軟基加固技術(shù)在市政道路施工中的應(yīng)用研究

柳欣

(安徽省交通建設(shè)股份有限公司，安徽 合肥 230001)

軟基土質(zhì)呈現(xiàn)松散狀，其中含有大量的粘土與砂土，土體的流動(dòng)性相對(duì)較強(qiáng)，因此，在受到外部重力影響時(shí)，土體極易發(fā)生形變或推移現(xiàn)象[1]。在市政道路工程中，假定軟基處于一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，不僅會(huì)對(duì)地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成影響，同時(shí)也會(huì)提高路面坍塌事故的發(fā)生概率。

1 軟基加固技術(shù)在市政道路施工中的應(yīng)用

1.1 長(zhǎng)短樁復(fù)合地基布置

為了確保市政道路工程的施工質(zhì)量，降低竣工驗(yàn)收過(guò)程中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的概率，需要在施工前，進(jìn)行市政道路施工現(xiàn)場(chǎng)的長(zhǎng)短樁復(fù)合地基布置。通常情況下，道路地基平板基礎(chǔ)下層的附屬應(yīng)力均值是隨著地基深度變化而呈現(xiàn)一種下降趨勢(shì)的，要保證加固的道路地基可以滿足此種規(guī)律，應(yīng)在布置地基長(zhǎng)短樁過(guò)程中，隨著布設(shè)深度的提升，盡量降低樁體的總截面積。

為了滿足上文提出的內(nèi)容，確保工程實(shí)施與土體力學(xué)原理相同，可根據(jù)路面上層不同位置的荷載力分布，增加一個(gè)附加應(yīng)力結(jié)構(gòu)[2]。由于附加應(yīng)力分布曲線的繪制過(guò)程較為復(fù)雜，因此，需要采用調(diào)節(jié)加強(qiáng)體長(zhǎng)度的方式，實(shí)現(xiàn)軟土地基穩(wěn)定性的提升。在進(jìn)行長(zhǎng)短樁復(fù)合地基布置時(shí)，應(yīng)當(dāng)從樁體與樁間土體之間的協(xié)調(diào)性入手，控制設(shè)計(jì)樁體的荷載不能超出任何一方的承載能力，倘若在此過(guò)程中設(shè)計(jì)的樁體結(jié)構(gòu)不滿足地基設(shè)計(jì)需求，則認(rèn)為此時(shí)設(shè)計(jì)的樁結(jié)構(gòu)是失敗的。

因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注結(jié)構(gòu)的外向承載力，并全面考慮結(jié)構(gòu)變化是否會(huì)造成形變，此時(shí)，如果長(zhǎng)樁的受力層整體密度過(guò)高，那么市政道路中的豎向樁結(jié)構(gòu)將缺少足夠的豎向變形，當(dāng)外部荷載值達(dá)到一定數(shù)值后，長(zhǎng)樁頂部承載的作用力將呈現(xiàn)一種集中的趨勢(shì)，同時(shí)，由于軟基的承載力較差，便會(huì)導(dǎo)致道路表層形變或道路事故等現(xiàn)象發(fā)生。

目前，在市政道路施工中，布置長(zhǎng)短樁復(fù)合地基的方式較多，為了確保負(fù)載力的均衡，應(yīng)當(dāng)明確在其中長(zhǎng)樁的作用主要是傳導(dǎo)負(fù)載力。也可以認(rèn)為長(zhǎng)樁的作用是將路面表層較為集中的負(fù)載力進(jìn)行地下傳導(dǎo)，使路基結(jié)構(gòu)在投入使用過(guò)程中，不同位置受到的作用力相對(duì)均衡，達(dá)到長(zhǎng)樁、短樁、樁間土支撐結(jié)構(gòu)三者協(xié)同工作的目的，為了滿足需求，應(yīng)在設(shè)計(jì)長(zhǎng)短樁結(jié)構(gòu)前，根據(jù)市政道路工程的施工需求，對(duì)樁結(jié)構(gòu)的材料進(jìn)行選擇[3]?？蓪⒔Y(jié)構(gòu)中的長(zhǎng)樁作為剛性樁，選擇混凝土或鋼管等硬度較高的材料作為長(zhǎng)樁的設(shè)計(jì)材料，短樁的作用是均衡負(fù)載力，因此，可參照碎石樁、水泥土木樁、石灰樁等結(jié)構(gòu)，進(jìn)行短樁材料的選擇。同時(shí)，應(yīng)確保短樁結(jié)構(gòu)可以穿過(guò)加固層中淺層的軟土層，而其中長(zhǎng)樁不僅要滿足穿過(guò)軟土層要求，同時(shí)還需要考慮在布置過(guò)程中的沉降方面問(wèn)題。因此，在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)施工時(shí)，可通過(guò)承載力計(jì)算、沉降驗(yàn)算等方式，進(jìn)行長(zhǎng)短樁合理性的檢驗(yàn)。綜合上述分析，對(duì)市政道路工程中的樁結(jié)構(gòu)布置示意圖進(jìn)行繪制，見(jiàn)圖1。

圖1 市政道路工程中的樁結(jié)構(gòu)布置示意圖

圖2 市政道路軟基加固處理施工流程示意圖

按照上述圖1 所示的內(nèi)容進(jìn)行樁結(jié)構(gòu)布置。在(a)中，長(zhǎng)短樁呈現(xiàn)均勻排布方式，屬于常規(guī)樁結(jié)構(gòu)，在(b)中，樁體的總截面積相對(duì)較大，可以避免在附加應(yīng)力下發(fā)生形變的概率，更加有助于穩(wěn)固道路地基結(jié)構(gòu)，在(c)中，將長(zhǎng)樁布置在路基中間部位，可以實(shí)現(xiàn)將基礎(chǔ)樁基的彎矩調(diào)試到最小。

1.2 市政道路軟基加固處理施工

在明確長(zhǎng)短樁復(fù)合地基具體布置方案后，為實(shí)現(xiàn)對(duì)市政道路軟土地基強(qiáng)度進(jìn)一步提升，還需要對(duì)其進(jìn)行加固處理。由于軟土地基的巖土類型眾多，在對(duì)市政道路軟基進(jìn)行加固前，首先需要明確不同巖土類型應(yīng)當(dāng)具備的地基土承載力基本容許值，表1 為不同軟體地基巖土類型物理力學(xué)參數(shù)表。

表1 不同軟體地基巖土類型物理力學(xué)參數(shù)表

2 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)上述軟件加固技術(shù)在實(shí)際工程施工中的應(yīng)用效果檢驗(yàn)，采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方式，通過(guò)設(shè)置一組利用傳統(tǒng)加固技術(shù)的市政道路施工方案作為對(duì)照組，對(duì)兩種不同技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行對(duì)比分析。分別在兩組完成加固的軟土地基上設(shè)置5 個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，將本文技術(shù)施工的觀測(cè)點(diǎn)記為K5+110、K5+120、K5+130、K5+140、K5+150, 將傳統(tǒng)技術(shù)施工的觀測(cè)點(diǎn)記為L(zhǎng)5+110、L5+120、L5+130、L5+140、L5+150。對(duì)各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的沉降測(cè)量值進(jìn)行記錄，為了確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性，在對(duì)兩組觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行沉降測(cè)量時(shí)，均采用BGYCH16-560 型號(hào)沉降觀測(cè)儀進(jìn)行測(cè)量，該沉降測(cè)量?jī)x測(cè)量精度為0.1mm，符合本文對(duì)比實(shí)驗(yàn)的分析精度。從沉降測(cè)量?jī)x當(dāng)中提取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并記錄如表2所示。

表2 兩種加固技術(shù)施工效果對(duì)比

從表2 得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，采用本文加固技術(shù)的軟土地基各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的沉降值均未超過(guò)6.50mm，而采用傳統(tǒng)加固技術(shù)的軟土地基各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的沉降值均超過(guò)了15.00mm。從上述得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比可以看出，本文軟基加固技術(shù)沉降值越低，說(shuō)明軟土地基越不容易變形，抗壓強(qiáng)度越高，反之同理。因此，進(jìn)一步證明本文提出的基于軟基加固技術(shù)的市政道路施工方案可有效增加軟土地基強(qiáng)度，具有更高的應(yīng)用可行性。

結(jié)束語(yǔ)

為了提高市政道路工程的質(zhì)量性，開(kāi)展本文的研究，但此次研究并不是“終點(diǎn)”，而是市政工程道路施工研究的“起點(diǎn)”，要確保我國(guó)市政工程的可持續(xù)實(shí)施，可在進(jìn)一步對(duì)道路工程的研究中投入人力與物力，把握高質(zhì)量工程與綠色工程的平衡點(diǎn)。并在有必要的情況下，健全工程質(zhì)量監(jiān)督機(jī)制，及時(shí)做好工程質(zhì)量的現(xiàn)場(chǎng)勘查與復(fù)查，確保我國(guó)道路工程產(chǎn)業(yè)的發(fā)展向著更加完善的方向發(fā)展。此外，還應(yīng)當(dāng)引進(jìn)現(xiàn)代化施工技術(shù)，以高新技術(shù)帶動(dòng)行業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新，在真正意義上為軟土地基施工提供指導(dǎo)。