摘要:在我国沿江、沿湖、沿海等处广泛分布着软土,而这些地区一般又是发达地区,对公路需要迫切,尤其是高速公路。因而在高路堤、大型桥梁,大量的涵洞、通道处软土都给它们带来不同程度的危害。如路基的滑移,开裂,路面起伏不平,桥涵通道等人工构造物处的跳车颠簸。而使这些地区的公路建设感到非常棘手,要花费大量的人力、物力、财力和时间,去进行勘察、测试、设计、科研和施工。目的是为了整治好,处理好地基,使来往车辆及司乘人员安全,快速,舒适地行驶在公路上。
关键词:软土;软土地基;处理;勘查;设计;施工
前 言
软土对公路的危害,引起我国公路方面各具部门的重视,科研、设计、施工等单位全力以赴,协同作战,经过多年努力,已摸索了不少对策,并取得了可喜的成绩。
一、概念及危害
(一)软土及软土路基的概念
1、软土 软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。
2、软土地基
我国公路行业规范对软土地基未作定义。日本高等级公路设计规范将其定义为:主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。
(二)、软土地基在公路工程中造成的危害 1、勘察设计不详细或不准确,导致对应该作软基处理的地段未作处理设计,此类工例不少,世界银行贷款项目也存在此类现象。
2、已知是软土地基,但是未做好软土地基处理,造成路堤失稳或危及线外建筑物。
3、堆料不当,未按规定分层填筑,填土过快,碾压不当,造成路堤失稳。
4、扰动“硬壳层”或填筑不当,使“硬壳层”遭受破坏,导致路堤失稳。
5、由于台背填土使地基对结构物产生负摩阻力和纵向推挤作用,引起桥台发生变位以至损坏。
二、路基处理
目前我国软土地基处理的现状
在我国高等级公路的软土地基处理中,常用的方法主要有粉喷桩、砂垫层法、竖向排水法(袋装砂并、塑料排水板)、加铺土工织物(土工布、土工格栅)、碎石桩、砂桩、深层搅拌、强夯等。采用最多的是砂垫层+袋装砂井(或塑料排水板)土工布的处理办法,可以得到比较经济且效果较佳的结果。
(一)处理的一般原则
1.尽早用堆载预压不作深层处理软基的方法,这种以沉降逐渐达到路基稳定,是一种最经济也简单的方法。但我国公路基本建设的程序不能尽早拔款、征地、从容施工,而一旦工程项目付诸实施时,又往往限于工期,一般情况用自然沉降法将难以实现。
2.在施工工期紧迫,时间有限的情况下,除非个别低路堤地段高度在临界高度以下,可不作地基处理。
(二)勘察、设计和施工
1.软土地区的地质情况首先要弄清楚,工程地质条件复杂,还应进行工程地质分区,以便按分区不同在区别地予以处理。在勘察设计时如地质工作做的不够深,在施工时一旦发现,可作些补充勘察及勘探工作,对地质情况作进一步了解。
2.设计方案要经济又要合理切合当地实际情况。
3.所用材料数量要够、质量要保证;施工机械数量、规格、性能均要满足要求。
4.施工时要严格遵守施工技术规范和操作规程办事,以保证良好的质量,软土地段特别要注意控制填土速率,避免和产生路堤滑移或发生其它意外事情。
5.监理工作要跟上,观测仪具事先要埋置好,及时进行监理和记录。以保证施工的质量和安全。
如能树立质量第一的思想,严格将上述几项工作做好,应该说软土路基施工,可以达到安全、优质的目的。
三、桥涵通道处的处理
1.涵洞、通道处与路堤一样同时填筑施工,后期再开槽做基础;在桥台处最好前后都填土,或在桥台后背填以渗水性好的砂砾材料。
2.在这些人工构造物处采用超载预压,桥头两侧引道80~100m范围也宜如此,以加速固结,减小通车后过大的沉降。
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3.路堤如过高,下部软土层厚、沉降量过大,沉降期过长、如处理地基费用过高,且效果不一定好时就不如改用桥梁跨过,京津塘高速公路软土地区,路堤如超过6.0m,就用桥跨通过。广深高速公路也将不少高路堤设计路段,改用了高架桥方案。
4.桥台处路堤处理:为了加快地基固结,提高地基承载力,减轻路堤与桥台间沉降差,在桥台处的一定距离内采用砂桩,粉喷桩、旋喷桩等加固地基。
5涵洞和通道可采用钢筋砼箱形整体式结构,并同时扩大基础,它施工简便造价比桩基础可省些。
6真空预压:这个方法,在港工方面采用较多,最近江苏连云疏港公路也采用过,主要用于桥头路堤,在工期紧迫,为了争取时间时不失为一种应急对策。
四、喷粉桩法在软土路基施工中的应用
1、粉体搅拌法
粉体搅拌法(简称粉喷法),是用特制的设备和机具,将加固剂粉体材料(水泥或石灰)通过压缩空气的传送,与地基土强行拌和,使之产生充分的物理、化学反应后,形成一定强度的桩体(简称粉喷桩)。这是一种改善土质,提高地基强度的软土地基加固方法,可以广泛地适用于淤泥质土,杂填土,软粘土等地基加固。
2、水泥加固土物理力学特性
物理性质。容量:水泥与土搅拌后,基容量变化不大,仅比原土的容量增加5%;含水量:水泥加固土含水量略低于原土的含水量,约减少3%-7%.水泥土力学性质。水泥加固土的抗压强度,工程施工中一般采用a=7-15%为宜;水泥加固土的强度随龄期增长而增长,早期强度增长较快,7d龄期强度可达28d龄期强度的60%,一般情况下,龄期超过28d后,强度仍有明显增加,3个月龄期强度可达到0.3-2.0MPa.水泥加固土的抗拉强度。经试验,当水泥土的抗压强度在300-4000kPa时,抗拉强度为抗压强度的15%.
3、粉喷法加固软土地基的特点
粉喷法加固软土地基,是一项新的工艺,与其它软土加固方法相比,具有较多突出之处;原理科学、费用低廉。加固成本低,每米材料成本费仅10元左右;桩身质量好;地基加固后无附加荷载。干法施工。施工不需要水源,不需要排污,场地干净;桩体强度高。
4、施工工艺
(1)施工程序。放桩位——钻机就位——调平——送风——钻至设计深度——送粉——提升搅拌——提升至地平——停粉——复搅1/3桩长——提升至地平——停风——钻机移动——重复循环。
(2)施工中注意事项
①明确设计要求,了解地基的地质情况。
②开工前先打试验桩,根据不同的地质条件,合理选择钻机的档位,确定喷粉机压力和喷粉量。
③严格控制钻孔深度,喷灰时间及停灰时间,确保粉喷桩桩长,成桩应打入持力层50cm严禁在末钻至设计深度及未喷灰的情况下钻机提升作业。
④定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度,对使用的钻头必须随时检查,其钻头磨损量不得大于l厘米。
⑤喷灰机必须配有水泥计量装置,施工中及时记录水泥的瞬时喷入量和累计喷入量。
⑥桩身上部1/3桩长范围内,施工中应严格进行重复搅拌,使水泥和土充分拌和,提高上部桩身强度,使之符合荷载的传递规律。
⑦为防止水泥飞扬造成污染,当钻头提升到地面以下0.5米时,喷灰机应停止喷灰,并使钻机迅速换档下钻,上部0.5米范围内用人工回填粘土并压实。
⑧施工中应认真填写原始记录。为保证机械设备完好及人身安全,严禁违章操作
参考文献:
[1]高速公路软土地基处理技术研究 作者:杜宏
[2]高速公路软土路基施工分析 作者:李季
[3]土地基上的路基施工技术探析 作者:张紫千,王志杰
[4]高等级公路软土路基填筑施工技术探讨 作者:李光荣
[5]海相软土地基筑堤基础处理方法浅析 作者:黄伟
[6]汕汾高速公路液化砂土地基的处治与施工 作者:黄良钦
论文作者:陈丽
论文发表刊物:《基层建设》2016年23期
论文发表时间:2016/12/7
标签:路堤论文; 地基论文; 土地论文; 桥台论文; 水泥论文; 强度论文; 土路论文; 《基层建设》2016年23期论文;