软土路基施工技术及应用论文_陈其佼

广东省五华县天悦实业有限公司

摘要:文章结合沿海某地区市政道路软土基路段的施工实例,详细说明市政道路软土路基的施工及质量控制等措施。

关键词:公路;软土路基;施工;实例介绍

概述:在进行公路软土路基设计及施工时,应考虑其自身特点和设计要求,以及施工工期、投资等方面的因素,在确保工程质量的前提下,采取最合适的方案进行施工。

一、某公路工程地质概况

工程位于河流附近,地势低洼,河流池塘多,排水条件不良,表部有陆海混合之淤泥及淤泥质亚粘土分布,厚度一般为4-15m,局部含火壳、植物茎叶。软土分布范围广,具有承载力低、抗剪能力弱等特点。软卜淤泥具有高压缩性、低渗透性、低强度的特点。要满足高速公路路基的要求,需对地基进行加固处理。根据目前国内外的经验,针对本工程实际情况,采用排水预压法是最经济有效的。

二、软基处理施工工艺

1、软土路基施工过程控制

(1)场地清理、放线定位

施工前,按路基设计准确放线定位先清除地向表层不良土质,然后沿公路用地内侧筑埂,在埂内开挖纵横向排水沟,沟底保持不小于0.5%坡度,并接通出水口,沟深保证能及时排除地面水以疏干表土。

对于常年有地表积水或池塘地段,先修围堰、抽水、挖除表层淤泥,围堰应至少高出最高水位30厘米,不得渗漏水。

(2)设置水平排水体

水平排水体由秒垫层、排水盲沟等组成。砂垫层由中粗砂铺设而成,其中含泥量须小于3%,对砂垫层材料要采用渗透系数大于5x10-3cm/s纯净中粗砂,厚度为:吹砂路段砂垫层的厚度不小于50cm;非吹砂路段,当填土高度小于3.5m时,砂垫层的厚度不小于60cm,当填土高度大于3.5m时,砂垫层的厚度不小十80cm;铺设砂垫层时要考虑到沉降的产生,应适当填厚,以确保袋装砂井的排水。砂垫层分层进行铺设,铺设宽度应宽出路基坡脚1.0m,保证软基处理施工机械有足够机位。施工时考虑袋装砂井机械进入,可分半幅推进、半幅倒退填筑。

(3)施打袋装砂井

为保证打设质量,解决砂垫层较厚产生的阻力,采用导管或振动打设机械,振动锤的激振力为30-50t。施工时所用桩管直径应略大于砂井直径,进料口增设滚轮,管壁内应光滑。为保证灌砂密实度,宜采用机械灌砂法进行。为了减少砂井施工中对地基土产生扰动,从而避免引起地基强度降低,施工中应采用静压法施工,尽量避免复打;砂井机导管的直径和厚度要适宜,导管直径不大于120mm,壁厚不大于5~mm;拔管时水压要控制好,太大将会成扩孔,增加对地基土的扰动,太小则无法打开管的底门,从而造成“回带”,一般控制在1kg/cm2范围内。

在实际施工前,应进行试桩,以确定袋装砂井处理深度及施工机械各项施工参数指标。若实际软土层深度浅于设计处理深度时,处理深度取实际软土深度,当淤泥深度小于10m时,袋装砂井需穿透淤泥层。袋装砂井直径为7cm,采用聚丙烯纺织袋,最小拉强度不小于140N/cm,伸长率25%以下,渗透系数K>5x10-3cm/s。砂井用砂用风干洁净渗透率较高的中粗砂,大于0.5mm的砂的含量应占总重的50%以上,含泥量<3%。

预制砂袋应比设计长50cm,以确保能到达处理设计深度,制备好的砂井应避免长时间阳光直射,应随制随打。施工过程中应严格保护,不损坏不搭接,下沉过程中应防止扭曲、撕破和污染。另砂袋应在室内保管,防止日晒、雨淋。

袋装砂井为正三角形布置,严格按设计的位置、深度、间距施打,桩机垂直度大于98.5%,桩位偏差为=/-15cm,袋装砂井外露15-30cm,与砂垫层通,保证排水。

袋装砂井成桩拔管后,砂袋顶端的空段应及时进行二次补灌,以防袋装砂井的“断桩”现象产生。

袋装砂井施工属隐蔽工程,施工前认真作好技术交底工作;施工过程中严格管理,作好施工中的资料记录。

袋装砂井施工允许偏差见下表(见表1):

2、路基填筑施工

袋井砂井完成路段,按路基施工规范填筑路堤,压实厚度不大于25cm,路堤填筑过程中,每填一层进行一次观测。施工中根据观测数值及不同的填土高度严格控制路基填土速率,以确保施工过程中路基稳定和软基的固结。软基路段填筑过程中,应加强沉降和稳定性监测并做好记录,控制标准为:路堤中心线地面沉降速率每昼夜不大于l.0cm,坡脚水平位移速率每昼夜不大于0.5cm。观测结果应结合沉降和位移发展趋势进行综合分析。其填筑速率,应以水平位移控制为主,如发现沉降或侧向位移过大时,应及时停止加载,延长预压时间,待稳定后方可继续加载。

为了提高高填土路段的稳定性及减少总沉降量,填土高度为3.8-4.2m路段增设一层土工格栅,填土高度大于4.2m路段增设二层土工格栅,土工格栅的纵横向质控抗拉强度为20KN/m。

软基路段预压高度和时间要求,软基路段采用等载预压,及超载预压,预压期开始时路基填土高程=路面设计高程+预压期间路基沉降量,根据土质情况,超载高度达80cm或150cm。其卸载标准为:当沉降量小于6mm/月时即可进行卸载。

此外,对于有关春灌的涵洞、桥台软土处理应尽先完成,在确保预压完成的条件下,为后序工程创造条件。

三、观测方案

1、观测目的

通过沉降观测,进一步了解沉降速率的衰减规律,为路面施工控制指标的制定提供依据。根据沉降观测和最终沉降量的推算,掌握软基路段的沉降情况,以采取最佳措施减少工后沉降。

2、仪器的布设和观测

(1)观测仪器的布置和埋设

该软基路段软土厚度变化较大,施工条件复杂,大间距观测断面无法准确、真实地反映软上变形情况,达不到监控目的。因此,拟沿路线方向每隔20m设置一观测断面,在地质条件相差较小的路段可每隔30m设一断面,另外在跟离桥头5-10m的位置增设一断面。每一断面布设三个测点,测点分别设于路中线及路肩处。

测点用直径10cm、长为50cm的硬质木桩,并在桩顶打设小铁钉制成,埋设时采用直接打入或挖坑的万法将木桩埋设在指定位置,木桩露出地面的高度不大于10cm,表面用水泥砂浆防护,并用红油漆标明点号。

每次观测前对水准仪进行观测,不符合精度要求的仪器不使用。两次读数之井大于2小时,须重新观测,直到观测数据符合精度要求。

为减少误差,提高观测精度,侮次观测应做到四个固定,即固定观测人员,固定仪器,固定转点及测站,固定测尺。在草本相同的环境和条件下进行观测。

(2)水准测量

测点埋设完毕10-15天后开始观测,相隔10天后再观测一次,将两次数据对比分析,判断是否采用初次观测数据。

(3)地面沉降观测

路基加载施工完毕后,设计好沉降板及其相应水准点,对全路段水准点进行联测,使各水准点在同一基准点上,联测闭合差满足二等水准要求。然后进入沉降观测阶段,前三个月每隔3天观测次,二个月后一般每隔7天观测一次。通过计算比较,得到地面沉降情况。为保证测量数据的可靠性,减少误差,根据观测实际情况,每隔1-2个月对水准点的高度校正一次。

(4)地面水平位移观测

位移桩及其相应的固定桩埋设稳定后,先测量出初值,并以此初值为依据进行位移测量。测量时用钢尺测量固定桩到每个位移桩的距离,或用全站仪进行测量,然后计算位移量。保持原始数据完整,当天测量数据当天整理。

3、观测成果分析

根据沉降观测数据,绘制时间—沉降曲线图,作为推算最终沉降量的依据。以判别是否符合卸载的标准。

从推算的数据及时间—沉降曲线图来看,路基的卸载条件是比较充分的,这从实际的施工也得到了证实。

四、结束语

对公路软土路基的处理,通常处理面积大,费用高,历时长,结合本地区的情况,采用排水固结法进行软基处理较好。并有以下体会:

1、关于变形控制问题

主要表现在两个方面:即路基的不均匀沉降和路面施工后的工后沉降问题。两者都直接影响到建成后的使用寿命和行车的合适性。这里关键在于选取合理的软基处理方案,超载预压高度及预压时间,以控制变形的发展,做到较好的施工,确实保证工程质量。

2、加强施工监测

通过对路基填仁期、预压期变形的监测,控制施工进度,确定预压期限,施工监测是确保施上的关键及根据。加载速率小,地基固结速率慢,施工时间长,加载速率大,将导致失稳。预压处理的效果是取决于预压荷载的大小和预压时间,预压就是要消除主固结沉降,部分次固结沉降,并减少工后沉降值,上述问题的解决,必须靠监测数据的分析,提出措施,也必须依靠监测数据来指导施工。因而施工监测是软基施工中的关键所在,必须认真细致,坚持不懈,以提高监测的工作质量。

软土地基的处理与软基段路堤的填筑施工,受到很多因素影响,施工条件也比较复杂。因而软土路基的施上质量是高质量公路工程的关键之一。

论文作者:陈其佼

论文发表刊物:《基层建设》2017年2期

论文发表时间:2017/4/18

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