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摘要:随着社会的发展,我国的科学技术的发展也有了很大的进步。在我国东部沿海区域广泛分布有新近沉积的不同类型的软土,其工程性质表现为含水量大、压缩性高、强度低,软土深度变化起伏大,部分地区下覆深厚软土。以前由于受经济技术条件的限制,道路建设时,会尽量避开深厚软土区,但随着沿海地区经济的高速发展,土地资源日益紧缺,在深厚软土区修建道路是道路建设从业人员必须面对的现实。充分考虑软土地基的特性,结合拟建道路的特点以及不同地基处理方式的优劣性,选定合理的软基处理方案,使得处理的后地基能满足道路沉降和稳定的要求,是深厚软土地区道路设计的关键。
关键词:深厚软土区;低路堤软基;处理方法
引言
在深厚软土区修建公路,普遍存在软基深度较大的问题,采用传统的软基处理方法已经无法满足工程需要。在此背景下,迫切需要提出一套可行的软基处理方案,以提升地基的承载能力,满足公路工程质量要求。
1低路堤软基处理原则
1.1路基填土高度
某城市道路项目,以地块标高为基准,道路标高比其低0.2~0.3m。由于原地面标高在2.7~4.6m范围内,在此基础上确定填土高度范围为-0.9~1.0m。
1.2软基处理宽度
道路横断面由车行道、慢行道以及管廊带三大部分组成,其中车行道的差异沉降最明显。管廊带内含各类市政管线,其地面区域设置了绿化带,起到美化作用。这三大部分中,管廊带对于差异沉降的敏感度最低。应对沉降敏感区域的软基进行处理,由此提升道路整体的沉降协调性。
1.3软基深度
本项目路基填土高度均控制在1.0m以内,同时外加荷载相对有限,在此背景下综合考虑软基的特点以及沉降特性后,确定了如下软基处理深度指标:(1)在采用预压法处理时,控制塑料排水板深度,使其穿过软土层。(2)控制水泥搅拌桩等各类加固土桩的深度,均需要深入持力层且穿过1m以上。(3)预应力管等刚性桩结构均需深入至持力层,对应的承载力应满足要求。
2低路堤软土地基的处理设计方案
2.1路基填土高度的设计
某工程属于城市之内的道路工程,在软土地基处理设计的过程中,应结合具体的规划标高特点与要求等进行处理,通常情况下,应将道路标高设计低于地块标高的0.25m,规划标高为4m。路基填土高度为1m左右。
2.2处理宽度的设计
在道路软土地基实际处理的过程中,横断面主要就是车行道以及慢行道等组合而成,其中,车行道对于差异性的沉降较为敏感,而慢行道为其次。地下有给水管道、污水管道,地面有绿化带,此时应当针对地基的处理宽度进行严格控制,结合沉降特点与地基敏感度等进行处理。
2.3明确设计工作标准
在对软土地基进行处理设计的工作中,应保证强度符合要求,针对稳定性以及耐久性进行严格的控制,明确具体的稳定系数内容与固结度指标,针对地基的承载能力进行严格的控制,明确指标内容与要求,达到预期的工作目的。①路基的稳定系数,在设计工作中应全面考虑到加载因素、填土因素等稳定性要求,设定具体的安全系数。②在工后沉降处理方面,结合我国城市道路路基设计标准与规范等,针对工后沉降的系数进行严格控制与协调,根据设计规范的规定工后沉降标准,一般路段不大于50cm,小型结构物不大于30cm,桥头路基不大于20cm。③在地基承载力实际控制与管理的过程中,应于软基处理之后,将承载力设定为100kPa以上,使得承载力符合要求。
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2.4施工结果
2.4.1施工期间监测与工后检测
为实时了解软土路基处治动态,特别是沉降、位移、真空度、真空向下传递效果等信息,控制路堤填筑速率,保障路堤施工期安全。预测工后沉降,确定路基处治卸载时间和路面结构施工时间。在施工期设置了以下监测项目,进行动态监测,便于进行动态控制。主要有地表沉降及沉降速率、路基外侧地表隆起(沉降)、软土层中孔隙水压力、两侧土体深层水平位移、软土层分层沉降、排水板内真空度、土中真空度。软基施工完成后,对加固效果进行了原位试验和取样作室内土工试验。
2.4.2加固前后土性变化
对照2015年9月的详勘成果,淤泥质土的天然含水率为68.4%,天然孔隙比为1.828,液性指数为2.10,压缩模量为1.95MPa,快剪黏聚力为6.3kPa,内摩擦角标准值为2.9°;2017年9月软基处理完成后淤泥质土的天然含水率为56.5%,天然孔隙比为1.549,液性指数为1.31;压缩模量标准值为2.28MPa,快剪黏聚力为7.2kPa,内摩擦角为3.4°。软土层的物理力学性质均有一定的提高。(1)对路段状况进行勘察,对于所有满足真空预压条件的路段均采用真空预压的方式进行处理,对于桥涵结构物过渡段亦是如此。在此基础上对过渡段中的管桩以及双向水泥搅拌桩进行反开挖作业。(2)对于衔接区域,需要设置双向搅拌桩复合地基,然后对其进行处理;对于临近预压路段,需要以变桩距为原则加以控制;基于减少工后沉降的目的,需要对复合地基进行填土预压处理。
3软土地基设计方案的选择
根据本项目地质特点,结合工程的重难点、技术经济性等因素,本次软基处理方案主要以排水固结法为主,对于对工后沉降敏感路段,考虑采用复合地基处理方式来对地基进行加固。对于一般路段采用真空联合堆载预压法处理。在软土地基实际处理的过程中,应正确采用真空技术与堆载预压方式,在实际处理的过程中,垂直于排水通道,使用性能较高并且可以进行测探的C类型排水板,采用正方形的布置方式,将相互之间的距离设定为1m,塑料排水板的深度应当穿过软土层面,如果下卧层属于透气类型的粉细砂亦或是中粗砂层面,为了保证真空预压处理工作效果,应将排水板的底部位置与透气层的间距设定为2m。在使用真空预压处理方式的过程中,应结合的横断面要求进行处理。一般情况下,在水平排水垫层方面,应合理使用海砂进行处理,将厚度设定为0.7m,材料当中低于5mm的颗粒含泥量应控制在5%之内,渗透系数应控制在1×10-3cm/s。对于真空加压系统而言,每800m2的处治面积中,应配置1套射流类型的真空泵设备,泵后的真空压力需要设定在97kPA以上,膜下真空压力应设定在81kPA以上,对于真空支管而言,应将间距设定为5m,真空预压的分段长度应设定在400m之内。对于局部软土裸露的路基段,考虑到行车动荷载对软土层的影响,采用换填1m素土后打湿喷桩的方式进行处理。换填土的压实度不小于90%,湿喷桩桩径0.5m,梅花形布置,桩距1.5m,水泥用量不小于50kg/m,当软土深度小于20m,桩长按打穿软土层控制,进入相对硬层50cm控制,施工时,桩长以设计桩长和电流60A双控。当软土深度大于20m,桩长按20m控制。
结语
深厚软土路段软基处理方案的选择,应根据地区经验、软基特点、周边条件等综合确定,如何处理好不同软基处理方式之间的衔接,是软基处理方案成败的关键。本次低路堤荷载不大,局部路段软基处理深度未进入持力层,虽然施工期沉降与设计预测沉降基本一致,但道路运营后中长期的工后沉降仍需要进一步跟踪观测。当道路填土较高、荷载较大时,如何科学、合理选择软基处理深度值得进行更深入的研究。
参考文献
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[3]朱益军.傍山软土高路堤地基处理关键技术及对策[J].工程勘察,2011(2):29-33.
论文作者:宛志刚,付智偲,罗皓
论文发表刊物:《城镇建设》2019年13期
论文发表时间:2019/9/17
标签:预压论文; 路基论文; 路堤论文; 地基论文; 道路论文; 标高论文; 土层论文; 《城镇建设》2019年13期论文;