设集团有限公司 河南郑州450000
摘要:近年来,随着国民经济的高速发展,城市现代化进程的加快,国家逐年加大对市政工程的建设力度,给城市带来了巨大的社会效益。但是,纵观工程建设情况发现,一些市政工程普遍存在软土地基问题,影响工程施工质量,难以实现工程预期建设目标。因此,为进一步提高市政工程施工水平,本文对软基加固技术的应用意义进行探讨,并阐述市政工程施工中常用的软基加固技术类型,以供参考。
关键词:市政工程;软土地基;软基加固技术
一、软基加固技术在市政工程施工中的应用意义
软土地基作为市政工程中的一项常见地质问题,对施工质量与工程运行情况产生明显影响,如果问题未得到及时有效解决,或是出现施工疏忽时,将以此为诱因引发一系列施工质量问题与安全事故出现。具体来讲,软基问题的主要危害后果包括路堤失稳、路段不均匀沉降、桥台变形破损等。例如,在汕头磊口大桥工程中,由于未做好软基处理工作,引发线外土地隆起、路基失稳问题出现,且锥坡部位产生不均匀下沉现象。软基加固技术的应用,可以有效消除不确定因素,为后续施工活动的开展提供良好的外部环境,预防和减少地基不均匀沉降等问题出现,这对市政工程施工水平及效率的提升有着重要意义,同时,也是落实安全生产目标的重要手段。
二、软土地基特点
1、高压缩性
在软土地基中,由于软土孔隙比超过1,且地基含水量较高,往往分布着腐殖质等物质。因此,与普通地基相比,软土地基的压缩性较高,在承受较大上部荷载时,将出现不均匀沉降现象。
2、低透水性
软土地基的透水性能明显差于普通地基,在市政工程施工与使用期间,地表积水无法通过软土地基向地层深处下渗,而是被吸附在垂直层面中,使得地基含水率过高。同时,在软土地基承受荷载时,将会产生较大的孔隙水压力,持续排出软土地基中吸附的水分,从而出现地基沉降现象,并影响到地基强度。
3、触变性
软土地基是由絮凝状的结构性沉积物所组成,在保持原状土结构时,软土地基具有一定的结构强度,且整体结构较为稳定。但是,在市政工程施工与使用期间,受到施工扰动与上部荷载因素影响,原状土结构被破坏,进而使得天然地基强度大幅降低,在问题严重时,地基转变为稀释状态,易出现侧向滑动以及底面两侧挤出问题,无法满足实际施工需求。
4、流变性
当软土地基持续受到荷载作用时,土体变形程度会随着时间推移而持续增长,且软土地基的长期强度明显低于瞬时强度,进而对道路与边坡等结构的稳定性造成影响。
三、市政工程施工中的常见软基加固技术
1、堆载预压法
堆载预压法是对软土地基施加一定的荷载,地基在荷载作用下,持续排出所含孔隙水,缩小孔隙体积,强制性使软土地基发生固结变形现象,最终,实现提高地基强度的处理目的。与其他软基加固技术相比,堆载预压法具有操作简单与成本低廉的优势,但需要在一定时间方可完成堆载预压作业,技术存在应用局限性,不适用于工期紧张的市政工程。此外,在应用堆载预压法时,技术人员结合工程情况,合理设定预压时间与所施加荷载,如果预压时间不足,或是荷载较小,将无法取得良好的软基加固处理效果。同时,提前在地基中打入砂井,将其作为排水通道,持续向外排出地基孔隙水,起到地基土提前固结的作用。
2、强夯法
强夯法是将一定质量的夯锤起吊至软土地基上方几十米高度处,随后操控起吊机放开夯锤,夯锤自由下落锤击下方夯点,对软土地基进行动力夯击,使软弱土层出现强制压密现象,从而提高地基的强度与压实度。根据实际施工情况来看,强夯法适用于处理回填土、低饱和度粉土、碎石土与湿陷性黄土等地基,无法处理饱和粉土与粘性土地基,具有工艺简单、适用范围广、工效高的优势。在采取强夯法加固软土地基时,存在深度不足、无法达到沉量控制指标、表层松散等问题。以表层松散问题为例,技术人员应提前将夯锤起吊至夯点上方6m处,适用低能量夯锤开展一遍满夯作业。而在冬季施工条件下,需要在冻土融化后,对凹坑进行填平处理,再开展强夯作业。
3、复合地基
复合地基是对天然软土地基采取增强、置换或加筋等处理措施,由基体与增强体所组成的人工地基。在荷载作用下,复合地基中的增强体以及基体将共同承担荷载,在客观层面上起到加固软基与改善地基承载性能的作用。以螺杆桩复合地基为例,在软土地基中打入若干数量与长度的桩体,有效适应附加应力自上之下持续见效的特征,由桩间土、褥垫层以及桩体组成复合地基,以承担部分水平荷载与轴向荷载,起到共同协调变形的作用。此外,施工单位也可选择采取粉煤灰碎石桩加固技术来构成复合地基,将粘性碎石与粉煤灰等复合材料加拌合水与水泥进行搅拌,采取机械成桩方式,在市政工程天然地基中制成可变强度桩,通过调整配比方案来控制桩体强度。如此,粉煤灰碎石桩与桩间土、褥垫层共同组成复合地基,以此改善软土地基的结构稳定性与承载性能。
4、化学加固法
在应用化学加固法时,配置搅拌机等设备,制备化学浆液或是水泥砂浆,对软土地基进行强制搅拌,持续向土层深处灌注水泥砂浆或其他化学材料。如此,软弱土体颗粒与化学材料在接触过程中产生化学反应,排出软土地基所含孔隙水与空气,在一定时间后,固结成具有良好承载性能与较高强度的复合地基结构。此外,根据加固方式与材料种类的不同,可以将化学加固法细分为硅化法、旋喷桩、水泥土搅拌法等技术,不同技术的适用范围与处理效果有所不同,需要结合工程情况合理选择技术类型。
5、换填法
换填法是挖除天然地基中所分布的软弱土体,将其换填为具有良好力学性能的填料,从根本上解决软土地基问题,全面提高天然地基的强度、承载性能、稳定性能,预防过度沉降与冻胀等问题出现。从技术适用角度来看,换填法主要被用于处理厚度在2-3m的软弱土层,如果运用这项技术处理较厚的软弱土层,将会增大工程造价成本,不具备经济实用价值。此外,在应用换填法时,技术人员应结合工程情况与施工要求,合理选择填料类型,严格控制填料含水率,提前筛除填料中混入的腐殖土等杂质。随后,对换填垫层的压实系数与地基系数进行检验,如果检测未通过,则对软土地基进行返工处理,采取调整换填层厚度与更换其他品种填料等措施。
6、抛石挤淤法
抛石挤淤法通过向软土地基中抛入若干数量与适当体积重量的片石,受到片石重力影响,强制将所分布淤泥与软粘土挤出地基,由所抛入片石来占据软粘土原有位置,从而实现改善软土地基承载性、提高地基强度与控制地基沉降量的施工目的。但是,抛石挤淤法仅使用于处理土层厚度在3m以内,且表层无硬壳的淤泥质土地基。同时,为取得良好的软基加固效果,在条件允许前提下,技术人员可选择组合采取抛石挤淤法与土木合成材料加固法,在软土地基淤泥以及填筑体交界面设置土工织布等材料,以此改善整体抛填质量,预防淤泥混入填筑体等问题出现。
结语:综上所述,在市政工程建设期间,施工单位需要深入了解地理环境与地质条件,结合工程情况与软土地基类型,灵活运用强悍方法与排水固结等软基加固技术,科学制定软基处理方案,施工阶段必须技术人员必须掌握技术操作要点,严格控制各施工环节的建设质量,切实满足现代市政工程的施工需求,为市政工程的发展提供技术保障。
参考文献:
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[2]郑志成.浅谈市政工程施工中的软基加固技术[J].河南建材,2019(05).
[3]季秀华.浅谈市政工程施工中的软基加固方法[J].城市建设理论研究(电子版),2019(17).