文/姚鵬
軟土地基是公路橋梁建設(shè)中較為常見的一種情形,其黏度低、穩(wěn)定性差,對公路橋梁承載力的負面影響極大。對此,施工單位必須予以有效處理,確保路基的安全穩(wěn)定性,提高公路橋梁的使用安全指數(shù)。特別是對當下地基的不完善處理策略,相關(guān)部門必須要秉承“設(shè)計合理、施工最佳、決策最準、經(jīng)濟可靠”的原則開展相關(guān)工作,確保工程成本最小化,效果最優(yōu)化。
公路橋梁施工中,地基處理方案可選擇性較多,但卻并不存在可以生搬硬套的方案,特別是在施工地域與方案所適用地域不同的情況下,施工單位必須要量體裁衣,以適合性原則來設(shè)計方案,確保地基處理方法在適合范圍之內(nèi)。例如:施工過程中,施工人員需要根據(jù)實際施工現(xiàn)狀、具體工程地貌與地基來修改方案,以此真正解決軟土地基問題。但部分施工單位會脫離實際,以經(jīng)驗主義施工,最終導(dǎo)致施工失??;再比如:換填法是當前地基處理技術(shù)中較為常用的一種方法,此方法極為簡單且直接,效果卻十分明顯。但如果所處理地基超過3m,工作量會大大增加,投入資金也會隨之增多,不符合經(jīng)濟性原則;排水固結(jié)法,即將軟土地基中的水分排出,效果顯著,但工期漫長,對工期緊的工程不適宜。另外,公路橋梁施工中地基處理技術(shù)的理論知識并不少,系統(tǒng)理論化指導(dǎo)卻并不多見,這也導(dǎo)致很多施工單位在實際處理過程中理論與實際脫節(jié),最終造成施工效果不理想[1]。
由于地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜,在公路橋梁施工中會遇到各種各樣的地基狀況,而雖然我國在此方面的研究有所進步和突破,但因施工設(shè)備落后,很多地基問題依然沒有得到有效解決。例如:施工設(shè)備因老舊、落后難以對地基進行有效施工,或者在施工過程中受制于地基狀況,導(dǎo)致工程建設(shè)被不斷延遲。這些都是設(shè)備落后導(dǎo)致的,而很多施工單位迫于經(jīng)濟狀況,難以及時有效升級設(shè)備,因此在施工方面自然就存在很多問題。另外,施工單位對先進地基處理技術(shù)的引進并不少,但因為不善應(yīng)用難以有效發(fā)揮其作用。特別是復(fù)雜的公路橋梁地基問題會導(dǎo)致地基處理技術(shù)的科學性、先進性受到影響,而不善應(yīng)用先進處理技術(shù)自然就無法展現(xiàn)出預(yù)期的理想效果。不僅如此,部分施工單位對先進技術(shù)的引進缺乏重視,施工中以經(jīng)驗主義為主,缺乏系統(tǒng)性、前瞻性思考,自然就導(dǎo)致地基處理不理想。
不同的施工單位在地基處理技術(shù)水平方面也是參差不齊,即使方法相同,結(jié)果也千差萬別,這些都對地基處理影響甚大。另外,施工單位的機械、質(zhì)量標準等也會對地基處理效果產(chǎn)生影響。例如:幾年前因施工隊的快速擴張,很多施工隊都缺乏必要的技術(shù)人才和相關(guān)培訓,導(dǎo)致施工出現(xiàn)各種問題,影響公路橋梁質(zhì)量和使用效果。不僅如此,在質(zhì)檢方面,我國的質(zhì)檢標準與方法也并不健全,很多地區(qū)的軟土地基處理后檢查標準與工作不到位,難以為施工提供有效保障。
強夯處理技術(shù)也被稱為動力固結(jié)法,它能增強地基的抗剪性,提高其抗震性和抗液化能力,在處理砂土地基、濕陷性土、濕陷性黃土地基方面具有極好的效果。該方法的主要原理是利用巨大沖擊力對軟土地基土層進行施壓,使其在內(nèi)部產(chǎn)生巨大沖擊波和壓力,最終對土體孔隙形成壓縮,完成作業(yè)。在強夯過程中,夯實點周圍的土層會在巨大沖力的作用下形成裂隙良好的排水通道,將土內(nèi)孔隙水和氣體排出,加快土層固結(jié)。經(jīng)過此操作之后,地基的承受力會大大提高,壓縮性也會降低200%~1000%,強夯處理技術(shù)是公路橋梁地基處理技術(shù)中較為常見且效果明顯的一種處理技術(shù),該方法主要適用于天然孔隙較大、含水量較高的地基當中。
換填處理技術(shù)是施工單位用來解決地基中一些問題的方法之一。該方法能有效針對性解決許多不良土壤地質(zhì)中存在的地基問題,保護地基的穩(wěn)定性,提高其承載力,杜絕安全隱患遺留。此方法的應(yīng)用能有效提升施工加固效果,但需要施工人員明確軟土區(qū)域,并對其分布位置、深度等進行精準評估,精準把握換填目標,制定可行性方案,以此真正解決問題,確保公路橋梁施工質(zhì)量和使用壽命。執(zhí)行期間,施工人員需借助開挖機具的助力進行作業(yè),若遇到較為復(fù)雜的軟土地基情況下,則需輔以人工開挖手段,以最大限度確保開挖作業(yè)的精準性。在換填完成之后,則要借助壓實技術(shù)對其進行優(yōu)化處理,確保地基區(qū)域的穩(wěn)定性、安全性。如果所處理地基區(qū)域較大,則需采用分層填換、同步碾壓的方法,這樣能提高地基的承載力,避免其后續(xù)變形。
排水固結(jié)處理技術(shù)主要針對的是含水量較大的地基,其操作原理是通過在地基中插入適當數(shù)量的排水管,讓管道以垂直排水的形式將地基內(nèi)多余的水分排出,以此來達到排水固結(jié)的效果。如:河北省某公路一期工程,其工程全長60.38km,有4 座橋梁,且線路經(jīng)過平原區(qū),局部有剝蝕低緩殘丘,經(jīng)過技術(shù)人員勘測,此工程的含水量達到56%,因此采用排水加固法最合適不過。經(jīng)過此方法的加固,該工程的含水量大大降低,地基的流動性也有所改善。真空排水預(yù)壓則是在土層中加入砂墊層和沙井,然后在砂墊層上放置不透氣塑料薄膜,施工人員借助真空抽氣設(shè)備抽氣,利用大氣壓促使土層中的水分流入沙井,起到排水固結(jié)的效果。此方法的效果雖然顯著,但成本也比較高,適用范圍窄,因而推廣使用力度不強。降水預(yù)壓法主要是利用井點抽水降低地下水位來改變地基土層結(jié)構(gòu)。電滲排水法利用的是直流電裝置,將地基中水體電流以物理性導(dǎo)向的方式讓水分流向一致,并統(tǒng)一從排水孔或沙井中排出,產(chǎn)生快速排水固結(jié)的效果,此方法存在一定的危險性,操作人員需穿戴無漏密封絕緣服,并保證操作規(guī)范,避免觸電事故發(fā)生。
施工人員在確定處理技術(shù)手段之前,必須要充分考慮并參考前期準備的相關(guān)資料,以現(xiàn)場勘察結(jié)果為導(dǎo)向,合理選擇處理技術(shù),并制定行之有效的符合現(xiàn)場施工實況的方案,這樣才能真正解決地基問題,提高地基的承載能力,確保車與人的安全,提高公路橋梁施工的質(zhì)量。在勘察過程中,勘察人員需要對地基進行全面、詳細地把關(guān)與綜合評估,確保分布位置的精準度、深度,為后期施工以及處理技術(shù)的選擇提供有效參考,避免無用功作業(yè)。以烏干達37km 工程為例,此工程全線30%為沼澤,修路難度極大??睖y人員根據(jù)參考數(shù)據(jù)和現(xiàn)場實際勘測結(jié)果,最終確定了兩種方案,分別為填換石頭、拋石擠淤。施工中,技術(shù)人員要確保施工中的石頭粒徑不能超過70cm,且必須保證石頭粒徑越靠上越小,然后再通過基層骨料的覆蓋,土工布、骨料以及細集料施工,最終灑水碾壓,形成可靠的路床。期間,設(shè)計人員并未完全照搬設(shè)計方案,而是在參考以往施工經(jīng)驗的前提下,綜合考慮后,對此工程的軟土路基實施改良,最終完成工程建設(shè)。
先進的地基處理技術(shù)能有效提高工程質(zhì)量、效率,確保地基的承載力,是當代公路橋梁地基處理過程中不可缺少的重要手段。施工單位要高度重視對先進技術(shù)的引進和應(yīng)用,重點把握施工的技術(shù)性,確保其可靠性、安全性,最終實現(xiàn)處理效果最大化、最優(yōu)化。另外,針對地基處理技術(shù),施工單位還要加強對施工人員的培訓和指導(dǎo),確保每一個施工人員都具備相應(yīng)的資質(zhì)與能力,避免濫竽充數(shù)、不懂裝懂。對于精度要求高、涉及設(shè)備較為復(fù)雜的操作,施工單位則要嚴格把關(guān),要求相關(guān)施工人員做到精細有序、施工有度,避免因馬虎大意或心存僥幸產(chǎn)生安全事故,影響施工進度與質(zhì)量。
對于地基處理后的驗收環(huán)節(jié),施工單位必須要做到嚴格把關(guān)、精準評估,強化地基處理的最后環(huán)節(jié),保證公路橋梁施工的質(zhì)量。技術(shù)人員在驗收過程中應(yīng)結(jié)合不同處理方案,以最佳檢測手段來確保獲取信息的精準度、可參考性,并及時有效地發(fā)現(xiàn)地基處理中存在的問題,便于及時修復(fù)、處理。例如:在檢測驗收鋼筋混凝土樁結(jié)構(gòu)時,檢測人員可以采用多種無損檢測技術(shù)對其進行全面的檢測分析,以確保施工質(zhì)量。以河北省某市公路橋梁施工為例,施工人員在施工前雖然已經(jīng)做了比較合適的施工處理方案,但因施工現(xiàn)場與實際操作情況有所出入,技術(shù)人員必須要及時做好質(zhì)量查驗以及施工后整體質(zhì)量驗收的工作。首先,技術(shù)人員要對相關(guān)數(shù)據(jù)進行詳細分析,對比之前的施工圖紙,確保無誤;其次,技術(shù)人員要進行施工現(xiàn)場檢測、觀測數(shù)據(jù)收集,并測量、記錄監(jiān)測點、沉降變形等數(shù)據(jù),確認其符合技術(shù)規(guī)范性;最后,技術(shù)人員還要加強對技術(shù)的研究,為下一次施工提供經(jīng)驗參考。
經(jīng)濟的快速發(fā)展推動城市化建設(shè)進度加快,而公路橋梁的施工是有效改善民生、提高經(jīng)濟發(fā)展速率的保障。施工單位在面對軟土地基問題時,應(yīng)加強重視程度,以有效的處理方式與技術(shù)解決軟土地基問題,確保公路橋梁施工的進度和質(zhì)量,延長其使用壽命。