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软土路基论文

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软土路基论文

软土路基论文范文第1篇

公路分布范围广泛,为带状结构体、承受着动静两种荷载作用,其使用性能以及安全性能与社会生产生活密切关联,对地基有较高的要求。公路由于线性等技术要求,不可避免地要经过软土地质地区,对软基处理不当,路基容易产生剪切变形,引起沉降过大,导致路堤失稳,路面开裂;桥台与路基沉降不同步,产生错台引起桥头跳车;路的中心沉降过大,引发涵管弯曲、路基路面横坡变小等问题。因此,从高标准、高质量的使用要求出发,合理、可行地处理好软土地基,已成为公路建设必不可少的一个环节。

2软土地基处治方法

软土地基的处理方法较多,从不同角度出发,可以有不同的归纳和分类,本文从加固机理、施工工艺、所用材料方面将目前公路工程中常采用的一些软土地基处理方法分类如下。

2.1置换法

该法也称做换填法,首先挖除基础下部一定范围内的软弱土层,然后分层换填强度和模量相对较高的灰土、碎石、砂等材料,并充分压实至设计要求的密度,最终形成一个较好的持力结构层,从而达到提高承载力和减少路基变形的目的。换填法处理处理深度通常控制在3m以内,但也不应小于0.5m,因为垫层太薄,则换土垫层的作用也不显著。

2.2排水固结法

排水固结法又称预压法,是对原始地基,或者在地基中设置有袋装砂井或塑料排水带等排水体,后利用建筑物本身重量或其他竖向荷载作用加压,排出土体孔隙水,逐渐固结,地基发生沉降,强度逐步提高的方法。对于排水固结法,土体的密度与预压荷载的大小以及时间紧密相关。若不考虑预压周期,土体密度只决定于预压荷载的大小。

2.2.1真空预压法

该方法是以大气压力做为预压荷载,在拟处理场地表面铺设厚度均匀的砂垫层,上覆一层不透气的密封薄膜,通过真空抽气装置,在密封膜内产生一定真空度,在内外压力差作用下,土体产生负的空隙水压力,从而达到土体固结。

2.2.2堆载预压方法

堆载预压是使用砂石、素土或者其它重物为荷载,对地基加载,排出土体孔隙水,达到土体固结的目的。加固后的地基承载力取决于上部堆积荷载的大小。真空预压与堆载预压的加固原理不同,前者通常将荷载一次加到最大值,而土体却不产生增量剪应力,故不需考虑地基产生剪切破坏。后者必须考虑加载时增量剪应力对土体的影响,控制加载速率,采用分级加载。

2.2.3深层密实法

深层密实是指采用爆破、夯击、挤压和振动等方法,对松软地基土进行振密和挤密。(1)强夯法。强夯法顾名可理解为动力压实法或者动力固结法,通常以几十吨的重锤,从6—40m落距的高处自由落下,将土体夯击密实。该法适用于处理砂土、低饱和度粉土、碎石土、杂填土、湿陷性黄土等土质地基,能够改善砂土抗振动液化的能力、提高地基的强度、降低土体压缩性、消除土的湿陷性。(2)复合地基法。复合地基法是在天然地基中设置一定数量的桩体(增强结构体),桩和土体共同承担荷载,并使地基具有置换法和密实法后形成的效应。通常复合地基的面积置换率一般为3%—25%,其中碎石桩的面积置换率可以达到40%。公路工程中常采用的状体有碎石桩、石灰桩、土桩、水泥搅拌桩、其他刚性桩(PHC管桩、CFG桩、PCC管桩、素混凝土桩等)等。高速公路工程中,深度20m以内的软土处理,水泥土搅拌桩复合地基得到了大量应用;深度超过20m的深厚软土地基处理多采用刚性桩进行处理。

2.2.4加筋法

加筋法常见主要有两种:一是土工织物法,二是加筋土法。其中土工织物法已经成功应用于我国的公路工程中,并已广泛用于软基处理、边坡稳定、结构支护、道路翻浆防治、路基路面综合排水及沥青路面裂缝处理等诸多方面,成功地解决了大量的工程实际问题。

2.2.5胶结法

胶结法是将水泥、水泥砂浆、石灰或其他具有充填性、胶结性特点的材料,渗入或者注入到各种介质之间的裂缝和孔隙之中,形成加固体,提高地基的强度与抗渗性。胶结法主要包括注浆法、高压喷射注浆法、水泥土搅拌法。

2.2.6其他方法

软土地基处理还可使用抛石挤淤法、反压护道法、冻结法、烧结法等方法。

3公路软土地基处理方法选用

不同软土地基处理方法均有各自的适用范围与条件,公路工程中,应根据公路等级、技术要求、建设周期、经济分析综合考虑来选择合理的处理方案。根据工程经验,总结了如下不同软基处理方法的适用范围。

4结语

软土路基论文范文第2篇

关键词:高速公路;软土地基;特点;处理方法

中图分类号:U412.36+6 文献标识码:A 文章编号:

在高速公路建设的过程中,由于软土地基具有孔隙大、承载能力差等特点,这就给高速公路施工带来了很大的危害。因此,采取切实可行的处理方法来加以防治,有利于提高高速公路的施工质量。

一、高速公路软土地基的危害

(一)影响道路的使用寿命

软土是指强度低、压缩性高的软弱土层,主要分为软粘性土、淤泥质土、淤泥等。软土地基质量的好与坏,直接影响高速公路的使用寿命。当行驶的车辆在软土地基上施加一定的力,很可能会出现翻浆的现象,降低地基的强度,对路面的结构造成破坏。

(二)出现质量事故

由于软土地基是因地、因层而异,具有不可预见性。因此,在进行设计和施工的过程中,如果不能结合软土地基的性质,那么很可能会出现质量事故,例如,会引起路面塌方,不均匀的沉降,使路面出现开裂、倾斜等问题,严重的时候会引发交通事故。这些质量事故会直接影响到整个施工工程的经济效益和社会效益。

(三)在设计中存在问题

由于设计部门对软土地基的设计不够准确,没有真实的将高速公路软土地基所分布的情况反映出来,应该对软土地基进行处理的没有进行及时处理,在设计中不能从高速公路的实际出发,没有从软土地基对桩基础的承载力会产生影响的方面进行分析,从而导致高速公路出现了倾斜、裂缝、路堤失稳以及沉降等危害。

二、高速公路软土地基的特点

高速公路软土主要是由淤泥和软粘土组成的,里面含有一些有机质,软土中的含水量比较高,其孔隙很大,而且压缩性比较高,强度低,其渗透性比较差,有较高的灵敏度,在荷载的作用下,抗剪强度比较低,同时,具有流变性显著等特点。

三、高速公路软土地基处理方法

(一)表层处理法

对于浅表层软弱土的处理可以采用表层处理法,其适用范围是粘性土和粉土。在通常情况下,主要是对深度在一米的软土进行处理。这种方法主要是在地表排水的情况下,在地表铺砂土或者铺土工布等材料,并且运用高效添加剂,这对地表层的含水率可以起到很好的改善效果,同时使得土体的结构、地基土承载力得到改善,从而有利于保证施工机械的正常使用。表层处理法是非常简单的,在采购材料时比较方便,而且价格低。因此这种方法是高速公路软土地基处理最经济、又可靠的方法,在使用表层处理法时,可以根据施工场地的实际情况,以便达到最佳的处理效果。

(二)换填法

该方法主要是将高速公路软土换成优质土,以保障填土的稳定性,并且使土的沉降量减少,这种方法的适用范围是砂、碎石等填筑材料抗剪强度较软弱土层。在具体施工时可以利用人工挖土进行换土,同时也可以采用爆炸法,将软土挤出,然后强制性的将软土进行置换。这两种施工方法都比较简单,能够在很短的时间里完成置换的任务。从可靠性来进行分析,通过人工进行挖掘的方法最可靠。其中需要注意的是置换材料必须选择具有很强承载力的粗粒土,必须对粗粒土进行压实。

(三)加载法

加载法主要是为了增加高速公路软土地基的强度,以防止在填土内的构造物发生有害沉降现象,对路面结构造成损坏,这种方法的适用范围是软土地基。促进软土地基沉降的方法主要有:(1)增加地基上的压力,以减少土中的水含量(2)利用填土加载法,在地表上面铺砂,使用不透水膜,依据大气压力的基本原理,来促进软土地基的处理。在使用填土加载法过程中,必须要充分考虑地基是否稳定。利用大气加压的方法不会对地基带来破坏,但是要注意的是这种方法可能会受到地基适应性的影响和限制,而且使用的工程费用比较多,在一般情况下不推荐使用这种方法。

(四)排水固结法

在通常情况下,排水固结法是一种比较常见的高速公路软土地基处理方法,主要是利用长度和间距不同的袋装砂和砂垫层进行相互间的结合,其适用范围是砂土。虽然这种方法比较普通,但是十分经济实惠。

(五)深层处理法

深层处理法的适用范围是复合地基。对于高填方路基和桥头路基,可以从路基的厚度、所含数量来进行分析,然后可以使用粉喷桩的方式对软土地基进行处理,进行深层处理后体现出来的效果通常很明显。

(六)轻质路堤法

这种方法主要适用范围是软土地基粉细砂路堤。该方法在很大程度上减轻路堤自重,使软土地基上面的附加应力减小,从而达到减少沉降的目的,同时它是一种非常节约填料的软土地基处理方法。

(七)真空预压法

这种方法的适用范围是淤泥黏土层。对软土地基的快速沉降起到很大的作用,同时能够增加软土地基的承载力,应用效果非常明显。

由此可见,高速公路软土地基处理方法有很多种,被广泛应用于各种工程实例中。例如,在2012年的四月,某高速公路路基发生垮塌,导致公路交通中断,近150多台车辆,400余人受阻。通过对事故发生原因进行分析,利用换填法,向事故现场运大量石块,将石块填埋路基中,经过抢修使地基稳定下来,处理效果十分明显,快速恢复了高速公路的正常运行。

总结:

综上所述,在高速公路的建设和发展中,常常存在软土地基处理不当等问题,可能会引发很多病害。那么,如何采取切实可行的软土地基处理方法,保障公路施工质量,保障高速公路的运营安全,应该得到高度重视和切实解决。只有根据高速公路软土地基的性质和实际情况进行分析,然后采取有针对性的措施,不断的引进新技术、新方法、新材料,在具体的施工中对施工技术进行严格控制,才能有效提高施工质量。

参考文献:

[1]刘辉.浅谈高速公路软土地基处理技术[J].公路交通科技(应用技术版),2011(3).

[2]陈丽.高速公路软土地基处理对策研究[J].黑龙江科技信息,2011(3).

软土路基论文范文第3篇

关键词:深厚软土 软土路基 处理技术

一、前言

随着我国道路建设的迅猛发展,在道路的施工建设过程中,不可避免的会遇到深厚软土路基,与普通的路基不同,软土路基的强度很低、固结时间长、易产生变形等特性,在外载荷的作用下引起地基的过大的变形或是沉降等一系列的问题,因此,在软土路基上建造建筑物或进行道路施工,必须要对软土路基进行相应的处理,采取一定的技术措施改善软土路基的工程特性,消除各种不利的因素,确保在软土路基上施工的稳定性和安全性。

二、深厚软土路基及其特点

我国《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》中给出软土的定义为:滨海、湖沼、谷地、河滩沉积中具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性大、抗剪强度低等特点的细粘土。软土路基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土、杂填土、吹填土或者是由压缩性极高的土层组成的路基。一般认为土基在外载荷的作用下,使得路基的强度不够或会产生过大的变形,导致建筑物出现下沉、严重时会引起裂缝直至破坏,这种路基就称之为软土路基。大量的工程实践证明,软土厚度超过1.5cm的软土路基称之为深厚软土路基。由于深厚软土路基具有固结速度很慢,处理难度很大,施工沉降大的等难点,因此,关于这些问题要不断加强这方面的研究。

三、深厚软土路基表层处理技术

表层处理就是通过利用软土自身的力学特性或者利用外加处理材料的特性,使得软土路基的表面形成一个受力的范围,通过扩大器受力的范围,可以有效地降低深层软土的受力,进而降低了深层软土遭到破坏的可能性。

(1)采用软土硬壳层对软土路基进行回填碾压处理。软土硬壳层是指细微的土壤颗粒,在水流冲击的作用下,沉积在内陆湖泊以及海洋沿岸等处从而形成了不同类型的软土结构。由于软土硬壳层的连结力的增加,使得土壤的应力集中逐步扩散,从而降低了软土路基的沉降的可能性,同时,还进一步地提高了土壤的承载能力,有效地增加了路基的极限高度。研究者根据工程实践的经验总结出采用软土硬壳层来设计施工路基的步骤,其中包括现场勘探、分析勘探数据资料、确定设计方案、试验验证、正式施工等。

(2)采用堆载预压法技术处理软土路基。堆载预压法是指通过利用软土路基自身的重力,逐渐使软土路基下层加速固结的一种方法。堆载预压是在建筑物建造之前,对地基进行堆载预压,逐渐使软土路基固结,以满足建筑物对软土地基稳定性的要求。

(3)采用土工合成材料技术处理软土路基。土工合成材料是指利用岩土工程并结合合成材料加工成的产品的总称,通常有反滤、排水、隔离和加固补强等功能。软土路基常用的土工合成材料有土工织物和格栅两种。

四、深厚软土路基深层处理技术

软土路基表层处理是依靠软土自身的应力应变的性能,结果是形成一种修补结构,由于许多软土段的结构物对工后沉降的要求很严格,仅依靠表层的处理并不能满足其要求,这就需要对软土路基进行深层的处理。

(1)采用预应力管桩技术处理软土路基。这种处理技术是指在桩顶上接有由钢筋混凝土制成的桩帽、管桩以及地基组成复合地基,此作用下可使地基得到加强。管桩的设计包括垫层的设计(其组成类型、厚度、应力以及强度的分析等),管桩的设计(管桩的类型、尺寸、形状以及桩帽的设计等),计算地基沉降的幅度和侧向的变形情况以及验证地基的稳定性四个组成部分。沉桩采用的方法分为锤击、振动、静力压桩方法三种。

(2)采用沉管灌注桩技术处理软土路基。施工程序为桩孔就位、沉管、拔钢管以及振捣混凝土、下放钢筋笼、浇筑混凝土到桩顶。沉管灌注桩分为锤击和振动两种。

(3)采用深层搅拌桩技术处理软土路基。该方法用于加固饱和的软粘土地基,其原理是以水泥作为固化剂,经过深层搅拌之后,在钻井的过程中将其注入, 浆液与软土固化成具有一定强度的水泥土,从而起到了加固地基的作用。水泥搅拌法常用于加固各种饱和的软粘土,一般水泥作为固化剂最为常用。深层水泥搅拌技术包括水泥浆喷射搅拌和水泥粉喷射搅拌两种施工方法。

(4)采用塑料排水板的技术处理软土路基。塑料排水板可以替代砂井起到排水的作用,排水过程要流畅,因此,塑料排水板要具有较强的渗透能力,同时还应具有一定的抗拉、抗折强度,抗老化的性能以及在水中保证不会变形,强度不会降低等性能。

五、深厚软土路基监测技术

由于路堤载荷的作用造成地基沉降以及并影响稳定性,同时也会影响到周围的地基和建筑物,处理不当,会引起致路堤失稳,建筑物遭到破害等一系列的问题,因此,在深基坑和隧道施工中需要运用地基检测技术,软土路基检测的项目如下所示。

1 地面沉降检测 该检测是指把沉降仪器埋设在路堤的地面中进行测量,从而检测出地基在一定时间中的沉降量。

2 深层沉降检测 该检测是把沉降仪器埋设在距路堤具有一定的深度进行测量,用来检测地基的压缩厚度以及地基各层的变形情况。

3 路基稳定观测 该检测是指通过利用路基上的位移观测桩检测其移动的情况,以检测地基的水平移动和隆起,从而确保路堤施工的稳定性。

4 土压力观测 该检测是指在路基的施工过程当中,通过提前埋设在路基表层下面或是路基的机体内的土压力计,以测量其压力的变化情况,检测出的数据作为施工的指导。

六、深厚软土区桥台后路基处理技术

软土地基上桥台往往采用短承桩,桥台的沉降量很小。由于桥头路堤的填方很高,使得作用在地基的载荷很大,作用在桥台上的土压力也变大,因此,要确保好桥头路堤地基的稳定性和有效地减小桥台和后台的沉降差,处理桥头路基通常有永久处理和易修补处理两种方法。

七、结论

深厚软土路基处理的好坏直接影响着道路的承载能力,软土路基在道路施工建设和建造建筑物的过程中比较的常见,因此,对软土路基的处理问题要展开的一系列的研究,本文简要的介绍了处理软土路基的几项关键技术,并总结了一些处理方法的设计步骤,可以根据软土路基不同的特点采取相应的处理技术,进而保证工程的施工质量。

参考文献:

[1] 刘鹏.深厚软土路基处理关键技术的研究.上海交通大学硕士学位论文.2006

软土路基论文范文第4篇

【关键字】道路施工,软土路基,处理技术,应用

中图分类号:U41文献标识码: A 文章编号:

一、前言

在道路工程的施工过程中,在路基工程的处理方面,一定要特别细心,因为路基将影响到整个道路工程的质量问题,不管是道路工程的全部承重负荷都将由路基来承载。最容易因为路基方面出现道路安全问题的是软路基,一旦软路基没有采取一定的措施进行处理, 就会出现很多施工质量和安全问题,因而,加强对软路基的施工技术探讨,有着十分重要的意义。

二、道路工程软土路基施工原理分析

土体是由不同尺寸和不同成份的土粒组成的多相分散体系。就构成强度而言,土体属于分散介质,土体的强度由土粒之间的连接强度所决定。从构成土体的整体强度来讲,起决定作用的是土粒之间的粘聚力和土粒之间的内摩阻力。通常情况下,土中矿物都具有不同程度的亲水性,水的浸入使土体与水发生强烈的相互作用,致使土粒周围的结合水膜加厚,特别是扩散层松弛结构水的增多而引起土体的膨胀。水的存在又起到作用,降低了土粒之间的内摩阻力。

大量水浸入土体使土体离散,形成湿坍和水化现象,降低了土体的稳定性。影响土体稳定性的因素较多,主要有分散度、土的成分、土中天然胶质的性质以及土体的密实性。土体的密实度越大,则孔隙率越小,水不易浸入土体,因而水稳定性较好。从土体的特性可知,含水量和密实度对于土体的强度、稳定性影响较大,也是加固处理的关键。加固土的方法有多种,按其技术措施可分为:机械方法、物理方法、外加剂法、热处理、电化学方法等。

加固土时所出现的各种作用过程是非常复杂和多种多样的,视土的性质和结合料的种类不同而异。可大体概括为化学过程、物理化学过程、物理力学过程三种情形,根据不同的加固方法上述的每一过程都将可能占主导地位,但这三种过程处于相互联系、彼此配合和相互促进之中。一般说来只有产生化学过程和物理化学过程才能使土体的强度和稳定性得以彻底的改善。而物理过程则是加速并保证化学过程和物理化学过程的充分发生。

三、道路路基施工的质量要求

1.强度要求。道路路基工程施工要保证路基强度。为保证路基在外力作用下不至产生超过容许范围的变形,要求路基具有足够的强度。

2.水温稳定性要求。路基在地面水和地下水的作用下,其强度将会显著降低。特别是季节性冰冻地区,由于水温状况的变化,路基将发生周期性冻融作用,形成冻胀和翻浆,使路基强度急剧下降。应保证在最不利的水温状况下,强度不会显著降低,这就要求路基具有一定的水温稳定性。

四、道路施工软土路基施工技术分析

1、砂垫层和砂石垫层换填

在进行软土路基施工过程中,由于软土路基是非常不稳固的一种路基,这给我们的道路工作带来了极大的难度,因此,我们可以采用铺设砂砾层的方式来避免这一过程,铺设完成后再夯实,就可以做到稳固作用。

采用这种施工技术的好处是既可以满足承载方面的要求,也可以优化路基表层的排水效果,不至于积水,使路基进一步软化。我们可以根据设计方案选取颗粒比较大的沙砾石,必要时可以掺入鹅卵石,可以依据施工地点的具体情况而定。当选用的沙砾石确定以后,就要对路基的沟槽进行处理,如果沟槽中有积水,应该采取必要的排水措施,然后再将事先配好的沙砾石填入。填入时,要逐层进行夯实,控制好填充料中的含水量,一般控制在10%至20%之间。

2.深层石灰搅拌桩的施工

在软路基中,针对于粘度较高的软粘土,可以采用深层石灰搅拌桩,实际上就是根据土壤的特性,强行将路基土和石灰按照一定的比例进行搅拌,让他们进行化学反应,这样处理以后,就会使路基达到设计中要求的承载力和耐压强度。在特殊的路基土条件下,这样处理的效果甚至要比水泥好得多。

(一)严格控制石灰原料的质量。我们所用的石灰是要经过处理的, 并且石灰的成分方面也有特殊的要求。石灰要磨碎到最大颗粒小于2 mm,氧化钙、氧化镁含量分别达到80%和8.5%以上。石灰中不能有太多的杂质,液性指标控制在70%左右。

(二)关键技术控制。在进行施工过程中,首先应当对地面进行处理, 使表层路基有一定的硬度和承载力, 确保机械的进入和移动, 配备合格的粉尘发射器、空气压缩机等设备,并认真检查,是否符合施工要求。尤其是要取路基土进行化验,根据地表土的物理和化学特性,确定石灰的配比,并设计确定桩长度、密度和粗细等。施工过程中的技术要点,施工过程中,应该控制好风力的大小,注意不要让石灰粉尘过多散失,桩基的排列上也要按照一定的模式。最常见的两种排列是等边三角形和正方形,因为从力学角度来讲这样的排列是最佳的。

五、软土路基处理方法在实际工程中的应用

1、项目简述

某条道路是该市城区的一条重要地交通性次干道,起着贯通中部城区南北交通的作用,道路全长3.8Km,红线宽40m,双向四车道,三块板断面,沥青混凝土路面,其中穿越新河河道处,建设40m三跨型墩刚构桥一座。项目所在区域,地貌场地位于河漫滩相和Ⅰ级阶级相连区域,分别属软弱场地土~~中硬场地土,场地内沟、塘众多,水系复杂,路基下大部分为粉质粘土(fak=90~150Kpa)及淤泥质粉质粘土(fak=65~70Kpa),地下水丰富,属孔隙潜水,在丰水季节,地下水位埋深0.3-1.5米,综合分析,本次道路建设场地大部分属于软弱路基。

2、软基处理方案的选择

(1)对于软弱路基粉质粘土路段(fak=90~120Kpa),采用垫层法处理,即在道路结构层下增设30cm块片石的方式来增加路基的稳定性;

(2)对于水塘段,因道路沿线水塘较多,且面积较大,经勘察,塘底淤泥基本在1.0-2.5米之间,为抓紧工期,对于水塘段,采用抛石挤淤法施工。具体操作为:抽干水塘积水后,由路中开始向前突进后再渐次两侧展开抛填块片石,块片石厚度按1.0米控制,对于局部淤泥较深处,以抛填块片石顶面稳定为控制标准,块片石经重型压路机碾压稳定后,再按路基要求分层回填粘性土。

(3)对于道路中部—面积约为3600㎡水塘,因实测水塘底淤泥较厚约2.5~3.0米,其下为深约3~4米的淤泥质粉质粘土层(fak=65Kpa),对于此处水塘采用粉喷桩加固,具体措施为:抽干水塘积水,除去表层淤泥后,按间距1.2米,桩径0.5米,等边三角形布置粉喷桩。桩长约为6m,控制桩端位于粉质粘土层上(fak=150KPa),桩顶铺设30cm碎石垫层。

六、结束语

综上所述,在道路施工中,针对软土路基的情形,我们应该采取相应的施工技术进行处理,从而保障道路施工的安全性和可靠性,这对于道路施工意义重大。

参考文献:

[1]李圣彬; 张国勇 软土地基处理方法及其在公路施工中的应用公路交通与建设论坛(2009)2010-01-20中国会议

[2]刘洪涛; 管立志; 王亮 水利施工中软土地基处理技术科技创新与应用2013-01-08期刊

[3]吴金权 关于公路施工中软土地基处理技术的分析[期刊论文] 《科技促进发展》 -2011年2期

软土路基论文范文第5篇

关键词:软土地基;地基加固;效果

Abstract: the paper combined with practical engineering, the soft soil foundation reinforcement to carry on the design, the selection of part of the section for settlement observation and horizontal displacement observation, draw in the soft soil in the practical application of different processing methods can get better effect.

Key words: soft soil foundation; Foundation reinforcement; effect

中图分类号:TU471.8文献标识码: A 文章编号:

目前国内外常用的软土地基处理方法有:浅层加固法、强夯法、砂桩挤密法、真空预压法、砂井堆载预压法、水泥灌浆法、高压喷射注浆法、深层搅拌法等。以上每种处理方法都有其自身的处理机理和优缺点,在实际应用中一般不单独采用一种处理方法,多数采用两种或多种处理方法,即组合方法。这样就可以发挥各自处理方法的优势,以达到增强处理效果的目的。

1工程实例

本项目是某市规划公路主干线的一部分。本文研究路段桩号 K2+160~K5+600,路线长约 3.44km,主线采用一级公路兼城市快速路标准,主路设计速度 100km/h,辅路采用城市 I 级主干道标准,辅路设计速度 50km/h。路基全宽为58.5m。本工程为 2009 年 4 月完成设计,2009 年 12 月底开始施工。

2软土地基加固处理设计

2.1 设计原则

软基处理设计时综合考虑本项目所在场地的地质情况、施工工期、施工工艺、取材、工程造价等因素,并充分吸取珠三角地区软基处理的成功经验,进行多方案的经济技术比较后确定。

2.2软土路基处理措施

根据本项目的工期、具体软土分布情况,因本项目大部分路段软土比较深厚,软土厚度平均达到 20m 以下。通过水泥搅拌桩、CFG 桩、砂桩、真空预压排水固结等不同软基处理方法比较,决定采用如下软土路基处理措施:

1)对于一般软基(除台后填土及构造物外)路段,采用“袋装砂井+堆载预压”的处

理方案。袋装砂井呈正三角形布置,间距 1.0~1.3m,砂垫层 80cm 厚,上铺 1 层双向土工格栅,袋装砂井深入砂垫层 30cm。

一般路段的纵向处理范围根据处理深度、填土高度等因素综合确定。进行等载或超载预压时,应在预压期内及时追加沉降土方,以平衡沉降土方维持预压高度。预压完成后,卸载土方可用于桥下绿化带填筑、简易人行道填筑或作临时施工便道之用。

2)对于圆管涵路段,软土处理方法与一般软基路段相同,并加密袋装砂井间距,预压沉降稳定后反开挖施工。

3)对于箱涵路段,先施工袋装砂井+堆载预压,卸载后进行水泥搅拌桩二次加固处理。水泥搅拌桩桩径 50cm,正三角形布置,桩间距 1.3~1.5m,砂垫层厚 80cm,上铺一层双向土工格栅。水泥搅拌桩处理的纵向范围一般为涵洞宽+4m 控制,横向处理范围为涵洞出口坡脚线外 1m。

4)对于桥头路段、挡土墙较高路段及老路路基拓宽段,原则上采用“预制管桩+袋装砂井”处理方法,但当软土埋深较浅、填土较低、挡土墙承载力要求较低的桥头路段采用“袋装砂井+堆载预压”处理。桥头引道采用“预制管桩+袋装砂井”的方法处理深层软土。预制管桩桩径 30cm,桩间距 1.8~2.6m,正方形布置,塑料排水板间距 1.8~2.6m,砂垫层厚 60cm,上铺两层双向土工格栅(分横向与纵向错开布设)。 “预制管桩+袋装砂井”纵、横向处理范围根据引道填土高度及处理深度等因素综合确定。

2.3 构造物两侧路基填筑设计

为了减少路基在构造物两侧产生不均匀沉降,减轻跳车现象,提高车辆行驶的舒适性,对桥梁和涵洞两侧路基填筑需进行特殊处理。

1)台后路基处理范围

对桥梁、涵洞、通道台后处理范围见表1。

表1 桥涵构造物台后路基填土处理范围

构造物类型 底部处理长度(m) 上部处理长度(m) 备注

桥梁 每侧大于等于5m 每侧>(5+H)m 含台前溜坡及锥坡,

且需超长 0.3m 压实。

涵洞 每侧大于等于3m 每侧>(3+H)m

注:H 为路基填土高度减去路面及路床厚度。

2)台后路基处治措施

桥涵台背路基与锥坡采用中粗砂或其他透水性材料填筑,台背路基与锥坡填土同时进行,要求从填方基底或涵洞顶部至路床顶面压实度均达到 96%。

3加固效果及现场监测

施工及监控单位根据我们设计提供的监控断面埋设沉降板、测斜管及位移边桩等器材。表面沉降仪器布设仪器见表2,断面布置见图 1。

表2 表面沉降板埋设仪器表

监测断面类型 监测项目组合

A 路肩沉降板(两侧)+路中沉降板+位移边桩

B 路肩沉降板(两侧)+路中沉降板+坡脚沉降板+测斜管+位移边桩

C 路肩沉降板(两侧)+路中沉降板+路中沉降板+坡脚沉降板+测斜管+空隙水压力计+分层沉降标+位移边桩

图1 软土路基监测横断面

袋装砂井自 2010 年 9 月开始施工,同时根据设计提供的监控断面进行监测。观测频率视不同时期而定,其中填土每填筑一层观测 1 次,两次填筑间隔时间较长时,每 3d 至少观测 1 次;预压期第 1 个月隔日观测 1 次; 预压期第 1 个月后至第三个月每周观测 1次;预压期第三个月之后至预压期结束每半月观测1次。按设计布置的监控断面见表3:

表3 监控断面一览表

桩号 软基处理方法 填土高度(m) 预估沉降量(mm)

K2+475 袋装砂井+却载预压 4.5 1050

K4+018 袋装砂井+却载预压 3.7 1020

K4+230 预制管桩+袋装砂井 5.2 315

K4+860 袋装砂井+水泥搅拌桩 4.6 530

3.1 沉降观测

从表面沉降随时间变化曲线来看,K2+475为代表断面(见图2,),在开始填土后,沉降曲线迅速增长,在等载预压三个月后,基本已经达到沉降稳定。在等载预压 6 个月后,已基本能满足设计要求的卸载沉降量值。总的沉降量与设计的预估沉降量稍小。可见袋装砂井+堆载预压施工,对于工期要求不高的路段,是可行的。

图2 K2+475断面时间-荷载-沉降曲线表

3.2水平位移观测

根据我们布设的测斜管测得的水平位移来看,在袋装砂井施工准备阶段,即铺设砂垫层施工的时候,各个测斜管均有向外侧挤出变形,水平位移值在 20mm 左右,袋装砂井施工后,各个测斜管均有向内的收缩变形。在填土过程中,随着荷载的加载过程中,都有一个向外的挤出变形值,加载稳定期间,随后有一个较快的向内收缩位移。观测值均小于 20mm,表明施工过程中,边坡是稳定的。

4结束语

通过本文研究分析可知:袋装砂井+堆载预压法,适用于饱和软土、吹填土、松散粉土以及新近沉积土施工的地基处理,对存在连续薄砂层的地基处理效果更好。袋装砂井+预制管桩法,适用于软土特别深厚的软土地基、并对地基承载力要求较高的工程。袋装砂井+水泥搅拌桩处理,适用于软土较深厚,对地基局部承载力要求较高的路段。三种地基处理方法对于处理不同路段的软土路基,经施工检验,沉降及位移均在设计范围内,地基承载力均满足设计要求。

参考文献:

[1]顾晓鲁,钱鸿缙,刘惠珊,汪时敏.地基与基础(第三版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.

[2] 李广信.高等土力学[M].北京:清华大学出版社,2004.

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