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(1贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司 贵州省贵阳市 550081 2焦作市规划设计研究院 河南省焦作市 454150)
对公路软土路基处理技术的研究
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(1贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司 贵州省贵阳市 550081 2焦作市规划设计研究院 河南省焦作市 454150)
软土路基施工难度较大,软土处理不当,将会导致公路路基强度差、承受力低,容易导致公路沉陷、断裂等情况发生。因此、合理、有效、科学的利用软土路基处理技术来进行软土路基处理尤为重要。软土地基的处理质量直接影响到路基的承载力,也是保证道路建成后安全、高效运营的关键,以下本文就公路施工中的软土路基处理技术进行分析和探讨。
软土路基特点 软土路处理技术;简易方法;复制方法
引言:随着社会经济的不断发展,公路行业的发展也越来越快,同时对公路施工的质量也提出了更高的要求。在公路施工中,软土路基处理技术是非常重要的一项技术,对软土路基的施工有着很大的影响。公路软土路基施工中也存在一些问题,为促进公路软土路基施工的发展,必须提出有效的解决措施。因此,本文对公路施工中软土路基处理技术进行深入研究。
软土对公路的危害,引起我国公路方面各个部门的重视,。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。
软土由于天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质组成的土,主要有淤泥质土及泥炭。软土在我国沿海地区和内陆平原和山间,盆地都有广泛的分布,他们的成因、结构和形态虽然不同,但都含有大量的水、压缩性高、强度低和透水性差的特点。软土路基的结构很松散,具有很强的压缩性,因此软土路基不具备优良的抗陷强度,所以在软土区域进行公路建设作业时,经常出现陷坑,使得公路建设工作无法顺利进行。这对施工方来说无疑是最大的挑战,在软土区修建高速公路,首先要对软土进行加固处理。因此,加强对软土路基处理效果的研究,科学的选择经济、有效的软基处理方案,对于确保高速公路工程的质量具有重要的意义。
遇到软土路基,应对相关的稳定或沉降进行计算,若无法满足相关要求,则应对其进行加固。总的来说,在软土路基处理上有着以下一些基本的技术:
2.1 简易施工方法
(1)挤密法
挤密法是利用挤密或振动使深层土密实,并在振动或挤密过程中,回填砂、砾石、碎石、灰土、二灰或石灰等,形成砂桩、碎石桩、灰土桩、二灰桩或石灰桩,与桩间土一起组成复合基础,从而提高地基承载力,减小沉降,消除或部分消除土的湿陷性或液化性。 砂(砂石)桩挤密法、振动水冲法、干振碎石桩法,一般适用于杂填土和松散砂土,对于软土地基经试验证明加固有效时方可使用。灰土桩、二灰桩挤密法一般适用于地下水位以上深度为 5~10m 的湿陷性黄土和人工填土。
(2)换填法
采用换填土法,能有效降低成本。适用于软基深度不大,可以将路堤范围内的软土挖除,采用动力触探合格之后,采用砂砾土进行换填,可以采用分段挖除,然后分段分层回填的方式。换填的砂砾土强度应保持在15Mpa以上,分层的厚度应低于30厘米,砂料的最大粒径应在层厚的三分之二以内;分层回填的砂砾土必须满足相关规范,之后采用激振力在320kN以上的压路机进行强振碾压,并保证尽量不会出现轮痕。
(3)抛石挤淤法
抛石挤淤法施工用料要采用不易风化石料,片石大小随淤泥稠度而定,粒径小于30cm的含量不得超过20%。抛投的顺序应沿路中线向前抛填,再渐次向两侧扩展,以使淤泥向两侧挤出。当软土底面有较大横坡时,抛石应从高的一侧向低的一侧展开,并在低的一侧多抛,使低的一侧边部形成约有2m宽的平台顶面。片石高出软土面后,应用较小的块(碎)石垫平,并用碾压设备反复碾压至设计压实度,然后在其上铺设反滤层,再填土至设计高程。
(4)重锤夯实法
强夯法是利用重物对软弱地基进行强夯,增加其密实度,从而提高路基地基承载能力和减少沉降,一般适用于地基处理深度不超过3米的低饱和度粉土,粘性土,湿陷性黄土,素填土和杂填土等。
施工前,对重夯地段测量放样,确定夯点位置及间距。夯击遍数为3遍,从两侧开始向中部一排接一排进行,每夯点连续夯击4次。夯击过程中随时测量夯沉量,当后两击平均夯沉量为1~2cm 时,即可终止夯击。
2.2 复杂施工方法
(1)静力排水固结法
排水固结法包括排水系统和加压系统两部分,排水系统有竖向排水体和水平排水体,设置排水系统主要是改善路基排水条件,缩短排水距离,增加孔隙水排出的途径。加压系统包括堆载法、真空法等,其中堆载法较为常用,加压系统主要为地基土固结提供足够的压力,使饱和软粘土地基孔隙中的水被慢慢排出,地基发生固结变形,强度逐渐增长。此法常用的有塑料排水板、袋装砂井等。
(2)塑料排水板
这种方法施工简便,只要将带有排水孔道的塑料排水板顺着已经挖好的坑竖向放好,再用沙土进行填埋即可。塑料排水板中的孔道能使水顺着孔道流出路基,还可以有效处理深度能够达到18M,性能比较好。
(3)袋装砂井
排水砂井在进行施工时,容易由于施工失误造成地基形变,从而没有达到预期的效果。而且砂井的井径会给施工操作带来一定的难度,对固结时间比较敏感,投资成本也比较高。因此,近年来采用网状织物袋装砂井。由于其造价低、施工简便,比砂井更受欢迎,而且袋装砂井的直径仅8.CM左右,比一般的砂井省料很多,而且不会因施工失误或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。
(4)土工布加固法
在软土、沼泽地区、地基湿软、地下水位较高情况下可采用垫隔、覆盖土工布法加固地基,可使荷载均匀分布、提高路基刚度、利于排水,高填方路堤适当分层垫隔,效果更好。在铺设土工聚合物时,应在路堤两侧预留足够的锚固长度,并回折覆盖在压实的填料上面。土工布连接采用搭接法时,搭接长度大于30cm;采用缝接法时,缝接宽度不小于5cm;采用粘接法时,粘接宽度不小于5cm,粘接强度不低于土工合成材料的抗拉强度。铺设两层以上土工布,中间要夹 0.10~.2m的砂层。
(5)复合地基处理方法
主要有粉喷桩、旋喷桩和碎石桩,也有高强度预应力混凝土管桩等。软基处理单价较高,特别是对软土层厚的高填土路堤,如采用粉喷桩设计,对软土层厚度大于10.0m,填土设计标高8.0m以上的路堤,粉喷桩间距取1.0m、喷粉量50kg/m、桩长10.0m以上,其每平方米的单价是堆载预压方法的2~3倍;若采用旋喷桩处理单价更高,大约是堆载预压处理的3~4倍。另一方面成桩的质量难以控制,如粉喷桩,理论上讲成桩有效长度可达15m以上,但大量的工程实例反映,粉喷桩桩长超过10.0m,其质量难以保证;在成桩过程还存在喷粉量不足、搅拌不均匀、胶接不好等先天质量问题。在施工条件良好的情况下,复合地基处理方法有自己的优势,如在结构物反开挖过程中,它可以起到支护作用;在桥头附近路基处理中,它可以提高桥背土体速度、减小工后沉降等。
通过以上分析,可见软土路基处理方法有多种,因此在施工中要根据路基地基的实际情况,选择合理的处理方法,不仅提高软土路基的质量,增加承载力和稳定性,还可以加快施工工期,取得良好的经济效益。总之,软土路基处理因素复杂,需进一步探讨更完善更好的处理方法。
[1]李继华.简述公路软土路基处理技术[J].科技与生活,2011(3).
[2]宴成荣,向金鹏.浅议粉喷桩在公路软土地基处理中的应用[J].中国高新技术企业,2010,3.
[3]李外远,刘吉明。公路软土路基处理[J]。商品与质量,2009,(S4)
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