道路施工具有较明显的复杂性,它与施工技术、材料质量、现场管理手段等密切相关,某项工作未落实到位时将直接影响到施工质量,甚至引发安全事故。鉴于此,需从软土路基的特点切入,提出相适应的处理技术,探讨可行的施工管理方法。
1软基特点
施工人员对于软土路基的掌握程度对工程质量影响较大,需以软基性质为基本依据选择相适应的处理技术。经验表明,不同区域的软土综合性质存在差异,体现在空隙、含水量等方面,从而引发质量问题。施工中应高度注重路基形式,在此基础上采取相适应的措施,全面整理各项软基指标,为后续工作提供参考,具体如表1所示。
表1 各类型软基的指标
例如,某高速公路工程项目中沿线含大量的软基,为创造安全的施工环境并提高效率,应对软基特点作针对性分析。掌握沿线软基的基本地质资料,在此基础上预测后续施工中可能存在的质量问题,形成应急方案,选择可行的软基处理技术,协调好施工、监理等相关部门的关系,共同携手加强施工管理。
2软基施工技术
在公路结构组成中,路基是最为基础,同时也是对整体质量影响较大的部分,此方面出现质量问题将直接导致公路整体品质的下降。软质土层在现阶段的公路建设中较为常见,需以合适的技术解决该问题,改善软基稳定性不足的状况,提高其抗荷载能力,以免发生大范围的沉降变形。通常,换填、深层搅拌法、灌浆等均是软基处理中应用较为广泛的方法,下文对几种典型的方法做出针对性分析。
2.1 换填
软基中分布的软质土层厚度较小时,选择换填法处理具有较好的应用效果,有助于提高土层的综合性能,使其具有优良的抗剪强度。换填法施工以分段的方式开挖软土,再通过动力触探测试技术掌握其强度情况,无误后方可回填石渣等性质良好的材料。换填法施工中又以抛石挤淤法较为典型,其在软土深度较小、软土性质较差的施工环境中具有良好应用效果。施工中片块石是重要材料,将其铺设在软基底部可有效挤出淤泥,提高公路路基的整体性能。
2.2 深层搅拌
现阶段深层搅拌法取得广泛应用,固化剂是主要施工材料,将其混合于软土路基中并给予充分的搅拌,利用该材料提高软土路基稳定性,使其达到有效结硬的状态,提高路基强度。工程经验表明,固化剂的合理选择对软基处理效果的影响较大,以水泥或生石灰较为合适。深层搅拌法对于作业温度有要求,应避免低温施工环境,从应用场景来看在粘性土、粉土中具有较好的应用效果。
2.3 粉喷桩
粉喷桩在多数软基处理工作中取得良好应用,通过强制性搅拌的方式改善软弱土的状态,并使用适量固化剂,从而实现对土层的加固处理,使其形成密实性较好的整体结构。实际施工中所用材料以硅酸盐水泥较为合适,并依据特定的比例掺入外加剂,确保软弱土体可实现固结。粉喷桩施工的关键在于前期试验,通过此途径确定合适的技术参数。条件允许时可采取试验室试验的方式,模拟各施工环境所对应的最合适的技术参数,从中做出评估并选择最终的指导参数。此外,应加强对施工机械设备的管理,日常维护需落实到位,此举对于提高软基处理效果也具有重要影响。
2.4 灌浆
灌浆的关键要点在于固化剂的使用,利用该材料从而达到土层结硬的效果,但与深层搅拌法存在明显区别的是,灌浆法施工需得到高气压的支持,确保固化剂可被有效挤入土层中。由于外界压力的支持,固化剂的性能得到充分的发挥,大幅减小土体的粘滞阻力,从而沿着剪切面进入并到达深层土体中,此时剪切面周边的土体性质发生变化,达到硬化状态并具有较高的强度,软土压缩性过高的问题得到有效的缓解。
2.5 深层密实
此方法的关键要点在于震动与压实,通过此方式加固软土地基,使其具有足够的承载力。作为施工人员需高度重视施工差异性问题,合理配套碾压机具。因此,若要提高深层密实技术的应用效果,施工单位则要对设备管理问题形成准确的认知,合理调整工艺参数,实现机械设备的配套化施工作业。
2.6 排水固结
对于含水量偏高的地段较合适的是排水固结法,基于此方法的应用可促进地基沉降,避免公路发生大范围下沉的问题。从现阶段的软基加固处理技术来看,应用较为广泛的有竖向排水体固结和真空预压,其在施工中的应用效果相对较好。针对含水量明显偏高的地段,则可以从中选择多种技术相结合的方式,从根本上改善处理效果。
2.7 刚性桩
刚性桩适用于处理深厚软土地基上荷载较大、变形要求较严格的高路堤段、桥头或涵洞、通道路段。公路软土地基处理可采用预应力混凝土薄壁管桩(PTC)、预制混凝土方桩、钻孔灌注桩、现浇混凝土大直径管桩(PCC桩)等刚性桩。预应力混凝土薄壁管桩宜工厂预制、现场焊接接长,外径宜为~mm,壁厚宜为60~mm,常见的桩型为外径mm的管桩。
3软基施工质量控制措施
3.1 全方位认知软基处理状况
软基处理对于技术的选择提出较高要求,应以合理的方式把控工艺,全面确保其施工质量。作为管理者应全面掌握各方法的基本特点,采取相适应的检测方法,准确评价施工质量,并加强对工艺与质量的控制。通常软土地基处理可选方法较多,如换填法、强夯法等,具体要根据实际情况做出合理的选择。从施工管理者的角度来看,应合理把控各环节质量。
3.2 制定完善的管理制度
道路工程建设水平正逐步提高,工艺与机械升级频率较快,导致施工作业模式随之发生变化,对现场管理水平提出更高要求。在此环境下,软土路基施工中所采用的管理制度也应得到灵活的调整,创建完整的管理体系,在其引导下参与到全过程质量控制工作中,全面确保工程建设质量。基于管理制度的引导作用,施工人员明确自身的职责以及工作内容,提高施工作业的规范性。路基工程尤其是软基处理中所包含的工序较多,各处细节均容易对施工质量造成影响,为确保施工作业的有序推进需形成明确的分工计划,各自完成自身职责范围内的相关工作,从而提高整体施工质量。
3.3 加强现场监督和检查
首先,抽调专员并组成专项管理小组,根据工程施工情况分配相关工作并对应至各管理人员,将监督管理落实到位。现场施工管理对于人员的综合水平提出较高的要求,管理人员要积极接受培训,不仅要提高技术水平,而且需养成良好的职业素养。其次,加大力度做好现场的监督检查。除了软土路基外,诸如其他部分的路基施工都要得到全面的监管,现场的监督检查具有必要性,通过此方式发现问题并以针对性的方式处理,提高施工作业的规范性,以免埋下质量隐患。最后,全方位做好质量验收工作。施工中存在诸多干扰因素,尽管技术方案切实可行,但不可避免最终的软基处理效果依然会与预期要求存在不同程度的偏差。因此,针对此类问题需加强质量检验,确保各环节的质量都满足要求,对于发现的质量问题应积极整改,全方位保障路基施工质量,从而推动其他环节的建设工作,提高公路项目的综合质量水平。
4结语
公路是我国基础建设领域极为关键的组成部分,在路网工程规模逐步扩大的背景下,软土路基问题也愈发明显,不利于正常施工作业,在缺乏合理处理措施时将对施工质量造成不良影响。公路工程建设工作中需结合多方面因素,挑选合理的施工技术,从根本上解决软基处理质量问题,提高其整体承载力,为道路其他结构的施工创造良好条件。
撰稿:文堂辉,中交第二公路勘察设计研究院有限公司工程师,研究方向:道路工程勘察设计。
(转自《中国高新科技》杂志年第12期)