中交一公局第三工程有限公司北京市101102
摘要:软土地基是土木工程建设中常遇到的一类问题,由于土壤含水量高且透气性差,因此承载力比较弱,地质结构稳定性差,施工期间常出现地面开裂乃至路基整体坍塌等安全事故,导致施工中断。目前,针对软土地基的施工技术体系已经比较完善,在土木工程建设中,可采用的处理技术方法有强夯法、置换法、排水固结法、粉喷桩施工技术等,为了保障技术应用质量,应加强施工管理,做好施工准备工作,加强施工现场管理,提升施工人员综合素质,加大施工监管力度。
关键词:软土地基;施工技术;施工管理;提高土木工程施工质量
步入二十一世纪以来,我国建筑行业投资总额持续增长,为建筑工程的技术提高提供了一个良好的环境。土木工程作为主要的建筑工程项目,为了满足现代化建筑工程的建设要求,其技术理论体系的研究不断深化,在进行施工时,注重技术的创新,加强施工管理,逐步完善现代化土木工程施工体系,对于提供土木工程施工质量具有积极意义[1-3]。土木工程建设环境较为复杂,在施工过程中,常常会遇到一些导致施工中断的问题,比如说软土地质,这类土层常常会发生沉降量问题和涌土问题,难以处理,而且极易留下安全隐患。深入研究软土地基的特性,采用合适的软土地基施工技术,加强施工管理,能够有效解决软土带来的地基不稳问题,提高土木工程建设质量。
1.软土地基概述
软土地基是受到地质水文条件影响形成的,常发生在滨海地区、入海口或者是与水流相接的区域,土壤由于长期受到浸泡处于缺氧状态,且含水量极高,会逐渐变为软土,这些土壤的性质都与淤泥较为相似,因此形成的土层结构极易发生沉降量问题[4-5]。虽然说,目前的土木工程施工体系已经较为完善,施工技术先进,但是常遇到令人头疼的软土地基,由于软土层承载力过低,会导致工程无法按照正常施工程序进行,动辄发生施工中断的事故,工程建设效率大打折扣,而且如果没有处理好,还会影响到工程建设质量,遗留质量缺陷。
1.1沉降量问题
软土地基是指由淤泥或具有相似性质土壤组成的土层结构,土壤由于长期处于缺氧水饱和状态演变为与淤泥性质相近的软土,具有土壤孔隙大、压缩模量小的特征,发生沉降量问题的风险极大。在土木工程建设过程中,涉及到地下部分施工的项目,比如说城市地下管道铺设工程等,对于这类问题是较为敏感的,因为一旦地基沉降,将导致地下结构剪切性破坏,继而埋设的管道损坏。因此,为了保证工程建设质量,一旦遇到软土地基问题,必须谨慎处理,否则后期容易发生大规模沉降事故,危及工程所在地的人员的生命安全,造成不可预计的负面效应。
1.2涌土问题
涌土问题,是土木工程建设中遇到软土地基常发生的一个问题,会对工程的填土施工造成影响,因为一旦填土设计不合理,就会发生涌土问题,使得施工效果达不到预期目标,必须重新施工。在进行路堤施工时,常常出现填土过多,高度超过限制的情况,出现涌土问题,引起剪切破坏现象,发生路基涌土滑坡事故。比如说在高速公路施工过程中,在路堤施工期间,如果没有考虑到涌土问题,填土过高,就容易出现路堤两侧边坡高度不一致的情况,从而导致路基倾斜度上升,甚至发生路堤剪切破坏的现象,发生路基涌土滑坡事故,引发交通安全事故,继而导致该路段交通中断。
2.软土地基施工技术
2.1强夯法
在土木工程建设中,发生地基沉降问题的关键因素为土壤孔隙过大,根据这一软土性质,人们提出了强夯法这一软土地基施工技术。在所有的软土地基处理技术中强夯法最为简单粗暴,其技术设备为重锤等大型机械设备,施工工艺为利用重力作用不断捶打软土地基,从而提高土壤密实度,来确保软土地基的稳固性。相比较而言,强夯法对环境和设备的要求都比较低,施工工艺简单,效果显著,尤其是在砂质土壤和混杂性填土的地基处理中。但是,在使用这一软土地基处理技术时,应该事先做好地质勘测工作,勘探周边地形环境,明确地基承载力,然后再制定科学合理的技术应用方案,选择合适的机械设备,确定重锤的质量、夯击高度以及夯击次数,同时若施工地人口密集,应做好降噪防噪措施,选择合理的施工时间[6]。
2.2置换法
除了强夯法之外,在土木工程建设遇到软土地基问题时,还可以采用另一种简单易行的方法——置换法,直接将淤泥性质的软土用其他土壤置换掉,这种方式无需考虑到土壤力学性质改良这些因素,但是工作量比较大,因此不适用于大规模施工中,而且,在置换后由于地质水文条件未改变,可能无法达到预期效果。如果,符合置换法的适用范围,就应该开始准备工作,根据地基建设需求,综合周边土壤的供应环境,选择合适的土壤,在置换工作前,对土壤进行物理参数检测,并且进行力学分析,以保障土壤置换的效果,避免无用施工。
2.3排水固结法
含水量高,是软土地基的一个典型特征,针对这一特征,人们研发出了排水固结法,这一软土地基处理技术适用范围极广,除了泥炭土外,其他性质的软土地基都可以采用这一技术方法。排水固结法的技术原理,就是通过竖向排水井和砂井的设置,在地基中铺设排水渠道,从而提升软土地基的排水功能,避免土壤长期处于缺氧水饱和状态,从而降低土壤含水量,以免发生大面积沉降问题。相比较前两种软土地基施工技术,排水固结法技术含量比较高,无论是排水设施的选择,还是排水渠道的设计,都需要综合考虑到各方要素,遵循科学合理的原则,以切实提升排水效率,如果设计得当,可达到一劳永逸的效果[7-9]。
2.4粉喷桩施工技术
粉喷桩施工技术通过将粉体状固化剂加入到软土中,充分搅拌混合,能够起到改变软土地基结构稳定性的目的,从而解决软土地基问题。在技术应用前,首先应该做好检测工作,采集软土进行分析,明晰软土各项物理及化学参数,并以此为依据选择粉体状固化剂,将适量固化剂加入地基中,深层搅拌,使二者充分接触、结合,软土地基可逐渐凝固,结构趋于稳定,这与混凝土结构优点类似。在粉喷桩施工技术应用过程中,施工团队必须具备较高的桩基施工技术水平,合理准确使用桩机,操作必须规范。
3.加强软土地基施工管理,提高土木工程施工质量
在土木工程中,无论是在施工过程中,还是工程竣工投入使用后,软土地基始终是一个不稳定因素,最好能通过一定的技术手段改良其力学性质,保证其承载力和稳定度,才能够顺利开展工程建设工作,并且彻底消除由于地基不稳定因素而引起的质量安全问题。为了保证施工技术质量,应根据软土地基的力学性质和所处区域,秉承“经济、合理、高效”的原则,选择合适的软土地基施工技术,同时,加强施工管理,以提高工程建设质量[10-13]。
3.1做好施工准备工作
目前,针对软土地基的处理技术体系已经较为完善,施工单位可根据施工区域的地质情况和土壤性质,选择合适的软土地基处理技术,因此,在施工之前,应该做好准备工作,开展全面细致的地质勘测工作,明确施工区域的周边环境,明确软土地基软黏土土层成分,测定渗透系数。清理好场地,开展测量及放样工作,采用先进的勘测仪器,对施工现场进行测量,技术团队根据勘测结果选取施工技术方案,进行现场工艺性试验,综合考虑施工单位人员、物资配置,根据施工现场原材料供应及机械设备使用的情况,确定具体可行的施工方案,并且根据施工方案进行造价预算管理,明晰施工进度方案,为施工阶段的管理工作打好基础。
3.2加强施工现场管理
在进行软土地基施工前,技术人员应该明确每一种软土地基处理技术的适用范围、最大处理深度、技术应用流程及各个环节的执行标准,并且将这些技术要点和注意事项告知全体施工人员。在施工现场,管理者应该加强对于各个管理细节的控制,实施精细化管理,将工程划分为不同模块,推行目标质量责任制,将整体工程质量细分落实到每个参与者身上,督促施工人员规范自己的技术操作,提升责任意识。同时,加强对施工现场原材料的审核,加强施工设备管理,确保各项工作按照预计方案开展,并根据实际施工情况适当变通,比如说在遇到污水聚集且淤泥层较厚,排水相对困难的地段,大可不必采用单一的软土地基施工技术,而是综合应用排水固结法、置换填充法护抛石挤淤等方法,以保证地基处理效果。
3.3提升施工人员综合素质
随着土木工程建设体系的发展,软土地基处理技术日渐完善,其施工工艺水平不断提高,与此同时,施工人员也应该不断进行提升,学习最新的技术知识,明确技术施行标准,掌握相关技术操作。施工单位应该加大对于施工人员的培训力度,采取集体培训和施工现场教学指导的方式,对其进行系统培训,确保施工人员的技术操作水平能达到各项软土地基处理技术的标准,并且提升其质量责任意识,端正工作态度。施工期间,让施工人员负责检查相应责任区域的技术设备,排查施工过程可能存在的漏洞及安全隐患,优化建设资源配置,提高资源利用率,确保各个施工环节能够按照计划、按照制度有条不紊地进行[14]。
3.4加大施工监管力度
土木工程建设行业的发展,为施工技术研发及应用提供了资金支持,但是无论是在管理还是在监督上,都仍然存在一定的漏洞。在土木工程建设软土地基施工期间,施工单位必须加强施工期间的技术质量管理,以保障施工质量,但同时,工程监理等相关部门也应该充分发挥监督职责,以软土地基处理技术执行标准为基础,完善施工质量监管细则,从原材料管理、施工技术水平、质量管理水平等方面着手,加强原材料的采购、储存、使用管理,确保软土地基施工方案的科学合理性和信息完整度,加强施工规划及施工技术的审核,确保工程的进度、造价等在预期范围内,使土木工程建设能够按照计划有序进行。
4.结语
土木工程建设规模不一,施工环境相对比较复杂,整体上来说具有环境恶劣、流动性较强、综合性的建设特点,受到客观条件的限制,其施工难度也比较大,完善工程施工技术体系,加强技术质量管理,是提高土木工程施工效率、工程质量的关键性策略。软土地基是市政工程施工建设过程中常遇到的一种地质问题,由于地基多由与淤泥相似的高压缩性土地构成,含水量高,压缩模量小,施工期间地基结构常发生剪切性破坏,导致施工不得不中断,影响到工程建设进程,而且即使工程完成后,也会遗留安全隐患[15]。因此,在土木工程建设过程中,若遇到软土地基,应该采用合理的技术方法,对软土地基进行处理,同时为了保障施工质量,必须加强技术管理,严格按照软土地基处理技术应用流程进行施工。
参考文献:
[1]段志慧,窦远明,王建宁,赵华杰,田贵州.软土地基盾构隧道地震动力响应振动台模型试验研究[J].科学技术与工程,2017,17(02):106-110.
[2]陈超,尹训强,朱秀云.影响核岛抗震性能的软土地基处理中嵌岩桩布设关键因素研究[J].地震工程与工程振动,2017,37(01):40-47.
[3]马思齐,赵引,杨倩,于静巍.基于摩尔——库仑模型软土地基力学参数的敏感性分析[J].能源与环保,2017,39(04):117-121.
[4]董兴泉,李传勋,陈蒙蒙,张军,谢康和.考虑非达西渗流的双层软土地基大变形非线性固结分析[J].岩土力学,2016,37(08):2321-2331.
[5]葛琪,熊峰,陈江,谢伦武.软土地基上土-高层建筑群体系对高层建筑影响的试验研究[J].振动与冲击,2016,35(12):102-109.
[6]庄妍,王晓东,崔晓艳.真空预压在有轨电车软土地基中的应用及数值模拟研究[J].岩土工程学报,2016,38(S1):141-146.
[7]王存,侯瑜京,刘国宝,彭仁.离心模型试验模拟塑料排水板处理软土地基的方法和应用[J].地质力学学报,2016,22(01):125-134.
[8]答治华.排水固结法在高速铁路无砟轨道路基软土地基处理中的应用效果分析[J].铁道建筑,2016(05):131-134.