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市政工程施工建设中软土地基施工技术的应用

2022-11-13刘垚毛兆众

建材发展导向 2022年9期
关键词:软土市政工程施工人员

刘垚 毛兆众

(杭州城投建设有限公司,浙江 杭州 310000)

随着经济的高速发展,城市化发展进程不断加快,市政工程作为国家的基础工程建设,能够为城市生存和发展提供重要的物质基础,能够提高人们的生活质量,满足人们的物质文明需求和精神文明需求,它的建设质量自然受到了社会大众的广泛关注。在市政工程施工建设中,很多施工企业并没有重视软土地基的施工处理,采取了不当的施工处理方式,导致处理过后的软土地基无法满足工程建设需求,不仅无法保证市政工程的使用安全,也大大降低了市政工程的使用年限。因此,在市政工程施工建设中,需要提高软土地基重视度,深刻认识到软土地基的危害后果,科学处理软土地基,有效提高软土地基的结构强度和承载性能,确保市政工程的施工安全和使用安全,延长市政工程的使用寿命,强化市政工程质量,推动城市建设高质量发展。

1 软土地基内容阐述

软土地基主要是指部分松软土、有机质土、泥沙等组合而成的松软土层,这种土层强度低,缺乏良好的稳定性,很容易发现不均匀沉降,严重危害市政工程的施工建设质量。如果不采取有效措施处理软土地基,或者采取的施工技术不当,不仅会影响市政工程的施工建设,导致施工过程中发生安全事故和质量隐患,还会影响市政工程投入使用后的安全性,降低市政工程使用年限。

详细来说,软土地基的特征如下: 1) 具有较高的压缩性。软土地基的土质松软疏离,空隙比大,含有很多的水分,而土中的有机物、微生物、矿物质等含量较高,这就导致软土地基极易被压缩,而且稳定性较差。此外,进行软土地基碾压处理时,如果施工人员采取的是先晾干软土再碾压软土的施工顺序,就会影响软土原本结构,软土表面出现很多裂纹,以网状形式呈现出来; 2) 具有较大的地基沉降量,大大降低了地基强度。进行软土地基施工建设时,软土很容易发现触变,一旦施工不当就会导致软土流失,出现分布不均匀情况。当软土结构遭到破坏后,就会严重影响它的结构强度和荷载性能,最终引发软土地基局部沉降、变形严重问题。同时,软土地基的透水性不好,以垂直层面的透水性表现为著,垂直方向几乎不存在透水性,这样进行市政工程施工建设时,当增加了一定的荷载,就会加大空隙水压力,导致地基强度下降明显。

为了有效处理软土地基,提高地基的稳定性和结构强度,就需要因地制宜,根据地基条件和施工状况合理选择软土地基施工技术。软土地基施工技术有很多种,常见的有强夯技术、真空预压技术、排水固结施工技术、置换技术等等,每种技术都有自身的适用条件和应用优势以及应用要点,施工人员需要严格遵循技术要点实施作业,最大限度发挥出各施工技术的应用价值。

2 市政工程施工建设中软土地基施工技术的具体应用

2.1 强夯技术

应用强夯技术的主要施工工具为较强重量的大锤,将大锤提升放置到超过10m的高度范围内,大锤自由落下过程中会产生强大的冲击力和冲击波,软土地基在反复冲击压实作用下,能够改变原本的松软的结构形式,压缩土壤颗粒之间的空隙,提高密实度和压缩性,确保地基具有优异的承载力和稳定性,有效避免地基不均匀沉降。强夯技术具有强大的夯击能力,可以将地面表层以下一定深度的土层夯实加固,顺利排出土壤中的孔隙水和气体,起到迅速固结土体的作用,针对一般的软土地基表现出显著的加固效果。为了最大限度发挥出强夯技术的应用效能,施工人员需要严格按照施工工艺和施工流程开展作业,详细步骤如下: 1) 未经过处理的软土地基表面会存在很多杂物,施工人员需要将施工场地打扫清理干净,加以整理,确保施工地面具有良好的平整度; 2) 合理设置强夯施工方位,准确确定具体位置,为了以防万一,最好使用鲜明的颜色标记出软土地基的强夯点; 3) 使用专业的技术手段和先进的仪器设备开展测量工作,测量内容包含施工场地的高程、大锤的顶高程、大锤顶的高度; 4) 根据原本制定的施工方案处理软土地基,起重机准时进场将大锤起吊到规定位置,通过自由下落来反复冲击各个强夯点,强夯过程中需要对夯实次数、夯实力度等进行严格控制,确保夯实效果满足市政工程施工建设要求; 5) 夯实完成后,还需要使用振动压路机再次夯实处理所有处理过的软土地基,进一步提高地基的承载力。

2.2 真空预压技术

在市政工程施工建设中,经常会遇到软土地基情况,如果未加处理,土壤中仍旧存在一些石子和其他杂物,即便路基已经完成施工,所建设出来的建筑物在使用后期依然会出现沉降问题,严重威胁着人们的生命安全。同时,这些存在的杂质还会对土壤结构产生一定程度的破坏,导致土壤颗粒间的空隙越来越大,严重降低了软土地基的密实度。就目前市政工程施工建设情况来看,进行软土地基施工建设时,部分施工企业为了短期利益和追赶施工进度,没有彻底清理土壤中的杂质,也没有严格把控土壤厚度,甚至在进行回填土施工操作时也没有遵循施工标准,最终引发地基沉降问题。

针对软土地基沉降问题,施工企业可以采取真空预压技术有效处理软土地基,提升软土地基的强度和承载力。在使用真空预压技术时,首先,需要将厚度为1.2m及以上的砂垫层均匀铺设在软土地基表面,这样能够提高土壤硬度和透水性,有效巩固软土地基。其次,需要将砂井或者塑料排水板插进加固的软土地基中,构建良好的竖向排水通道。最后,在砂垫层上均匀铺设上一层薄薄的密封塑料膜,塑料膜不能出现透气情况,需要完成隔绝大气。同时需要使用真空装置抽取塑料薄膜内的水分和空气,等塑料膜内的空气全部排出就可以形成膜内外强大的气压差,以气压差作为地基上的预压荷载,提高地基应力,起到有效的地基加固作用。真空预压技术施工简单方便,既不需要堆载工序和加载工序,也不需要卸荷工序,这样就可以投入少量的施工设备和堆载材料,节省相应的施工成本,而且施工效率明显提升。

2.3 排水固结施工技术

在市政工程施工建设中,如果软土地基的含水量太大,就会对工程施工质量产生直接影响,因此,针对含水量较大的软土地基,就可以使用排水固结施工技术进行处理,有效控制地下水位,提高软土地基结构的稳定性,确保软土地基使用性能显著提升。排水固结技术主要是将竖向排水管道插入到软土地基中,构建成片规模的排水体,然后根据工程质量加载预压,这样可以及时排除软土地基孔隙中的水分,孔隙缩小的同时土壤结构逐渐固结,软土地基的结构强度持续增强,从而有效解决软土地基沉降问题和不稳定问题。

常见的排水固结施工技术有堆载预压法、降水预压法、电渗排水法,它们都能够起到有效的排水固结作用,显著提高地基承载力,但是它们的适用条件不同,施工人员需要根据软土地基性质进行选择。堆载预压法主要适用于透水性较差的粘性土地基,将一些土石堆填在市政工程施工区域,通过加载预压地基使得地基快速沉降,发生固结变形,地基的承载力随之提升。在应用过程中,预压荷载需要等于或大于建筑物荷载,有效避免固结障碍的产生。降水预压法适用于饱和性的软土地基,使用抽水设备抽出地基中的地下水,降低孔隙水压力的同时增大土壤结构的有效应力,有效稳固地基。电渗排水法适用于含水量大的粘性地基,将金属电极插进软土地基,然后通上直流电,在电渗作用下,地基中的水分逐渐排出,有效降低地下水位,提高地基稳定性。

2.4 置换法

在市政工程施工建设中,置换法也是常用的软土地基施工技术,适用于土层厚度不大的软弱地基,一旦土层厚度超过3m,就不适合使用此技术,会加大施工成本,施工经济性不佳。应用置换法时,使用人工操作或者机械操作挖出清理浅层的软弱土层,然后再将强度较大的土壤或者坚硬的碎石头抑或稳定性好的砂石料铺垫在上面,最后使用推压机器分层碾压这些回填材料,提高地基的稳定性。置换法的优势在于施工简单,操作方便,有效提高地基的抗变形能力,减少地基沉降。劣势在于使用局限性较大,对软土地基原始土壤的承载力具有一定的要求,而且土壤置换过程中需要投入一定的人力、物力和施工材料。

使用软土地基置换技术时,为了确保置换后的地基基础达到预期效果,满足市政工程的建设需求,施工人员需要注意以下问题: 1) 需要严格检测控制置换的土壤质量,千万不能为了节省材料成本使用强度不够、稳定性的施工材料,这样往往会得不偿失,不仅浪费了大量的工作精力,而且无法取得预想的施工效果; 2) 土壤置换完成后,必须使用专业的机械设备压实处理置换土壤,提高土壤结构强度,提高软土地基的优质性。

2.5 粉喷桩施工技术

粉喷桩施工技术属于化学加固法,主要是将粉体状固化剂添加在软土地基中,然后使用专业的搅拌机械均匀搅拌,固化剂就会与软土中的土壤物质发生物理反应和化学反应,从而起到强化加固土壤的作用,提高地基的整体性、承载力和强度,减少地基变形、沉降情况的发生。粉喷桩施工技术适用于多种类型的土层范围,劣势在于施工工序复杂,需要使用专业的旋喷施工设备,施工成本相对较高。应用粉喷桩施工技术时,需要实地勘察市政工程施工建设的地质情况,了解软土分布范围、组成部分、土层厚度、土壤性质、物质含量、地下水含量等。在综合考虑多项因素的基础上制定科学的施工方案,合理设计固化剂的掺入比。然后做好技术交底工作,施工人员根据设计图纸和施工方案开展作业,确保粉喷桩施工质量。

2.6 表层排水法

表层排水法通过排出软土地基中的水分来减少土壤间的孔隙,加固夯实地基,确保地基的密实性和稳定性。此种软土地基施工技术方便简单,不需要投入太多的人力、物力、财力资源,但是也存在一定的局限性,适用范围并不广泛,仅仅适用于含水量较高的软土地基。在实际应用中,施工人员需要从软土地基中挖取一定数量的土壤,试验分析土壤的水分含量,只有确定土壤软化原因是由水分含量太大引起的,才能使用表层排水法,否则使用此施工技术很难取得良好的地基加固效果。表层排水法的施工流程为,首先,地基填筑前期,需要制定科学合理的排水方案,施工人员在相应施工位置挖出沟渠待用。其次,填筑地基时,地表的水分就可以直接排到沟渠中,有效降低土壤中的水分含量。

2.7 护道填筑法

软土地基缺乏良好的稳定性,使用护道填筑法可以压实软土土层,减少孔隙,起到固定软土层的作用,从而提高软土层的耐久性。使用护道填筑法时,可以在市政工程的两边设置一定宽度的护道,增强工程的稳固性,这样即便遇到暴雨天气,两旁的土壤也很难被冲刷干净,软土地基不仅不会发生位移,也不会凹凸不平,软土地基表面仍旧保持着良好的平整度。使用护道填筑法时,施工人员需要根据市政工程的施工建设要求合理配置混凝土,混凝土各原材料的配合比要科学合理,有效提升混凝土的结构强度。进行混凝土浇筑作业时,施工人员需要均匀浇筑,浇筑厚度控制在合理范围内,确保混凝土内部气泡顺利排出。混凝土浇筑作业完成后,需要及时振捣混凝土,正确使用振捣工艺,合理控制振捣速度、振捣时间和振捣间距,从根本上提高混凝土浇筑质量。

3 市政工程施工建设中软土地基施工技术的质量控制措施

3.1 制定科学合理的施工质量管理制度

市政工程施工建设中涉及到多项施工要素,施工环节多而复杂,施工现场的潜在隐患比较多,稍有不慎就会出现施工质量问题和安全事故,不仅危害着施工人员的人身安全,也影响了软土地基施工质量,还会拖延施工进度,带来相应的经济损失。因此,施工企业需要制定科学合理的施工质量管理制度,约束和规范施工人员的施工行为,有效管理软土地基的施工技术应用,提高软土地基施工质量,确保市政工程施工建设的有序进行。首先,需要建立岗位责任制,对软土地基施工的各个环节进行具体的责任划分,明确各部门、各人员的工作内容和工作职责,避免责任推诿现象。其次,需要完善监督管理制度,管理人员需要全面监督软土地基施工技术的应用全过程,施工中的关键环节、薄弱环节都是监督管理的重点,在严格监督下提高软土地基施工的规范性和有序性,确保软土地基施工质量达到预期的加固稳定效果。最后,需要建立健全奖惩考核机制。施工企业需要全面考核施工人员的日常表现和施工行为,要求施工人员严格遵循施工工艺和施工流程。将施工人员的任务完成情况纳入到绩效考核中,针对任务完成度高、无违规行为的施工人员,提供一定的物质奖励和精神奖励,反之,针对施工进度缓慢、经常犯错的施工人员,需要采取严厉的处罚措施,从而激发施工人员的工作积极性,提高他们的责任意识,保证软土地基施工高质量、高效率完成。

3.2 严格控制施工过程中的设备操作,提高规范性

在软土地基施工技术应用中,需要使用到不同类型、不同功能的机械设备,只有正确掌握机械设备的操作方式和使用功能,才能规范使用机械设备,确保设备始终处于安全运行状态下,从而提高施工安全系数,保障施工质量。因此,施工企业需要严格控制施工环节的设备操作,提高设备使用的规范性和安全性。具体来说,施工企业可以从以下几个方面入手:1) 机械设备操作人员入场时,需要仔细检查他们的从业合格证书和机械设备操作证,尤其是特殊危险工种必须具备操作证,严禁无证人员违规违章作业; 2)机械设备操作人员入场后,需要进行专业的理论培训和操作技能培训,熟悉各设备的使用性能,掌握设备操作规程,提高操作人员的安全意识和技能水平: 3)需要定期检查机械设备,做好维护保养工作,及时消除设备运行中的故障问题和潜在的隐形故障。

4 结语

综上所述,科学处理软土地基能够提高地基的整体性、稳定性、承载性能和强度,为市政工程施工建设打下坚固的基础,确保市政工程建设质量达到规定要求,确保市政工程的使用年限和使用安全。因此,进行市政工程施工建设时,需要认识到软土地基施工技术的应用优势和价值,将其合理应用在软土地基施工处理中,提高地基基础的稳固性,而且施工过程中需要建立健全质量管理制度,规范控制施工设备操作,提高施工规范性,确保市政工程建设质量达到规定标准。

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