公路工程中湿软路基处理方法论文_高东风

公路工程中湿软路基处理方法论文_高东风

新疆小海子水利建筑安装工程有限公司 新疆图木舒克市 843900

摘要:经济的发展,城镇化进程的加快,促进公路建设项目的增多。公路工程施工量大,线路较长,线路经过地区的地形地质条件比较复杂,常常会遇到湿软路基。而湿软路基的含水量大,稳定性差,不能满足施工规范要求,需要有针对性地采取处理方法,以提高湿软路基的承载力,确保路基稳固可靠,为后续施工和提高整个公路工程质量奠定基础。本文就公路工程中湿软路基处理方法展开探讨。

关键词:湿软;地基;处理

引言

公路工程施工过程中经常遇到复杂的湿软土路基处理工作。湿软土为路基承载力低的黏性土。湿软土整体呈软塑状及饱和状态,通常富含植物有机质,孔隙比大于1,含水量超过液限。若天然孔隙比大于1且小于1.5时称为淤泥质土,若天然孔隙比大于1.5时,称为淤泥。大量实践检验证明,此类路基土十字板剪切强度小于30kPa,含水量通常高于40%。湿软土路基的整体强度不大,承载力也较低,固结速度较缓慢。湿软路基处提升路基土的力学强度的常规方式是排水固结地基土。

1湿软路基的分类

(1)湿土。地基土本身强度足够,所处位置受地下水或地表水长期作用,路基处于潮湿或过湿状态,处理的主要措施是加强排水。(2)软土。地基土本身强度不够,处理的主要措施是补强。(3)湿软土。地基土本身强度不够,又处于潮湿或过湿状态,处理的思路是先将水,后(或同时)补强的加速排水固结与增加地基强度相结合的方式。软土指饱和的软黏土,不包括饱和砂性土和液化土.按成因分海洋沿岸沉积、湖盆沉积和河滩沉积.按物理性质分软黏性土、淤泥质土、淤泥、泥炭、杂填土和其他高压缩土层,如表1为软土鉴别指标。

2公路工程中湿软路基的特征

(1)渗透性差。通常湿软路基的渗透性系数在1×10-4~1×10-8cm/s之间,渗透性能处于非常低的状态。并且垂直层面上难以透水,影响湿软路基排水固结,对湿软路基的有效处理带来不利影响。渗透性差还可能延长路基沉降时间,对沉降观测和施工进度带来不良影响。(2)含水量大。湿软路基含水量较大,一般在20%以上,有的甚至高达70%,呈液限状或流动状。同时湿软路基的孔隙比较大,影响其压缩性和抗剪强度,对路基施工带来不利影响,需要采取有效方法进行处理。(3)抗剪强度不足。湿软路基的有机质含量较多,大大降低了路基的抗剪强度,影响路基稳定性与可靠性。同时还对湿软路基排水固结带来不利影响,增加湿软路基处理难度。(4)压缩性高。湿软路基孔隙较大,一般会超过1,土体间黏结不牢固,不利于压实。再加上含水量大,土体容重小,有机质含量高,加大了土体的整体压缩性,影响对土体进行压实,难以达到固结稳定状态。

3公路工程中湿软路基的处理方法

3.1浅层处理法

依据土中附加应力的分布规律,软土路基可以承受的应力非常小,承担较大应力的部位为公路路基垫层。换填法减少路基沉降量,增强了路基承载力,明显加快了路基的排水固结速度。与此同时避免了冻胀效应,减弱了膨胀土的胀缩效应。抛石挤淤法的原理是使用不易风化的石料挤淤,挤淤填料含量不超过20%且填料粒径小于30cm。填料抛投原则是沿路中线向前抛填抛投,之后再从两侧扩展。填料抛到湿软路基面后,选择粒径比较小的石块填塞垫平,最后选用大型碾压机械压实。碾压结实之后设置完整的反滤层后继续填土,填土碾压的基本原则是分层填筑、分层碾压。土工合成材料垫层的施工措施是首先铺设土工格栅,期间必须用插钉把格栅牢固固定于路基底部表面,保持格栅始终呈拉紧状态,防止格栅皱褶。对铺设土工合成材料的湿软土路基,必须首先清除路基表面的坚硬突出物,保持路面的平整度,施工机械不能直接碾压土工格栅,土工格栅设置完成之后必须及时填筑填料,防止雨水淋泡以及阳光暴晒。若是某一方向格栅强度较高的在垂直于路基轴线方向上,保持两个紧邻的格栅搭接宽度维持在20cm,最后还需采用0.9mm的钢筋将搭接处绑扎结实。

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3.2排水固结法

其工作原理为:通过预压荷载排出湿软路基孔隙水,减小路基土的孔隙体积,让湿软土逐渐排水固结,相互挤压和黏结在一起,降低孔隙率,提高土体黏结性能,解决路基不均匀沉降和不稳定问题。排水固结法的施工设备和材料主要包括砂井机、聚丙烯、聚酯砂袋等。采用砂井排水法施工时,先在路基表面铺一层0.6~1.5m厚的砂垫层,确定砂井位置并打好标记。砂井施打方法有打入式、射水式、袋装式、螺钻式,打入式砂井直径通常为10cm,深度控制在1.5~3.0m之间,射水式砂井对湿软路基扰动小,袋装式砂井将砂子装入袋子并沉入砂井中,螺钻式砂井施工速度慢。这些方法均有自己的特点、优势和缺陷,施工中应该结合具体需要合理选用。

3.3粉喷桩

通过特殊装置将压缩空气和粉体固化材料,经过高压软管和搅拌轴送到搅拌叶片的喷嘴喷出。借助叶片的旋转,在叶片的背后产生孔隙,安装在叶片背后的喷嘴将压缩空气连同粉体固化材料一起喷出,混合气体在孔隙中压力急剧降低,使固化材料黏附在旋转产生孔隙的土中,转到半周另一叶片将土和粉体固化材料搅拌混合在一起。

4湿软路基稳定性与沉降观测方法

4.1湿软路基稳定性观测

沿湿软路基纵向每距离大约80~180m设置一个断面观测点,确保至少维持有3~4个断面观察点;在沿河公路的桥头位置坡脚纵向以及填挖交界处的填方端增设双倍的稳定性观测点。位移观测边桩设置在路堤两侧,最好为坡脚处,如若困难则设置于坡脚外2~4m处。在可能发生滑裂和有较大失稳性地面的位置加密观测布点,通常在坡脚以外设置位移边桩,其范围大约为2~9m,设置数量大约为3~4个。与此同时,位移边桩必须确保安全稳固。断面边桩的设置以相同横轴线为原则,定期对工作基点进行桩校核,桩基点需采取对应的保护措施。地面位移观测仪器的测角精度为2″,其测距精度误差大约为±5mm。湿软路基水平位移的重点观测对象是沿河公路和采空区等地质条件较差的路段。

4.2沉降观测

在路基中心、路肩、坡趾的基底埋设沉降板,从而实现对这些部位高程变化的有效观测,掌握湿软路基沉降情况。观测方式可采用水平位移标点桩或校核基点桩,测量精度一般为1mm/km。做好标点边桩埋设工作,及时观测和掌握相关数据,为湿软路基处理和施工提供数据支撑。另外还要合理运用分层沉降仪、地表沉降板等设备对湿软路基施工过程进行观测,掌握湿软路基沉降速率,为施工顺利进行提供依据。

5湿软路基施工监测与控制

施工监测直接关系到路基施工的整体质量。工程施工监测设备主要有分层沉降仪、全断面沉降仪和地表沉降板。选择测斜仪进行土体水平位移观测,孔隙水压力计进行土体内部应力观测。施工顺利进行的前提是保证以沉降速率为控制依据。

结语

路基作为重要组成部分,它既是路线的主体,又是路面的基础。路基施工是公路工程施工的重要环节之一,路基填筑质量及其稳定性决定着公路质量的好坏及其使用寿命的长短。路基质量的好坏,关系到整个公路的质量及汽车的正常行驶。因此,必须高度重视路基,做好路基施工。虽然公路路基病害类型很多,因区域不同,环境不同,土质不同,出现的情况各异,只要我们精心施工,科学压实,采取一些针对性的行之有效的措施,定能达到事半功倍令人满意的效果,为社会提供一种安全、舒适的通行环境。

参考文献

[1]王恩峰,邓宝智.某高速公路工程软路基处理研究[J].城市道桥与防洪,2015(7).

[2]姚锐.公路工程中湿软路基处理措施[J].交通标准化,2015(20).

论文作者:高东风

论文发表刊物:《建筑实践》2019年第08期

论文发表时间:2019/7/31

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