特殊路基的处理（共10篇）
特殊路基的处理 篇1
0 引言
膨胀土一直是困扰岩土工程界的重大工程问题。膨胀土遇水膨胀、失水收缩的变形特性及其边坡浸水强度衰减特性在膨胀土地区的工业民用建筑、水利、铁道、公路等工程建设和工程运营中起到极大的破坏作用。近年来, 我国岩土工程界在膨胀土微观结构特征及其工程性质的研究中取得了丰硕的成果。但是由于膨胀土存在着干缩湿涨、崩解性、多裂隙性、易风化性等特征, 在自然条件下对建设在其上的路基和构筑物产生较大的危害。如不进行有效处治, 还会对路面的质量和边坡的稳定性产生长期的影响。我国现行公路工程的技术规范规定, 膨胀土不能直接用于路基填筑, 若废弃必将导致大量借土及弃土用地的大幅增加, 带来工程造价增加及环保方面等许多问题。为了在公路路堤填筑中合理地利用这些不同胀缩等级的膨胀土, 并为膨胀土的应用和加固提供技术支持, 并为高速公路膨胀土的工程性质进行分析和研究。
1 膨胀土的判别与分类方法
准确判别膨胀上及评价膨胀势大小是膨胀土地基处理首要解决的问题:若将膨胀土漏判或将强膨胀土判为弱膨胀土, 会给工程埋下隐患;若将普通土误判为膨胀土或将弱膨胀土判为强膨胀土, 会造成经济的巨大浪费。已有的工程教训证明, 许多膨胀土的工程危害是由工程人员对膨胀土误判造成。目前, 国内外关于膨胀土判别分级的指标有几十种之多, 我国不同行业之间的判定方法与标准亦不相同。国内工程设计常用的判别标准主要有以下三类。
1.1 原国家建委标准《膨胀土地区建筑技术规范》 (GBJ 112-87)
该规范以自由膨胀率为判据, 特殊情况下可以根据蒙脱石含量来确定, 自由膨胀率大于40%, 或蒙脱石含量大于7%时, 可判定为膨胀土。
1.2 铁道部行业标准《铁路工程地质膨胀土勘测规则》 (TB10042-995)
规则中, 膨胀土的判别分为初判和详判。初判适用于踏勘与初测阶段, 详判适用于定测与施工图设计阶段。初判依据为土的现场宏观地质特征、自由膨胀率、液限。土的现场宏观地质特征符合膨胀土特征, 且自由膨胀率大于40%, 液限大于40%时, 判定为膨胀土。
1.3 交通部标准《公路路基设计规范》 (J TG D30-2004)
规范在其附件条文说明“7.8.1”节中, 要求“自由膨胀率大于40%和液限大于40%的粘土质, 可初判为膨胀土, 但这并不是惟一的, 最终决定因素是胀缩总率及膨胀的循环变形特征, 以及与其他指标相结合的综合判别方法”。
2 公路膨胀土地基病害类型及处理方法
2.1 膨胀土路基病害类型
膨胀土的特殊工程性质可归纳为通常所讲的“四个特性”, 即反复胀缩性、多裂隙性、超固结性、强度衰减性膨胀土的“四个特性”在本质上讲是其内部吸力变化的外部表现。吸力变化由内因与外因两方面原因引起:内因是膨胀土戮粒中含有一定数量的强烈亲水性蒙脱石、伊利石或两者的混层矿物;外因是土体的环境含水量随季节发生干湿循环改变。膨胀土的工程特性决定了膨胀土地基病害主要发生于轻型工程中, 并具有浅层性特点。公路膨胀土地基病害可归纳为四种类型:膨胀土堑坡破坏、路面变形与破坏、膨胀土软基病害、结构物破坏。
2.2 膨胀土路基处理方法
针对膨胀土的工程特性与膨胀土地基的病害特点, 并考虑工程的经济性, 可以从换填、改性、隔水封闭、渗沟排水四个角度, 归纳总结膨胀土地基处理措施与技术方法。
2.2.1 换填与膨胀土掺灰改性法
换填与浅层膨胀土掺灰改性法适用于浅层平面地基 (路基基底) 条件, 一般处理深度不大于3m。与其他方法相比, 一般换填法的造价最低。但换填方量过大时, 废土可能占用大量土地, 并引发生态环境问题;某些地区可能还存在借土困难或借土成本过大的问题。这时, 可考虑膨胀土改性法或石灰桩加固法。
2.2.2 有机大分子溶液改良法
改良技术既适用于斜面地基 (堑坡) , 又适用于平面地基 (路基基底) , 一般多用丁膨胀土堑坡的浅层稳定性处理。目前, 国内比较成熟的有机大分子溶液改良技术有DAH改良液等。
2.2.3 石灰桩或灰土桩加固法
石灰桩或灰土桩加固法对于斜面地基 (堑坡) 和平面地基 (路基基底) 均适用。对于厚度较大的膨胀土软基处理时, 石灰桩或灰土桩加固法具有独特的优势, 一般用于厚度大于2m的膨胀土软基。
2.2.4 隔水封闭与渗沟排水法
隔水封闭是采用土工防水布、石灰与载土混合料等材料对地基或坡面进行隔水封闭, 阻止气候干湿循环对膨胀土含水量的影响, 达到稳定路基或边坡的目的。由于隔水封闭法的施工质量控制标准要求较高, 建议设计时慎用。
采用隔水封闭措施, 必须同时使用排水渗沟或其他排水措施, 两者缺一不可。排水渗沟也可作为换填与掺灰改性、有机大分子溶液改良、石灰桩加固措施的辅助手段使用。该方法包括常用的路基基底使用的平面状渗沟与堑坡防护使用的支撑渗沟两种类型。平面渗沟作用在于排掉汇流到路基的地下水;而支撑渗沟不仅可以排水, 并且具有阻止膨胀土边坡变形破坏的功能。
3工程实例
3.1工程概况
广西宾阳一南宁高速公路K20+586~K20+634路段的左边坡为红棕色夹黑色弱膨胀土-膨胀土的天然含水量大, 膨胀量大, 液限高, 且土层较厚。K32+620~K32+680路段左边坡为深挖边坡。边坡的上部为紫红色第四系硬塑状残积粘土, 孰土层中含较多铁锰质结核;下部为石牙状出露的风化石灰岩;粘土层与石灰岩过渡部位为红棕色强膨胀土。该膨胀土天然含水量、液限、塑性指数高, 膨胀量大, 且有明显干缩开裂现象。
在广西宾阳一南宁高速公路, 采用DAH溶液渗透改良+无砂大孔混凝上渗沟系统十植草的边坡稳定坡技术, 对全线50多处膨胀土路堑边坡进行了稳定处理。边坡稳定上程于2006年11月份完工后, 历时四年, 边坡稳定情况良好。此外, 边坡上植被生长良好, 取得了绿化边坡、恢复生态、美化环境的效果。
DAH溶液渗透改良+无砂大孔混凝土渗沟系统+植草的稳定技术方案以其经济、有效、易施工、绿色环保等优点, 已经开始在南宁~坛洛、兴业~六景高速公路推广使用。该路段膨胀土堑坡采用DAH溶液渗透改良十支撑渗沟十植草的综合稳定措施。综合设计包括DAH溶液渗透改良效果试验、支撑渗沟与坡而排水系统设计、植草三部分内容。
3.2支撑渗沟与表面排水系统设计
支撑渗沟的主要功能是排出渗入边坡内部的水分, 同时对边坡浅层具有加固作用。支撑渗沟系统由无砂大孔混凝土骨架构成。骨架包括主骨架与支骨架:表面排水系统的主要功能是减少膨胀土坡内受到雨水的冲刷与侵蚀。排水系统以无砂大孔混凝土骨架为基础, 红砖砌成排水沟与拦水块而构成。
3.3植草
由于坡面喷洒过DAH改良溶液后, 在初期呈碱性 (PH>12) 而不能种草, 因此只能在一个月以后进行门种植之前应测试土壤的pH值, 当pH值为7~8左右时才适宜植草。植草种类选用蒸发率较小, 适于本地气候环境成活率高品种的植物。植草方式可选择铺草皮或种草。
4结论
目前, 广西宾阳一南宁高速公路采用以上处理措施均取得了一定的成效, 经过实践证实是可行的。
摘要：本文介绍了膨胀土路基的判别及分类以及对膨胀土路基的处理方法进行了研究, 提出了针对膨胀土的性质提出较为合理的处理方法, 通过试验证明该处理方法的可行性。
关键词：膨胀土,路基,处理方法,可行性
参考文献
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[4]缪伟, 刘龙武, 郑健龙.膨胀土用作路基填料的试验方法研究[J].公路与汽运, 2006 (5) .
特殊路基的处理 篇2
(1)路基放样：恢复路线中桩，钉出路基用地界桩和路堤坡脚、路堑顶、边沟、截水沟的具体位置桩; (2)路基施工前，对挖方、取土场和料场用作填料的土取样进行试验;(3)场地清理，填方路基在填筑前进行压实;当基底松散土层厚度大于30cm时，应翻挖后再分层回填压实;(4)挖边沟、截水沟，做好原地面的临时排水设施，并与永久型排水设施相结合。排走的雨水不得流入农田、耕地;亦不得引起水沟淤积和路基冲刷。
1.2 路堑开挖工程
(1)采用挖掘机直接开挖，按设计自上而下进行，不可乱挖和超挖;(2)路基挖方达到路基设计标高后必须立即进行排水边沟的施工。在整个施工期间，必须始终保证路段排水畅通;(3)采用核子密度仪检测路基挖方段的密实度，以灌砂法校核。路基压实采用重型击实标准，严格按图纸设计要求的压实度标准控制压实度。路基顶面以下300mm的压实度，要达到96%，路基顶面以下换土超过300mm时，其压实度不小于96%;(4)膨胀土地区路堑边坡不要一次挖到设计线，沿边坡预留厚度0.30m~0.50m一层，待路堑挖完时，再削去边坡预留部分，并立即按图纸要求浆砌护坡封闭。
1.3 路基填方
(1)采用水平分层填筑法施工，分层平行摊铺，按路面平行线分层控制填土标高，严格控制每层填土厚度，按试验路路基填土厚度的90%来控制施工的填土厚度;(2)不同土质填料要分层填筑，且应尽量减少层数，每种填料层总厚度不得小于0.5m。土方路堤填筑至路床顶面最后一层的压实厚度不应小于100mm;(3)路堤高度小于0.8时，对于原地面清理与挖除之后的土质基底，将表面翻松300mm，然后整平压实;(4)路堤填筑时，当地面自然横坡陡于1:5时，应在原地面挖台阶，宽度要满足摊铺和压实机械作业的需要，且不小于1m，台阶顶做成2%~4%内倾斜坡;(5)填土路堤分段施工时，其交接处不在同一时间填注则先填段应按1:1坡度分成留台阶;如两段同时施工，则应分成相互交叠衔接，其长度不小于2m;(6)路基采用透水性较小的土填筑时，其顶面要做成2%~3%的双向坡，填筑最后几层时再逐渐恢复正常坡度，以雨季施工利于排水。
特殊路基的处理 篇3
【关键词】特殊路基；关键技术；施工方法
0.引言
我国的海岸线长度为1.8万公里，在世界范围当中居第四位，漫长的海岸线有9个沿海城市依傍。在最近几年，沿海城市的经济发展速度尤其快，公路的建设需求也在不断的扩大当中。因为沿海道路地质形成较复杂，沿线路基经常出现深厚的沿海软土层，如果在处理时没有按照合理有效的操作办法对其进行处理，那么道路在运营的过程当中经常会出现无法估计的沉降程度，会从最大程度上造成道路长期的运行稳定有严重阻碍。
1.沿海地区软土的特点
沿海地区的软土是因为软弱的海浪暗流以及潮汐水下的工作动力的具体影响，慢慢的会有沉降的淤泥形成。在这当中，含有的最多的是贝壳和海生物的尸体残骸，在沿海地区的软土层当中含水量较高，地基土体一般都处在一种流塑的状态之下，有较大的空隙，压缩性能较高，分散性较强，土体的剪切变形能力不高，因此，沿海地区在软土路基的设计以及实际施工操作当中，需要有具体全面的研究，对软土的基本操作性质以及土层的变化情况了解清楚，并且使用合适的工程操作手段，这样才能够确保软土地基在实际的施工操作工作当中，实现具体的稳定性能。以及完成之后的工程操作沉降[1]。
2.沿海地区软基存在的一般性问题
2.1强度和稳定性能不够
当路基的抗剪强度没有办法支撑上部结构当中的自身重力以及外部施加的重力时，地基就会出现部分或者整体部分的剪切损毁。
2.2压缩以及沉降不均匀问题
当路基的上端结构在自身重力以及外部承载力量共同操作时，就会出现大量的沉降以及不均匀沉降变形的情况，对整体架构的正常有序的使用存在的巨大的安全隐患，尤其是超过结构物能够承受的重力范围时，整体的建筑结构可能会出现裂损的情况。
2.3路基渗漏量过大
当路基的渗漏量在允许的范围之外时，就会出现水量的流失，而使得路基的稳定性不能确定。
3.对沿海地区软基的处理操作办法
软土路基的处理操作办法，第一步需要做的就是把前期的勘探工作完成好。依据软土的基本性质以及物理学当中的力学指标要求，运用分析比对的方法，选择一个适合的软土路基的处理操作办法。当软土路基无法对承受的重力要求相适应时，加固路基是一项相对有效的操作办法。加固软土基其实就是把承重能力低的以及大压缩性的原状土加固到能够满足地基需要承担的重力区间之内以及施工完成之后对沉降的具体需求，有些时候也是为了减低其对地基的渗透作用。使用的较多的软基处理操作办法，最先的是使用堆载预压，设置生石灰桩，较浅土层的更换办法从旋喷灌注不断的朝着化学操作形式。轻型土材的填充材料以及土工织物等等新型的处理操作办法。总结起来，现在国际国内当中对于软土地基的处理操作办法大概有70多种。依据沿海地区的地质特征以及软土的工程操作基本形式，在沿海地区进行软土路基的处理操作，有时候一些常规的使用办法是不太恰当的[2]。
3.1深层水泥搅拌桩加固法
深层水泥搅拌桩加固法一般是用在软土地基的加固方法当中那个，其利用的是水泥以及石灰等等材料当成固化剂进行操作使用，使用特别制作的深层搅拌机械在地基的深处就地把软土以及固化剂浆液形态或者是粉状形态进行强制性搅拌操作，并且使用固化剂和软土之间出现的一连串物理-化学反应，使得软土应接成有整体性能、稳定性能以及强度合格的上乘复合地基。
水泥搅拌桩因为使用的材料是加固用的水泥粉和石灰粉，其都有良好的吸水性能，能够将周边的土层强度提升。水泥搅拌桩法一般最适合使用在对因为各种原因形成的饱和黏土的加固操作工程当中。现如今，我国使用的较多的领域是淤泥的加固。淤泥质土的加固以及粉土和含水量较高的黏土当中。搅拌桩的长度设计需要从实惠方便的角度出发考虑，将沉降量以及承载需求满足最为基本的设计原则，当软土基并不是很厚时，一般是10厘米上下能够考虑对软基实行穿透操作，但是当软基足够厚时，设计的桩长不要超过15厘米，加固的深度按照施工操作机械的具体工作能力确定。在一些技术操作先进的国家当中，软土加固的厚度已经有60厘米，而国内的施工操作机械能够达到的最大深度也只是在26厘米-27厘米上下。水泥土搅拌桩的机械无法对填土当中的大型硬质结构材料进行操作，如果数量不多或者是埋藏的较浅情况还能够满足人力操作，但是如果数量较多而且埋藏的深度又较深时，人工操作是没有办法实现的。
3.2堆载预压加固法
在软土地基加固的方法当中，此项操作方法是最有效的，也是投入的资金成本最少的，其对于路堤的施工工程操作，对于软土地层当中的天然地基或者是垂直排列的地基使用路堤填土的操作使用形式并不需要把多余的土体做移除操作，使用预压的操作办法，主要是表现在分层级加重承载能力，每层当中的承载压力的增加，稳定性能都是通过上一层预压强度决定的。在这样的情况之下，软土地基总共的沉降数量并没有发生任何降低的情况，只是在大部分的沉降施工操作需要在实际的操作工期当中完成，能够有效的降低工程建设操作完成之后的沉降量。
为了加速软土地基的加固，使用的最多的就是预压法以及砂垫层和垂直排水结构相结合的操作办法，其所组成的是两个排水固结操作系统，分别是加压操作体系以及排水操作体系。加压的作用是提高堤路的重力承载能力，排水操作需要和加压操作结合使用，不然无法在工程要求时间之内满足沉降需求[3]。
4.结语
在文中根据沿海地区的软土工程操作要素，分析了几款适合软土路基的处理操作办法，不一样的软土地基可以使用不一样的处理操作办法，根据不一样的软基处理操作办法，并且结合实际的软土基的特性，制定出最佳的处理办法，或者使用复合处理操作办法，将其最好的处理效果发挥出来。 [科]
【参考文献】
[1]刘金元.沿海地区公路特殊路基处理方法探讨[J].中国科技信息，2012，01（15）.
[2]刘高喜.公路施工中特殊路基处理方法[J].河南科技，2012，07（30）.
浅谈特殊路基处理 篇4
1 特殊路基
特殊路基是指修建在不良地质现象, 特殊地形地质情况, 某些特殊气候因素等不利条件下的道路路基。特殊路基主要有软土地区路基、滑坡地段路基、岩坍与岩堆地段路基、泥石流地区路基、岩溶地区路基、多年冻土地区路基、黄土地区路基、膨胀土地区路基、盐渍土地区路基、沙漠地区路基、雪害地段路基、涎流冰地段路基等。特殊路基有可能因自然平衡条件被打破, 或者边坡过陡, 或者地质承载力过低, 而出现各种各样的问题, 因此, 除要按一般路基标准、要求进行设计外, 还要针对特殊问题进行研究, 做出处理。通过区域特殊地理情况的认真分析, 详细调查与分析特殊路基的具体情况, 详细研究特殊路基的基础处理方式, 通过道路施工过程中的特殊路基处理方式, 有效处置特殊路基问题。另外为保证建设道路长时间的稳定性和路面通车质量, 在道路建设设计时就将这些需要按照实际的情况进行对路基特殊化的处理的路段在设计文件里面进行了特别说明, 以此保证道路建设的质量。
2 特殊路基在道路工程中造成的危害
特殊路基的性质因地而异, 因层而异, 不可预见性大。在设计、施工过程中, 稍有疏忽就会出现质量事故, 常见的事故有: (1) 勘察设计不详细或不准确, 导致对应该作特殊处理的地段未作处理设计, 此类工例不少。 (2) 已知是特殊地基, 但是未做好特殊地基处理, 造成路堤失稳或危及线外建筑物。 (3) 虽然作了特殊地基处理, 但是措施不力, 施工不当造成路堤失稳。 (4) 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。 (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。在特殊地基上的桥台, 基础不论是用支承桩或是摩擦桩, 由于台背填土引起软土层发生较大的沉降, 对桥台及桩基础产生纵向推挤向河中方向和负摩擦力作用, 轻则使桥台发生位移或下沉, 重则损坏桥台危及桥墩, 这种现象尤以轻型桥台为甚。此类现象出现不少给工程的进展和完工后的使用带来不利影响。主要问题是:台背填土引起桥台向桥跨方向发生水平变位;先做桥台, 后做锥坡及台背填土;锥坡没有按设计图纸做足, 台背填土时把轻型桥台推坏;由于负摩擦力作用, 引起桥台下沉。为此, 首先应做好深入细致的工程地质勘探工作, 充分研究已有地质资料, 根据道路施工现场实际情况, 对特殊路基基, 选用适当的处理措施。
3 特殊路基处理措施
常见的特殊路基处理措施有:换土、抛石挤淤、排水砂垫层、铺设土工织物、反压护道、排水固结法、深层密实法等。3.1换土:用人工、机械或爆破方法将路基软土挖除、换填强度较高的粘性土或砂、砾石、碎石等渗水材料, 改变了基底土的性质, 效果良好。适用于软土层较薄、上部无硬土覆盖的情况。3.2抛石挤淤:通过向流塑状高灵敏度的淤泥表面大量抛填土石填料, 依靠填料的自重, 挤开淤泥, 强制置换饱和软土地基的地基处理法。当软土的液性指数较大, 水不易抽干时, 可采用该方法。3.3排水砂垫层:在路堤底部地面上铺设一层较薄的砂垫层, 其作用为在软土顶面增加一个排水面。在填土过程中, 土中渗出的水就可从垫层中排出, 加速地基固结, 提高软土强度, 增强路基稳定。3.4铺设土工织物:在路堤与基底间铺设一层或多层的土工聚合物, 可以起到加筋、垫层和反滤等作用。土工织物的主要材料是聚脂、聚丙烯、聚酰胺等高分子化合物的合成纤维。土工合成材料加固。浅层 (一般小于3m厚) 的软土地基可采用先在地表铺筑土工布, 再填筑路堤, 土工布起分隔、过滤、排水和加速固结等作用, 从而取代常规的置换方法。地表之间铺设多层土工织物, 利用材料和高抗拉强度克服地基的滑支变形来保持稳定, 通过控制填土速率, 配合超载预压, 使地基迅速固结。3.5反压护道:在路堤的两侧填筑适当高度 (一般低于极限高度) 与宽度的护道, 在护道荷重作用下, 形成反向力矩平衡路堤填土的滑动力矩, 从而保证路堤稳定, 因护道起反压作用, 故此得名。施工时, 护道尽量与路堤同时填筑, 且压实度要达到90%以上。它的特点是施工工艺简单、费用较低, 但施工用地增大。反压护道法适合软土体分布面狭窄而软土体厚度较大的软土地基的处理。3.6排水固结法:排水固结法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施, 由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系统是在地基中设置排水体, 利用地层本身的透水性由排水体集中排水的结构体系, 根据排水体的不同可分为砂井排水和塑料排水带排水两种。下面介绍效益较高塑料排水板处理淤泥软基方法, 插入软基排水板, 当填筑基础及上部建筑物时, 荷载作用软基, 地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内, 由砂层向两侧排出, 从而提高基底承载力, 塑料排水板要在砂垫层完成后施工, 由测量人员测量出需处理范围, 标出每根排水板具体位置, 插板机对中调平, 把排水板在钻头安放好, 开动打桩机锤打钻杆, 将地面上塑料排水板截断, 并留有一定富余长度, 在塑料排水板四周填砂后即完成本根施工。袋内充填中、粗砂构成的砂袋, 装入地基孔内, 以加速地基排水固结, 加固原理与设计方法与砂井相同。袋装砂井的直径按排水及施工工艺要求确定, 一般采用7-12cm。3.7深层密实法:采用爆破、夯击、挤压和振动及加入抗剪强度高的材料等方法, 对地基深层的软弱土体进行振密和挤密的地基加固方法称为深层密实法。适用于软土厚度>3m的中厚软土的加固, 分布面积广的软基加固处理, 其加固深度可达到30m。通过振动、挤压使地基中土体密实、固结, 并利用加入的具有高抗剪强度的桩体材料置换部分软弱土体中的三相 (气相、液相与固相) 部分, 形成复合地基, 达到提高抗剪强度的目的。主要加固方法:强夯法、土 (或灰土、粉煤灰加石灰) 桩法、砂桩法、爆破法、碎石桩法 (振冲置换法) 、石灰桩法、水泥粉煤灰碎石桩 (CFG桩法) 、粉喷桩法、旋喷桩法。代表方法有碎石桩法、强夯法、水泥粉煤灰碎石桩法、粉喷桩法。强夯法:对于砂土地基及含水量在一定范围内的软弱粘性土地基, 可采用重锤夯实或强夯。它的基本原理是:土层在巨大的冲击能作用下, 土中产生很大的压力和冲击波, 致使土体局部压缩, 夯击点周围一定深度内产生裂隙良好的排水通道, 使土中的孔隙水 (气) 顺利排出, 土体迅速固结。强夯后地基承载力可提高3~4倍, 压缩性可降低200%~1000%。挤密砂桩、碎石桩加固法:属于复合地基的一种, 当软土层较厚, 换填处理比较困难, 地基土属于非饱和粘性土或砂土时, 采用挤密砂桩或碎石桩加固法, 可以使地基土密实, 容重增加, 孔隙比减少, 防止砂土在地震或受震动时液化, 提高地基土的抗剪强度和水平抵抗力, 减少固结沉降, 使地基变均匀, 起到置换、挤密、排水作用, 防止地基产生滑动破坏, 提前完成沉降, 减少沉降。水泥粉煤灰碎石桩法:桩体中加入水泥和粉煤灰形成了高黏结强度的桩, 改善了碎石桩的刚性, 不仅能很好地发挥全桩的侧摩阻作用, 也能很好地发挥其端阻作用, 水泥粉煤灰碎石桩和桩间土、垫层一起形成复合地基。
结束语
综上所述, 可以发现, 目前道路特殊路基处理的研究己经达到了很高的水平和规模。对特殊路基危害性有了充分的认识, 但在实际施工过程中对特殊路基如果不处理或处理不当, 就会造成地基失稳, 使构造物沉降过大或不均匀沉降。对构造物造成不同程度的危害。因此, 加强路基处理控制非常的重要, 特别是对特殊路基的处理。只有处理好了特殊路基, 才能降低路基土层的含水量和地下水位, 并提高路基的强度, 使其满足道路工程设计要求, 保证道路工程使用的稳定性和安全性。特殊地基处理方法很多, 但要结合实际, 因地制宜加以运用。
摘要：介绍了特殊路基及特殊路基的不同处理措施, 以提高特殊路基的施工质量, 目的是为了整治、处理好特殊地基, 保证道路使用的质量和安全性。使车辆安全、舒适、快速的在道路上行驶。
关键词：特殊路基,危害,常用处理措施,总结
参考文献
[1]交通部第一公路勘察设计院.公路软土地基路堤设计与施工技术规范[M].北京:人民交通出版社, 1996.
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高速公路路基扩建加宽的处理 篇5
高速公路路基扩建加宽的处理
随着交通量的迅速增长,我国部分已建成通车的高速公路路基扩建加宽处理是我国目前高速公路建设中面临的重点问题.处理好新老路基的.的纵向拼接为拓宽工程的关键技术,主要从旧路边坡处理、土工合成材料的应用、软基处理、新建路基填筑等方面下足功夫.本文就此关键技术进行回顾,并总结出高速公路路基扩建加宽处理的经验.
作 者：詹旺 作者单位：刊 名：四川建材英文刊名：SICHUAN BUILDING MATERIALS年，卷(期)：200935(3)分类号：U412.36+6关键词：高速公路 扩建加宽 纵向拼接 边坡处理 土工合成材料 软基处理 路基填筑 沉降差
黄土地区特殊路基强夯处理 篇6
强夯法, 又称动力固结法, 是用起重机械 (起重机或起重机配三角架、龙门吊) 将8—40t夯锤起吊到6—25m高度后, 自由落下, 给地基以强大的冲击能量的夯击, 使土中出现冲击波和冲击应力, 迫使土体孔隙压缩, 土体局部液化, 在夯击点周围产生裂隙, 形成良好的排水通道, 孔隙水和气体逸出, 使土粒重新排列, 经时效压密达到固结, 从而提高地基承载力, 降低其压缩性的一种有效地基加固方法, 也是我国目前最为常用和最经济的深层地基处理方法之一。
强夯法在我国建筑工程、水利工程、公路工程中得到了广泛的应用, 取得了良好的效益。同时由于强夯法在工程实践中具有加固效果显著、适用土类广、设备简单、施工方便、节省劳力、节约材料、施工工期短、施工文明和施工费用低等优点, 在建筑地基处理中也得到了广泛的应用。目前使用的夯锤重100—400KN, 提升高度大约在10—30m。
1、强夯法的设计
强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。对高饱和的粉土与粘性土等地基, 当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时, 应通过现场试验确定其使用性。其主要设计参数包括有效加固深度、单位强夯击能、夯击次数、夯击遍数、间隔时间、夯击点布置和处理范围等。分别阐述如下:
(1) 强夯法的有效加固深度既是反映地基处理效果的重要参数, 又是选择地基方案的重要依据。一般根据现象试夯或当地经验确定。
(2) 强夯法单位夯击能是指施工场地单位面积上所施加的夯击能。应根据地基土类别、结构类型、荷载大小和要求处理的深度等综合考虑, 并通过现场试夯确定。在相同条件下细颗粒土的单位夯击能要比粗颗粒土适当大些。一般对于细颗粒土可取1500—4000k N·m/m2;对于粗颗粒土可取1000—3000k N·m。
强夯法的夯击次数应以夯坑的压
缩量最大、夯坑周围隆起量最小为确定原则。除了按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定外, 还应满足下列条件:
(1) 最后两击的平均夯沉量不大于50mm, 当单击夯击能量较大时小于100mm。
(2) 夯坑周围地面不应发生过大的隆起。
(3) 不因夯坑过深而发生起锤困难。
(3) 强夯法夯击遍数应根据地基土的性质确定, 一般情况下, 可采用2—3遍, 最后再以低能量夯击一遍。由粗颗粒土组成的渗透性强的地基, 夯击遍数可要求少些;反之, 由细颗粒土组成的渗透性弱的地基, 夯击遍数可要求多些。
(4) 强夯间隔时间是指两遍夯击之间的间隔时间, 有利于土中超静孔隙水压力的消失。间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消失时间。当缺少实测资料时, 可根据地基土的渗透性确定, 对于渗透性较差的粘性土地基的间隔时间, 应不少于3--4周, 对于渗透性较好的地基可连续夯击。
(5) 强夯法夯击点布置是否合理与夯实效果和施工费用有直接关系。夯击点位置可根据建筑结构类型, 采用等边三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯击点间距可取5—9m, 以后各遍夯击点间距可与第一遍相同, 也可适当减小。对于处理深度较大或单击夯击能较大的工程, 第一遍夯击点间距宜适当增大或进行分层填夯。
(6) 强夯法的处理范围是指由于基础的应力扩散作用强夯的处理范围应大于建筑物基础范围。海边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的1/2至2/3, 并不宜小于3m。
(7) 根据初步确定的强夯参数, 提出强夯试验方案, 进行现场试夯。
2、强夯法技术效果 (1) 湿陷性黄土
在1000KN·m~2000KN·m能量夯击下, 土的干密度由1.2T/m3~1.5T/m3提高到1.4T/m3~1.9T/m3, 承载力由110Kpa一140Kpa提高到130Kpa~180Kpa, 压缩模量由2Mpa~10Mpa提高到10Mpa~30Mpa, 夯面下3m~6m深度内土的湿陷性全部消除。
在500KN·m一4000KN·m能量夯击下, 土的干密度1.3T/m3~1.57T/m3可提高到1.60T/m3~2.0T/m3, 承载力由120Kpa~50Kpa可提高到200Kpa~350Kpa, 压缩模量由2Mpa~8Mpa可提高到15Mpa~35Mpa。在2500KN·m~4000KN·m能量夯击后, 地基承载力由100Kpa~150Kpa提高到300Kpa以上。
(2) 软土
软土在1000KN·m~2000KN·m夯击能夯击后, 地基承载力由40Kpa提高到120Kpa。在2500KN·m~4000KN·m能级夯击后, 地基承载力由50Kpa~80Kpa提高到200Kpa以上。
(3) 填土
表层为5m左右的填土, 采用1000KN·m~2000KN·m夯击能进行强夯后, 5m内的地层土的承载力由50Kpa一70Kpa, 提高到150Kpa~250Kpa。采用2500Kpa~4000Kpa夯击能强夯后, 承载力由100Kpa~160Kpa提高到300Kpa~500Kpa清除了地基的疏松和不均匀性。
(4) 可液化砂土类地基
采用1000KN·m~2000KN·m能量夯击后, 承载力由100Kpa~150kpa提高到220Kpa~250Kpa采用2500KNm~4000KNm能量夯击后, 承载力由100Kpa~180Kpa提高到350Kpa以上, 消除了砂土液化。
3、强夯法的施工
(1) 一般情况下夯锤重可取10—20t。其底面形式宜采用圆形。锤底面积宜按土的性质确定, 锤底静压力值可取25~40k Pa, 对于细颗粒土锤底静压力宜取小值。锤的底面宜对称设若干个与其顶面贯通的排气孔, 孔径可取250~300mm。
(2) 强夯施工宜采用带自动脱钩装置的履带式起重机或其它专用设备。采用履带式起重机时, 可在臂杆端部设置辅助门架, 或采取其它安全措施, 防止落锤时机架倾覆。
(3) 当地下水位较高, 夯坑底积水影响施工时, 宜采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的松散性材料。夯坑内或场地积水应及时排除。
(4) 强夯施工前, 应查明场地内范围的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等, 并采取必要的措施, 以免因强夯施工而造成破坏。
(5) 当强夯施工所产生的振动, 对邻近建筑物或设备产生有害的影响时, 应采取防振或隔振措施。
(6) 强夯施工可按下列步骤进行: (1) 清理并平整施工场地;
(2) 标出第一遍夯点位置, 并测量场地高程;
(3) 起重机就位, 使夯锤对准夯点位置;
(4) 测量夯前锤顶高程;
(5) 将夯锤起吊到预定高度, 待夯锤脱钩自由下落后, 放下吊钩, 测量锤顶高程, 若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时, 应及时将坑底整平;
(6) 按设计规定的夯击次数及控制标准, 完成一个夯点的夯击;重复步骤 (3) 至 (6) , 完成第一遍全部夯点的夯击;
(7) 用推土机将夯坑填平, 并测量场地高程;
(8) 在规定的时间间隔后, 按上述步骤逐次完成全部夯击遍数, 最后用低能量满夯, 将场地表层松土夯实, 并测量夯后场地高程。
(7) 强夯施工过程中应有专人负责下列监测工作:
(1) 开夯前应检查夯锤重和落距, 以确保单击夯击能量符合设计要求;
(2) 在每遍夯击前, 应对夯点放线进行复核, 夯完后检查夯坑位置, 发现偏差和漏夯应及时纠正;
(3) 按设计要求检查每个夯点的夯击次数和夯沉量。
(8) 施工过程中应对各项参数及施工情况进行详细记录。
4、强夯法的优点和效果
(1) 施工设备、工艺简单。仅用一台起重机和重锤即可施工, 操作简便, 施工管理和质量控制都较容易。
(2) 适用土质范围广。能加固各类软弱地基, 特别是碎石类填土地基。
(3) 加固效果好。夯后一般地基强度可提高2-5倍。压缩性可降低2-10倍, 施工期间沉降量可达设计荷载下沉降量的60%-90%, 加固影响深度可达6-10m, 同时可防止地震区砂土液化, 和消除或降低大孔土的湿陷等级。
(4) 工效高、施工速度快。每台设备每月可处理地基面积5000-10000m2, 比桩基可加快工期1-2倍。
(5) 节约投资。根据夯击类型不同, 强夯法处理地基与桩基相比可节省投资50%以上。
(6) 节约材料。可全部节省地基所用钢材、木材、水泥等材料。
5、强夯加固的效果检验
用的检测手段静力触探、标准贯人试验、十字板剪切试验、载荷试验及取样进行室内试验。
6、强夯施工存在问题
因强夯施工方法是利用夯锤巨大冲击能和冲击波反复夯击地基左表面, 由此产生的噪音与振动波对周围的建筑物和居民将造成一定的影响, 如何解决施工中扰民问题是施工中必须考虑的问题。对距离强夯施工现场<40m建筑物要挖宽度1m, 深度超过被影响建筑物基础深度的减振沟, 或者采取其他的施工方法, 以避免因强夯施工产生的冲击波可能对该建筑物造成的损害。施工中的噪音扰民问题最好采取白天施工, 错开午休时间等措施, 最大限度减少扰民。
强夯机械笨重, 自行能力较差, 转场需用大型拖车方能转场, 因此应尽量减少强夯施工中的转场频率, 以提高强夯机械的利用率。
7、结论及建议
(1) 正确运用特殊路基的处理方法, 是减少路基工后沉降, 解决黄土路基沉陷质量通病的一种行之有效的办法。尤其对旧路改建工程的补压补强的功效是其他压实机械无法比拟的。
(2) 深入课题研究和技术总结, 制定出适合土质特点的技术标准, 并确定合理的台班定额和机械使用费。
高速公路特殊路基处理案例 篇7
1 下湿地的处理方案
某地区标段范围内, 下湿地地段较多, 针对这种地质情况, 进行如下处理:
翻浆处理:
基底在压实过程中, 如发现有翻浆现象, 必须将翻浆处含水量较大的土 (包括腐植土) 挖除, 挖深视地下水位及淤泥的含水量而定, 但最深不得大于1米。开挖后, 用粒径20cm以上的毛石平铺一层, 用挖掘机斗将其按入淤泥中, 然后再铺一层, 再按, 直至按不进淤泥为止。如开挖面积较大时, 可铺毛石后用压路机压入。而后用粒径小于10cm的合格的风化碎石填塞毛石空隙, 压路机碾压密实, 逐层填筑风化碎石直至路基底面。换填段落及数量必须经现场监理工程师认可并经项目部总工或技术主任确认数量, 否则不予计量。
地下水位较高处的下湿地处理
在开挖换填过程中, 发现地下水位较高的下湿地, 可在下湿地基底坡角外2~2.5米 (指路基坡角到内侧沟边缘) 处开挖土沟, 以降低路基地下水位及防止路基外水流对路基的浸泡。土沟的位置及段落须得到监理工程师的认可。如路基范围内有积水, 将积水通过挖沟方案排至路基外的集水坑中。积水处的处理方法同翻浆段的处理方法。如经监理工程师同意, 可将基底0~50cm内填筑风化碎石变更为0~100cm内填筑风化碎石。在施工前, 必须得到项目部的技术通知或口头通知 (书面通知随后补发) 。
风化碎石的要求
风化碎石要严格控制细粉土的含量, 风化碎石最大粒径不得大于10cm, 同时按照频率及时给试验室送样, 控制0.074mm以下含量及塑性指数, 不得有不合格的填料进场。
2 路基大部分地段不同程度的冻融翻浆
2.1 病害分析
影响公路翻浆的主要因素有土质、温度、水、路面与行车荷载等, 其中土质、温度、水是形成翻浆的3个自然因素, 三者同时作用, 才能形成翻浆。 (1) 土质。粉质土做为路基填筑材料之一, 属于最容易起翻浆的土。主要是因为这种土质的毛细水较高, 并且上升非常快, 在温度较低时, 水分容易聚流。当土中水分含量增加时, 土的强度会快速降低, 导致丧失稳定性。所以, 在水源供给较多, 土质路基冻结速度降低时, 就会形成较严重的翻浆。如果粉质土和粘土中含有腐殖质或者易融岩时, 则会加剧翻浆的形成。 (2) 温度。当路基达到一定的冻结深度和冷度时, 会使翻浆的机率上升。在同样的冻结深度和冷度条件下, 冬季气温的特点和冻结速度的快慢, 也对翻浆有很大的影响。另外, 在春天化冻期间, 由于温度上升, 冰冻融化, 土基松软, 也会使翻浆的程度加重。
2.2 翻浆的防治
(1) 翻浆防治的设计原则。 (1) 翻浆地区的路基设计, 要贯彻以防为主, 防治结合的原则。路线应尽量设置在土质良好地段, 当路线必须通过水文及水文地质条件不良地段时, 就要采取换填加固措施。 (2) 防治翻浆应根据地区地质特点、翻浆程度、气温变化, 按照因地制宜、就地取材和路基路面综合设计的原则, 针对当地特点进行设计。 (3) 翻浆地区路基施工, 在一般情况下, 应加强对地下水及地面水的处理, 并注意满足路基最小填土高度的要求。 (4) 对于高级和次高级路面, 除按强度进行结构层设计外, 还需允许冻胀的要求进行复核。 (2) 翻浆防治的基本途径。 (1) 提高路基, 加强排水。根据地区的实际情况, 适当加高路基, 使得路基上部土层保持干燥, 远离地下水或者地表水。路基加高数值的计算, 应综合当地调查的冻土深度, 水文情况和路基填筑土质决定。不但要防止路基地下水入侵, 还要保持路基良好排水, 使得路基上部保持干燥, 从而减少水分聚流, 减轻冻结。这是预防翻浆的重要措施。 (2) 修隔温层。在路基的底部处理中, 可以换填矿渣, 拆房土等材料。因为传热能力小, 可使路基下部不冻结, 或者极大地减轻冻结程度, 也能起到预防翻浆的效果。通常隔温层的厚度为20-50CM, 并且比路面要宽出30-50CM。 (3) 铺设隔离层。在特殊地区, 如地下水位较高时, 路基难免处于潮湿过过湿状态, 但又因为其它原因, 不宜加高路基, 在这种情况下, 可铺设隔离层。隔离层通常铺设在上路床处, 目的在于隔断水位的上升, 使水分进入不到路基上部, 从而使路基保持干燥。按材料来分, 隔离层分为透水和不透水型。透水的通常采用矿石, 砾石等。不透水的大多数使用沥青材料。 (4) 降低地下水位。防止地下水上升到路基上部结构中, 最有效的方法不是降低地下水位:a.设置渗沟, 在边沟底下设置排水沟, 降低地下水位;b.路肩盲沟, 为排除化冻期间路基中的自由水, 达到保持路基上部土体的目的, 可在路肩上设置横向盲沟, 盲沟一般采用渗水性良好的碎石填充, 沟底宜设置较大的坡度, 盲沟出水口应高出边沟流水面。
2.3 该公路冻胀与翻浆的处治措施
(1) 原则。本路段处于季节性冻土地区, 季节性冻土路基的防冻层采用砾石或碎石, 隔离层采用透水性土工布和砂砾石, 其厚度根据沿线不同的地质条件和路基高度作了调整。
(2) 处理方式。 (1) 路基高度 (包括路面厚度) h≥2.10m, 达到此高度, 可不做处理, 水位上升不到此高度; (2) 路基高度 (包括路面厚度) 1.6m≤h≤2.1m, 且路基两侧排水条件较好路段, 直接在路基底部做碎石防冻层;当路基两侧排水条件一般的路段, 在路基底部以下换填砂隔离层, 隔离层上下由无纺土工布包裹; (3) 路基高度0.6m≤h≤1.6m, 在路基底部以下做45cm的碎石防冻层; (4) 在零填及挖方地段, 在路基底部换填60cm的碎石防冻层, 提高路基底部强度及抗冻性。可见, 路基高度越低, 需要设置的换填层越厚, 从而阻止毛细水的上升, 保持路基干燥。
在进行特殊中期处理时, 应根据不同的地质情况, 拟定不同的处理方案。在本施工中, 通过开挖换填、铺设隔离层、降低地下水位等方法进行处理, 保证路基质量。
摘要：通过两则典型案例, 介绍了路基段内属于下湿地和易冻融翻浆的特殊路基处理方案。分析路基的地质情况, 采取最合适的解决方案。
关键词：特殊路基,下湿地,冻融
参考文献
特殊路基施工技术及处理措施 篇8
新疆南疆地区的地质、气候特点主要是春、夏季节风多且风沙大, 对土方填方路基的侵蚀较严重。地下水位高, 多为0.3~1.5m, 有些地方常年都有地表水, 耕地灌水时节, 如春灌冬灌, 可使地下水位更高。冬季寒冷, 冰冻厚度为0.8m。地下水中含有Cl-、SO42-等, 易产生盐涨。春季解冻时易发生冻融翻浆, 使路基路面疲软, 像弹簧一样。
一、土方路基施工技术
施工前先取原材料送样试验。确定最佳含水率和最大干密度。施工时先将原路面上的杂物清理干净, 清废厚度在30cm左右。除去树根、杂草等, 再将基底压实。符合设计要求后, 才能填筑路基。
根据施工图设计的横断面宽度、填方高度及边坡坡度, 放出路中线和边线。注意留出机械碾压作业宽度, 打好定位桩, 撒好填筑边线。土方填筑由自卸汽车堆料, 要按照事先试验确定的虚铺厚度, 计算每个断面需要量, 确定卸车车数和距离。虚铺厚度每层不超过30cm, 分层摊铺, 分层碾压。
由于风积沙填筑和碾压需要较多的水量, 最好的方法是一边卸土, 一边用推土机或装载机粗平, 一边浇水。或在要刮平碾压的头天晚上将沙土浇水湿透。待达到最佳含水量, 最好是大于2%时, 用平地机整平、压路机碾压。水准仪测量高程, 每20m一个断面, 每断面三个点作为找平依据。如此反复, 用平地机整平, 压路机碾压, 直到宽度、中线高程、纵坡、横坡、平整度、压实度符合设计及规范要求。
碾压时最好采用18T以上的单钢轮振动压路机。直线段由路边向路中碾压, 曲线段由内侧向外侧碾压, 碾压时两轮重叠三分之一, 边缘处先碾压2或3遍。全幅路面碾压6~8遍。第一遍和最后一遍为静碾, 其余为振动碾。除结构物上可采用横向碾压外, 其余均应纵向碾压。
遇到在老路基上扩建时, 为保证路基质量, 新老路基结合处应做成台阶状, 台阶宽度宜大于1.0m, 高度小于0.5m, 且台阶做成2%向内的坡度, 使新老路基良好结合, 不会产生断层。
二、特殊路基处理措施
1. 保持土方填方路基的透水性。
为了保证土方填方路基的透水性, 设计要求土质一般为沙土, 不含有机质、腐殖质, 含泥量≤5%。在新疆多风, 风大、植被少、降水少、干燥的气候条件下, 土方路基的边坡土很容易被大风卷走, 形成空洞, 使路基塌陷、损坏, 进而使路面基层、面层损坏。要解决这个问题, 有以下几种方法:一是填筑路基边坡时, 允许在风积沙中含有一定量的土。使其既保持路基良好的透水性, 又可使土颗粒之间有一定的黏结性, 形成板块;二是填方路基边坡土质可以含有一定的种植土, 这利于沙漠、盐碱地区的植被生长;三是在土方路基边坡使用一定厚度的砂砾石覆盖;四是在处于风口的地段, 采用块 (片) 石砌筑护坡。这样就可以使路基边坡能抵御风沙的侵蚀。
2. 防止冬、春季冻融对路基的破坏。
由于地质条件的特性, 加上由于公路在大片的耕地中穿行, 老路基基本上铺设在灌渠边或排碱渠边, 所以冬、春季冻融对路基的破坏较严重。主要原因是在满足投资限额的情况下, 设计人员将公路的设计标准降至最低, 在常年灌溉的耕地上, 基底不作处理, 而路基填高仅50~80cm。
为达到设计文件和规范要求的使用寿命, 路基必须经特殊处理。一是对地下水位过高引起的翻浆, 可以采用在一定高度的路基上铺设防渗膜, 以阻止地下水的作用或阻止毛细水的上升。二是换透水性良好的风积沙或砂砾石, 换填厚度要根据地下水位和黏土层厚度以及冰冻厚度确定。
3. 正确处理软土地基。
遇到软土、泥沼时, 应采用浅层处治以增加地表强度, 防止地基局部剪切变形。根据软土、泥沼厚度以及路堤填筑高度, 常用的方法有2种:第一种方法是换填透水性良好的风积沙或砂砾石。风积沙要求用洁净的粗沙, 含泥量不大于5%;砂砾石要求最大粒径不大于5cm, 强度不低于4级。根据摊铺厚度分层填筑、分层压实。第二种方法是抛石挤淤。片石采用不易风化的石料, 大小一般在30cm以上。抛投应沿路中线向前抛填, 再渐次向两侧扩展。片石高出软土面时。用较小石块填塞缝隙并垫平, 用压路机碾压紧密。
在常年有积水或池塘 (鱼塘) 地段施工, 要视地形情况将水排除, 挖除表层淤泥, 用水稳性好的透水材料回填到常水位线以上50cm。但有时会遇到水面很大、很深, 不易排水的情况。施工时要视具体情况采取处理方法, 如果路基填筑很高, 则可以带水作业, 选择水稳性好的透水材料如风积沙、天然砂砾石等从一头向前堆积, 用装载机或推土机向前推挤, 待填出水面以上50cm时, 再分层填筑, 分层碾压。例如施工的另一工程在K10+950~K12+050段, 有大面积池塘, 水深达到20m左右, 而设计路基填筑高度距塘底5~6m, 于是就采取带水作业的方法。该工程竣工使用2年来, 经历两个冬、春季冻融, 路基没有发生变形、塌陷等现象。
三、结论与建议
浅谈市政道路特殊路基处理工艺 篇9
1 市政道路特殊路基的常用处理方法
特殊路基与一般路基不同, 由于其组成成分不符合工程要求, 必须经过一定措施进行的处理之后方可满足工程应用要求。常见的特殊路基有泥石流地区路基、岩溶地区路基、滑坡地区路基、雪灾地区路基、采空区地区路基等等。工程上对于这些特殊路基的处理方法也有很多, 常用的主要有以下几类。
(1) 换填垫层法。对不符合要求的路基垫层采用合格的砾石、砂、石屑、矿渣、碎石、粉质黏土等材料进行换填, 选用的材料宜就地取材, 通常以中、粗砂料换填效果较好。换填前应将一定深度的原路基软土挖除, 然后分层进行回填和碾压。这种类型的软基处理方法除了换填土之外, 还有抛石挤淤法及爆破挤淤法等。
(2) 强夯法。即采用重锤从高处自由落下, 对原软土路基进行多次夯击, 以提高路基的密实度, 从而减少沉降。这种处理方法对于非饱和、粗颗粒含量较高的土质处理效果较好。还有一种强夯置换法, 也就是通过在夯坑内回填块石、碎石、砂等材料, 然后进行夯击使软土排开, 在软基中形成块 (碎) 石墩, 从而提高其整体承载力。
(3) 堆载预压法。在路基施工之前, 通过采用较大的荷载在软土路基上进行预压, 以加速路基的沉降, 提高其固结程度, 使得路基的强度提高, 工后沉降也相应地减小了。一旦工后沉降满足要求, 强度指标达到设计要求, 便可进行道路路面的施工。
(4) 加筋法。对特殊路基加筋的材料有好几种, 主要包括:不锈钢带、镀锌钢带等金属材料, 玻璃纤维、尼龙、聚丙烯等合成材料, 以及钢-塑复合加筋带、钢筋混凝土带等复合材料。通过在软土路基下铺设一层或几层加筋材料, 同填料共同形成加筋垫层, 它能均化地基应力, 提高地基的整体承载力, 从而使路基的不均匀沉降也减少。
(5) 排水固结法。若软土路基的土质较好而含水量超标了, 可通过表层排水法进行处理, 即在路基表面开挖沟槽, 将地表水收集并排掉, 使地基表层的含水量降低, 然后采用透水性良好的砂砾进行回填, 以发挥沟槽的盲沟作用, 若埋设孔管, 必须使用过滤材料保护。为加快排水速度和地基沉降速度, 可预先对地基进行加载, 工程上常用袋装砂井, 并加设土工布加筋垫层, 以起到排水及均化沉降的作用。
(6) 水泥搅拌桩加固法。即通过机械设备将水泥喷入一定深度的软土路基中, 并将其搅拌均匀, 使得水泥同土层中的水分发生水解反应形成胶体, 同周围的土体形成一个整体而大大提高了土体的整体强度。水泥搅拌桩分为浆喷法和粉喷法两种, 若软基的塑性指数大于10天然含水量超过30%时一般采取粉喷法, 这样可通过水泥的水化作用来降低地基的含水量, 提高及固结效果, 但浆喷法施工便利, 容易控制施工质量。从减小沉降方面考虑, 水泥深层搅拌桩是一种非常理想的处理措施, 当软基较厚、对承载力和沉降要求较高时, 可通过水泥深层搅拌桩与加筋法同时使用, 形成复合地基的整体强度大大提高, 有效降低路基的不均匀沉降。
(7) 振密挤密法。如挤密砂桩, 通过打桩机在松散的人工填土或砂性土中成孔, 通过成孔的过程产生挤密或振密作用, 使周围土体的密度得以提高, 然后灌填砂料后形成桩体, 减少了地基的沉降量, 改善了地基的承载性能和整体稳定性, 湿陷性或液化性也大幅境地降低。这种加固方法通过与预压法联合使用, 在软弱粘性土地基的处理上获得了较为广泛的应用。
2 市政道路特殊路基的处理实例分析
(1) 工程概况。某市政路全长7.5 km, 路幅宽度为52 m的双向六车道, 其中一处软基路长近2515 m, 约占道路总长的1/3, 使得软基处理成为该市政道路施工的一个重点与难点分项控制工程。该路段为人工填方路基, 下卧淤泥层厚10～15 m, 为低透水性、低强度的软弱土体, 上部人工填土厚度仅0.5 m左右, 密实度差。该道路非机动车道和人行道下布设有各种市政管线。
(2) 市政道路软基处理措施。由于该市政道路下埋设了多种管线, 尤其是雨、污水管线埋设较深, 对沉降较为敏感, 设计要求路基两侧的雨、污水深埋管基工后沉降控制在10 cm以内, 为满足此要求, 并控制整个路基的施工质量和造价, 本工程采用的处理方案为:车行道下采用袋装砂井配合堆载预压排水固结的方法进行加固处理, 人行道和非机动车道下采用粉喷桩复合地基的方法进行处理。水泥土搅拌桩直径为5 00 m m, 间距1.0 m, 袋装砂井的直径为70 mm, 间距为1.2 m, 它们都要穿过淤泥层, 进入粉质粘土层, 呈三角形布置, 布置一层单向土工格栅加筋和0.5 m厚的砂垫层。本次软基路段中, 约3/5的路基采用袋装砂井排水固结处理, 其余的2/5的路基采用粉喷桩处理, 其中袋装砂井排水固结处理单价约3.5元/延米, 而粉喷桩处理的单价约32元/延米, 二者费用相差较大。通过这种混合措施进行软基处理, 可以大大节省路基处理施工成本。
(3) 处理效果分析。为检验本此软土路基处理方案的处理效果, 在路中心、两种处理方法交界处的两侧和坡脚处埋设了一些仪器进行观测, 仪器包括:总沉降盘、分层沉降盘、土压力盒、水位计和测斜管等。通过观测, 可得出以下结论。
(1) 车行道下通过袋装砂井处理, 该范围内最大的总沉降量发生在路中, 大约1058 mm;在人行道及非机动车道下通过粉喷桩处理, 该范围内最大的总沉降量为213 mm, 主要发生在车行道与非机动车道交界处, 此处的沉降仅为车行道下最大沉降量的20%。粉喷桩处理段和袋装砂井处理段之间的差异沉降较大。
(2) 车行道下的处理范围内, 基压缩范围随填土的加高而变深, 压缩层范围主要位于淤泥和淤泥夹砂层, 且80%～85%的压缩量发生在地表下8 m范围内, 压缩量随深度由大变小。
(3) 人行道和非机动车道下的粉喷桩处理段为复合地基, 其压缩量比袋装砂井处理段要小很多, 压缩量的大小主要受粉喷桩施工质量控制, 而与深度无关, 压缩层范围主要在地表以下到15～18 m范围内。
(4) 各测点的孔隙水压力均随着填土高度的增加而增加, 加载350 d后, 土层的固结度达到85%～95%。加荷间歇期, 孔隙水压力逐渐消散。
(5) 水泥土搅拌桩复合地基中, 随着填土高度的增加, 桩应力和土应力都相应的增大, 填土停止后, 土体不断固结, 桩应力也随之减小, 桩土应力比逐渐趋向于1。
通过本工程实例说明, 在市政道路特殊路基上通过采用不同的加固处理措施即能满足管线及道路不同的沉降量要求取得较好的加固处理效果, 又能节省工程造价。
3 结语
公路工程施工中采用的各种特殊路基处理工艺都较为成熟, 目前也较好地运用到了市政道路的路基处理当中, 但各种处理工艺的适用条件、处理效果、施工成本都有着较大的差异, 在运用过程中应结合具体的工程环境及技术经济条件合理采用路基处理加固措施, 以尽可能低的工程成本取得最佳的加固效果。
参考文献
[1]莫全总.浅谈特殊路基处理措施[J].黑龙江交通科技, 2009 (1) .
[2]唐卫国.市政道路施工中软土地基施工处理分析[J].建筑知识, 2012 (6) .
特殊路基的处理 篇10
1 工程基本情况及地质概况
关中公路环线试验路段全长5.5km (桩号为K9l+220~K96+720) 按一级公路技术标准设计, 采用城市道路三块板断面型式, 计算行车速度100km/小时, 路基宽度28米, 其中:机动车道17米, 绿化带2×1.5米, 非机动车道2×4米。路线走向为沿旧路两边拓宽改建, 路线所经区域属陕西关中平原, 地势平坦、开阔, 属渭河及其支流的漫滩和阶地, 区内人工沟渠纵横分布, 本次施工中旧路左侧长2.07km排碱渠按设计移至路外, 工程地质沿线以粉质低液限粘土为主, 冲洪积成因, 层理清楚, 土质均匀, 结构致密, 粉砂含量大, 其工程地质条件为湿陷性黄土, 土质含水量大, 具体表现为路基清表后, 我们发现以下问题: (1) 地表含水量过大无法进行填土碾压, 经试验全线地表土含水量达22%, 且各段地下水位较高, 凉硒无法达到碾压要求; (2) 排碱渠中设计挖除淤泥后含水量达22%以上, 无法进行填土碾压;第三:原旧路坡脚至沥青面层边缘部的土方含水量超过20%无法进行利用;四:根据试验结果, 路基填料 (采用两个土场) 在93%、95%压实度下室内土的CBR值为2和3, 达不到规范最小强度CBR值5和8要求。
2 施工中采用的施工方案及质量控制措施
2.1 在保证工程质量的前提下, 以节约工程
费用为主, 改变原来设计方案, 提出了以下几种初步施工方案
(1) 对清表后的软基填筑30cm砂砾, 或20cm厚掺加5%的石灰稳拌进行处理; (2) 排碱渠挖淤泥后先手摆30cm~50cm厚片石, 然后填筑30cm砂砾, 最后填土碾压; (3) 对无水排碱渠的处理方案先填30cm厚砂砾再填土; (4) 把原旧路边坡脚至沥青面层边缘部的土方挖运堆放到新排碱渠地方, 待来年做底基层使用。
2.2 初步施工方案试验段施工方法及质量
控制情况
2003年11月7日我们先对无排碱渠原旧路坡脚至沥青面层边缘部按照以上方案进行试验, 试验段选在K91+220~K91+600段左侧, 机械组合情况为:120型推土机一台, 80型推土机一台, 挖掘机一台, 装载机一台, 振动羊足碾一台, 18-2l T三轮压路机一台, 洒水车一辆, 自卸汽车12辆, 填筑30cm砂砾后进行素土填筑碾压, 发现基底土质平均含水量20%以下段落基本无软弹现象, 路基压实度能达到规范要求;但平均含水量在20%以上部分段落地基有轻微软弹现象, 检测其CBR值为2%, 符合规范要求, 决定对含水量在20%以上段落采取二次补填7cm砂砾方法, 稳定后其强度明显增大, 无软弹现象发生, 素土回填第一层时, 土质含水量控制在12.8%左右, 虚土厚为30cm, 先用羊足碾静压四遍后开始振动碾压, 第六遍时检测其压实度为91.8%, 第七遍时检测其压实度为93.3%, 且无软弹现象出现, 通过该试验段的施工过程来看, 该方案可用于路基基底含水量较大段落的施工。
2003年11月16日在K95+260~K95+580段左侧进行灰土处理软基试验, 机械组合为:80型推土机两台, 挖掘机l台, 装载机1台, 自行式振动羊足碾1台, 光轮振动压路机l台, 稳定土拌合机1台, 洒水车1辆, 自卸汽车14辆, 抽检平均含水量为21%, 16日上午开始摊铺拌合, 拌合后测其平均含水量为19%, 无法进行碾压, 17日中午开始静压三遍, 由于灰土层下土质含水量过大, 灰土层不能形成板体, 表面横向裂缝多, 达5mm之宽, 18日再继续静压四遍观察, 还不能形成板体, 表明灰土处理软基方案不成功。
根据工地现场检测结果看, 压实度及现场CBR值完全满足规范要求, 但经咸阳秦正交通工程试验检测中心对两个土场所作室内土的CBR值分别为0、7.3、5.4、2.7, 达不到设计要求。
2.3 特殊路基地段过湿地基软基处理方案的确定
通过以上试验结果最终确定了以下施工方案, 并在全线施工中推广采用。
(1) 清表后, 测定基底平均含水量在14.5% (最佳含水量为14.5%) 以上段落, 采用掺加5%石灰处理软基达不到设计要求, 必须采用换填砂砾处理, 其砂砾处理厚度根据基底土质含水量大小确定, 对于土质含水量在1 4.5%~2 0%时应采用30cm厚天然砂砾进行处理, 土质含水量在20%以上时应采用30cm~40cm厚天然砂砾进行处理。
(2) 有水排碱渠段挖除淤泥后先手摆30cm厚片石, 推土机稳压, 然后填筑30cm厚天然砂砾, 再进行素土回填;无水排碱渠段先填30cm厚砂砾, 再进行素土回填。
(3) 原旧路边坡坡脚至沥青面层边缘部的土方挖运堆放到新排碱渠地方, 待来年做底基层, 减少了弃方, 节约了工程费用。
(4) 考虑本工程路基在不利季节及条件下施工, 防止出现局部变形及下沉, 施工中未采用原设计填土方全部掺加3%石灰, 改为采用路床顶面进行20cm厚5%灰土处理, 提高路基强度。
3 处理效果
本工程特殊路基地段 (含排碱渠) 原施工设计图中采用了换填砂砾 (厚度40cm) 、全部填方土掺加3%石灰、旧排碱渠渠底换填砂砾 (厚度为0.5m~2.6m) 、路床顶面旧路两侧设置宽6m土工格栅等施工方案, 在本工程施工中我们结合试验资料, 根据施工经验, 在保证质量的前提下, 从节约工程投资出发, 改变了原设计方案, 采用了以上施工方案, 路基工程完成后, 经施工单位自检、项目部和总监办联合组织验收, 路床顶面土基经测定弯沉值, 均小于设计弯沉值, 路基强度符合设计要求, 从目前本路段使用效果看, 未出现路面下沉及变形现象, 工程质量良好。以上施工方法处理特殊路基地段软基, 既加快了工程进度, 节约了工程成本, 又保证了工程质量, 为关中公路环线礼泉至阎良段改建工程全面开工提供了试验资料, 创造了良好的条件。
4 几点建议