软土地区路基施工技术(共11篇)
软土地区路基施工技术 篇1
软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩等地区因为水流作用而沉积的天然的孔隙比大、含水量高、抗剪强度低及压缩性高的细粒土。软土具有天然含水量高、天然孔隙比较大、固结系数小且时间长、压缩性高、抗剪能力弱、灵敏度高、透水性不强、土层层状分布复杂、各层之间的物理及力学性状差距较大等特点。
1 软土地基常出现的质量事故
与软土特点相对应的软土地基, 也因地、因层而异, 不可预见性较大。在软土地区的铁路复现路基工程的施工阶段, 因为技术方面的一时疏忽出现质量事故的可能性非常大。因此要对常见的质量事故及引发事故的施工技术层面的原因进行深入分析及掌握, 才能在后面的施工中引以为戒, 不再出现类似的错误。软土地基施工中常出现的质量事故主要有以下几方面。
1.1 勘察不准确
勘察是路基工程施工技术的重要组成部分。勘察过程不详细或不准确, 会导致应该进行软基处理的地段没有进行相应处理, 为后面的质量问题的出现埋下隐患。在施工中经常会出现此类事故。例如珠海南屏桥引道, 对软土采用了砂并结合分级加裁预压处理, 但在南岸砂井施工完成后, 填土至2.5m高 (第一级加载) 时就发生破坏, 北岸在第三极时发生破坏。挖开之后才发现是地质资料不准确。
1.2 软基处理不到位
已知是软土地基, 但未做好软土地基处理, 导致路堤的稳定性降低或对线外建筑物的安全产生威胁。此类事故也非常多, 例如汕头磊口大桥引道。高填土引起线外土地隆起, 导致民房受损, 路基无法稳定, 只好通过增加桥梁长度的方式来缓解这一问题。桥梁建成一段时间后, 仍然出现锥坡不均匀下沉, 又对其做了处理。
1.3 堆料不当
未按规定进行分层填筑。一般都会对软基做袋装砂集合砂垫层加固处理, 但在施工过程中, 很多时候由于资金方面的限制, 大部分路段的处理都取消, 没有按规定进行分层填筑, 也没有进行施工观测。且填料没有做到均匀卸土, 导致大块石存在。也没有进行合理分层, 而是堆成厚层进行强震碾压, 使得本来就强度低、灵敏度高的软土路基受到破坏。
此外, 还有台背填土不合理、“硬壳层”破坏导致的软土层路基破坏等。
2 软土地区铁路复线路基工程建设阶段的施工技术
本文所介绍的建设阶段的路基施工技术主要是路基加固技术。为保证铁路路基的稳定性, 最终确保铁路的使用性能及行车安全, 笔者对历年来各种不同地质条件下各种软土路基加固技术进行了总结。各种技术的适用范围、包含的具体方法、操作步骤等都不尽相同, 但都能较好的提高路基的承载力, 减少沉降。软土地基加固技术的具体情况见表1。
3 软土地区铁路复线路基工程病害整治阶段的施工技术
铁路路基病害整治施工技术也是路基工程施工技术的重要组成部分。铁路路基的病害整治技术主要有粉喷桩加固法、挤压片石法、换填碎石法等。
3.1 粉喷桩加固法
粉喷桩加固法的大致施工程序为:测量—桩机安装—桩位对正—机身调平—钻进—达到设计深度时停钻—料阀开送—启动喷料机进行喷料—将钻提至停粉高度停止喷粉—在桩顶保护层高度停止提钻, 转动钻头—二次搅拌—填写施工记录—将钻提至地表之上—停机并移动桩机。同时对桩距偏差、有效桩长偏差、桩顶高程偏差及桩垂直度偏差进行控制。
3.2 挤压片石法
采用挤压片石法的地点是泥炭呈现流动状, 厚度较薄, 且表层无硬壳的基底处。本方法所使用的石料是不易风化的石料, 大小随淤泥及泥炭的稠度而变化。该方法的操作步骤为:首先, 从路堤中部开始挤压, 向前突进后再向两侧转移, 使淤泥最终从两侧挤出。如泥沼底面或软土有较大横坡, 则从高的一侧向低的一侧挤压, 并在低侧多挤压片石。其次, 挤压后使用重型压路机或其他适宜的机械设备进行反复碾压, 目的是将片石压密, 然后在其上铺设反滤层, 最后填土。挤压片石的断面如图1 所示。
3.3 换填碎石法
假设铁路路线通过的软土层位于地表, 厚度小于3m且呈现局部分布, 那么最大换填深度应为2.6m;原炭质页岩和炭质泥填料地段换填1.2m碎石土。主要方法有:首先, 采用机械或人工手段将全部软土挖除, 然后整平成横向流水坡;其次, 填筑碎石土。要确保碎石土中碎石和土的比例, 从而提高碎石土的渗水性。碎石土进行分层填筑, 一般每层为20 ~ 30cm, 摊平后用压路机压实。密度达到要求后才可进行上一层填筑, 直至达到设计高程。
4 结语
综上所述, 在软土地区铁路复线路基工程的施工过程中所涉及到的技术是多种多样的, 它们对铁路路基的稳定性及使用性能有非常重要的影响。因此要注意对施工过程中施工技术的控制, 从而提高路基的承载力, 减少沉降。
摘要:本文首先对软土地区概况及软土地基常出现的问题做了简要介绍, 其次对软土地区铁路复线路基工程建设阶段及病害整治阶段的施工技术进行了重点论述, 旨在从各个阶段对路基工程的质量进行控制, 从而在整体上提高软土地区铁路复线工程的性能。
关键词:软土地区,铁路复线,路基工程,施工技术
参考文献
[1]李治国, 李宁, 左文荣等.软土地区高速公路沉降特性研究[J].山西建筑, 2009, (8)
[2]何阳铭.软土地区铁路新线60 km/h开通问题探讨[J].铁道建筑, 2011, (7)
[3]李永峰.公路工程中软土地区路基处理措施[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2013, (35) .
[4]杨勇.浅谈高等级公路软土地区路基处理方法[J].中国高新技术企业, 2015, (22)
刍议道路工程软土路基施工技术 篇2
摘要:软基处理是道路工程建设的难点和重点。在道路施工之前,应该针对软土特性和施工要求找到合适的处理方法,提出并实施软基处理的具体施工技术,为道路工程建设的顺利进行打下坚实基础。只有集结所有建设者的智慧,汇集所有建设者的努力,中国的道路建设事业才会逐步完善,并一步步走向辉煌。
关键词:道路工程;软土路基;施工技术
1.软土路基概述
软土路基主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、空隙大的有机质土、泥炭土以及松散砂等土层构成。它们的成因、结构和形态虽然不同,但都有含水量大、压缩性高、强度低和透水性差的特点。软土路基不能简单的只按路基条件确定,因填方形状及施工状况,有必要在充分研究填方及构造物的种类、形式、规模、路基特性的基础上判断是否应按软土路基处理。在公路建设过程中,有些软土地基填筑过程中就因路基变形,无法定型铺筑路面;有的勉强铺筑了路面,但软基变形。未待交工验收,路面就开始失稳;有的在运营中变形,不但要年年整治,耗用大量人力、物力和财力,而且影响行车安全,中断交通。在软土地基上修建道路,首先要进行加固处理。因此,加强对软基处理效果的研究,对于确保道路工程质量意义重大。
2.影响软土路基处理的因素
2.1需要考虑道路性质
道路等级越高,对施工质量的要求也越高,对软土路基处理措施的要求也就越高。如果道路等级比较低,可以铺设简易路面,在地基沉降后再铺设常规路面,以节省工程资金。道路的高度、宽度、形状等也是需要考虑的重要因素,通常低、宽的路堤使用换填法可能会出现局部破坏,而高、不稳定的路堤使用压重法也会受到限制。路堤的宽度和高度越大,引起黏土层发生沉降的可能性和程度也就越大。
2.2需要考虑路基状况
地基构成和土质条件情况影响软土地基处理技术的选择。通常黏性土使用压实法,以尽量降低对地基的扰动,砂性土使用振动压实法或挤实砂桩法,以改善砂性土性能。
2.3需要考虑周边环境
道路工程施工需要考虑施工时地下水变化、泥水散落、噪声、振动等对周边环境的影响。如果施工现场附近,尤其是路堤坡脚周边有民居等建筑时,必须控制总沉降量,避免发生过大的隆起、沉降。难以有效控制对周边环境的影响时,需要主动与群众进行沟通,事先对民居等建筑采取保护措施,否则需要考虑使用高架桥梁的方式代替路堤。
3.软土路基的处理技术及措施
软土路基是道路工程中经常遇到的一种路基。对透水性差的浅层软土,采取挖淤换填,清淤后换填透水性比较好的砂砾;对地下水比较丰富,含有较多角砾且透水性良好的浅层软土,采用渗水盲沟方案,盲沟采用土工布包裹级配碎石,在填土荷载的作用下形成良好的排水通道,达到良好的固结排水效果。一般软土路段(水田)采取挖淤换填,清淤后换填透水性材料。山坳谷地挖淤后,在坡脚处开挖宽度不小于1m的台阶,分层回填透水性材料。水塘挖淤后,换填材料适宜采用中粗砂。
3.1基底处理。根据施工路段的地质情况修筑必要的施工便道,为挖掘工作提供一定的施工作业面。在开挖淤泥时,挖机一般采用倒退法施工,同时自卸汽车由施工便道进入淤泥开挖地段,将挖出的淤泥装车后运至弃土场区。开挖过程中如果渗水较大,则在挖淤路段两侧采用开挖深土沟和集水坑,通过潜水泵抽水的方法排除地下渗水。淤泥全部挖除后,将地面压实,通过检查后方可按照设计要求进行透水性材料的换填。透水性材料采用天然级配砂砾料,其最大粒径应小于50mm,水塘段软基换填材料采用中粗砂。砂砾层分层摊铺压实,宽度宽出路基边脚50cm,两侧用片石护砌。同时在摊铺砂砾时要避免粒料离析。
3.2管式渗水盲沟施工。施工前先清理施工场地,进行施工测量放样,对含水量偏大的路段,在路基两侧开挖临时排水沟做好排水工作。施工时先挖除地表的淤泥土,然后根据地层的土质情况进行回填透水性材料,然后用土工布包裹有孔的硬塑管,管壁四周按照设计填以大于硬塑管孔径的级配碎石,形成渗水沟。土工布先在底部和两侧沟壁铺好就位,并预留顶部覆盖所需要的长度(包含搭接长度20cm),并拉直平顺紧贴底层,所有纵向搭接缝交替错开,搭接长度不得小于300㎜。出水口地面标高应高于沟外最高水位0.25m。盲沟的埋置深度要根据施工现场的水文地质情况调整,但应满足渗水材料的顶部(封闭层以下)不得低于原有地下水位的要求。另外渗沟进出口应采取反滤措施。
3.3填筑施工。正式填筑前应规划好作业区段、施工程序和各种机械作业路线。按“四区段”(填、平、碾、检)、“八流程”(施工准备、测量放样、分层填筑、摊铺平整、碾压夯实、检测签证、路基面整形、边坡修整)组织施工,按试验段确定的松铺厚度和碾压遍数等施工参数,以纵向分段、水平分层的方式进行填筑。填筑前,应检测填料的含水量,若含水量超过时,晾晒至符合要求再碾压。若含水量过小洒水至达到要求再碾压。碾压前要先用平地机进行填筑面的整平,再用振动压路机进行纵向反复辗压4~6遍。振动压路机碾压时,行驶速度宜用慢速,最大速度不宜超过4km/h,碾压时先静压一遍,弱振2遍先慢后快,振动频度先弱后强,直线段由两侧向中间,小半径曲线段由內侧向外侧纵向进退错行进行,行与行的轮迹重叠后轮宽度的1/2,横向同层接头处重叠0.4~0.5m,前后相邻两区段纵向重叠1.0~1.5m,上下两层填筑接头处错开3m,达到无漏压,无死角,确保碾压均匀。用灌砂法检测填料的压实度,合格后报监理工程师复查,方可进行下层填筑。对于不同性质的填料,应水平分层、分段填筑。同一层水平路基宽度范围内采用同一种填料,不得混合填筑。每种填料压实后的连续厚度不宜小于500mm.填筑路床顶最后一层时,压实后的厚度应不小于100mm。并且每种渗水土填在非渗水土上时,非渗水土层面应有向两侧2~4%的双向排水坡,同时采取相应的防水措施。当原来地面纵坡大于12%或横坡陡于1:5时,应根据设计和规范要求将原地面挖成台阶,台阶宽度应满足摊铺和压实设备操作的需要。或者设置成4%-6%的内倾斜坡、且不得小于2m的台阶。填方路基必须按路面平行线分层控制填土标高;填方作业应分层平行摊铺;保证路基压实度。每层填料铺设的宽度,每侧应超出路堤的设计宽度300mm,以保证修整路基边坡后的路堤边缘有足够的压实度。完成路基填筑后要安排机械和人工根据设计要求进行边坡修整,凿除宽填部分,使其边坡顺直、圆顺、美观。另外要对路基顶面进行整平、压实并埋设中线水泥桩,并纪录好相关初始的测量数据,为后续工作提供施工测量依据。
4.结语
在进行城市道路软体路基的实际设计过程中,对于软土路基处理而言,必须选择正确的技术进行施工,必须结合工程实际以及道路基本情况进行施工,并且进行综合选取最终的处理措施,或是单独技术施工,或者是联合处理,在保障施工质量的前提下,最大限度的节约投资金额,以免造成不必要的损失。
参考文献:
[1]注双杰,张留俊,刘松玉等.道路不良地基处理理论与方法[M].北京:人民交通出版社,2007.
[2]冯仲仁,朱瑞赓.我国道路软基处理研究的现状与展望[J].武汉工业大学学报,2011,(1).
[3]薛国臣,黄苏宁.浅谈CFG桩复合地基[J].林业科技情报,2009,(4).
[4]徐思宏.市政道路路基施工质量控制[J].中国新技术新产品.2010(16)
软土地区路基施工技术 篇3
1 软土地区路基处理不当
路基处理是否达标直接关系到整个公路的质量, 还关系到了人民的生命财产安全, 目前, 我国高速公路在软土地区的路基处理还存在着各种各样的问题, 如何就这些问题进行研究, 探索出适合公路软土路基施工的方法和技巧, 是每一名公路人需要关心的问题。
1.1 勘查资料不齐全
对于高速公路在软土路基方面的处理, 在施工前必须先从地质地貌, 水文地质环境, 土的性质和土力学各个方面进行勘察, 并且将这些情况做成资料存档。然而, 这一步骤往往在实际的施工过程中易于被忽视或者简化, 有些高速公路的勘察工作未经实地勘察, 而直接采用现成的勘测资料, 或者勘察工作不严谨, 导致勘察数据的不准确, 以及资料的不完整。因此, 这个基础工作的疏忽就直接影响了后续的设计部分, 其整个高速公路的质量就已经受到影响, 并难以继续进行施工。
1.2 施工前准备不足
高速公路的软土路基施工, 由于软土的性质, 使得整个施工过程变得十分复杂。因此, 在进行勘察后, 应在路基施工前做好后续工作的前期准备事项。依据前期勘测收集到的资料, 综合分析地质情况可能引起的问题, 并且针对这些问题开展探讨, 确定合理的方案。若公路软土路基前期工作准备的不够充分, 就会导致各种事故的发生, 如可能出现的流砂或者涌水量, 严重影响到公路的施工进度和质量, 此外, 还应该调查当地的降水情况, 避免大雨对工期的影响。由于高速公路的建设范围广泛, 不同的地理位置有不同的地理环境, 地质情况有所不同。若没有考虑雨水或者其他措施的影响, 可能会引起路基的不均匀下沉。
1.3 填筑处理不当
软土性质的路基, 必须按照设计说明, 完成地基的处理后才可进行填筑。在填筑前应做好填料的选择, 合理规划运土路线。其浇筑基底应适当做好排水以及加固处理, 正式填筑前应选择有代表性的地段进行填筑压实工艺性试验, 压实标准必须达到要求。同时要观测加载时的沉降情况, 尤其在填筑路堤时应注意按照规定预留一定沉降量, 并且在施工过程中应当及时记录和递交沉降观测资料给设计方, 为修正设计提供依据, 便于修正之后的施工操作。
2 高速公路软土地区路基水泥搅拌桩技术
2.1 水泥搅拌桩技术的定义
为了提高软土路基的稳定性, 路基土质的强度提高十分重要。因此, 在进行软土桩基础的施工过程中, 应对路基软体部分加注水泥, 使软土和水泥粘结成整体, 从而提高软土的抗压承载力, 达到提高强度的目的。水泥搅拌桩技术的基本原理便是如此。
2.2 水泥搅拌桩施工的准备
施工准备工作贯穿于整个施工的过程, 是否充分做好施工准备工作直接影响施工能否顺利、高效开展。因此, 在打水泥搅拌桩前也应做好准备工作, 首先, 水泥是水泥搅拌桩施工的必要材料, 故选择合适的水泥石直接影响施工的质量, 如果水泥的选择不恰当, 则整个工程的质量就会受到影响。为了避免搅拌过程中桩体的石灰发生聚集状况, 软土路基选择的水泥应纯净无杂质, 且时细磨的水泥。
2.3 水泥搅拌桩施工的重点
水泥搅拌桩在整个软土路基施工中是比较重要的, 是保证整个高速公路稳定性的基础部分。应当从路基地质出发采取规定的化学、物理参数, 设计出最佳的掺灰量, 含灰量, 桩长和搅拌范围, 以及根数和截面等施工数据。因此, 首先应当在打水泥搅拌桩之前对路基的施工地段进行检测和试验。再者, 应保证水泥搅拌桩施工按施工工序进行:桩体对位、下钻、钻进、提升、结束提升。
3 高速公路软土地区路基排水法
软土不适合做高速公路路基的主要原因是因为其中含有大量的水, 要在软土地区建设高速公路就需要将其中的水排除掉。软土地区排水方式主要是通过的地表开沟的方式来完成的的, 其中在进行排水时需要挖掘数条排水沟槽, 为了使排水的效果更好, 其挖掘过程需要严格的按照标准进行。沟槽之间的距离一般都是最越小越好, 这样就能将软土地区的水给充分的排出。此外, 在进行排水的时还需要将施工地形考虑进来, 要充分的利用现有的自然地形来排水, 这样不仅仅可以大大的减少工程成本还可以更好的保证工程的质量。待软土地区排完水之后, 就需要将之前挖掘的沟槽填满并进行压实, 其中一般都是选择碎石或者砂砾进行回填, 主要是因为这碎石和砂砾的两种渗透性能比较好, 待回填压实后还可以降低软土地区的含水量。
4 高速公路软土地区路基砂石垫层换填技术
为了加强软土路基的强度, 应注意软土路基中的砂砾、中砂和粗砂是否足够, 强度是否达到要求。其中可以采取换填的施工技术, 即采用砂砾、粗砂、石屑、碎石、中砂等材料对软土、浮土进行的换填。在碎石垫层换填的过程中, 首先要对其路基基底进行整平, 确保路基基底的标高与设计值一致, 若在施工的时候, 出现基底深度不一样的情况, 应该按照施工顺序先深后浅的原则进行。其次, 在分段施工的过程中, 应该确保垫层的充分捣实, 且接头部位应当做成斜坡形式。在采用碎石作为垫层时, 可在基坑底部先铺设一层砂, 用作碎石垫层, 用来防止基坑地面的表层出现局部破坏。最后, 采用插振法、平振法、水撼法、碾压法、夯实法等铺设方法进行施工。
5 结束语
就目前公路的发展速度来看, 各地都在建设各种等级的公路, 难免会遇到软土路基的情况, 路基是整条公路的精髓, 若处理不恰当, 必然会影响到公路的质量, 因此, 不得不对路基的处理足够重视。在高速公路软土路基的施工准备和实施过程中, 需做好前期的勘测工作, 确定好软土的类型, 提出合理的施工工艺和施工方案, 按照相关要求进行施工。
摘要:随着经济的快速发展, 高速公路的建设越来越多, 高速公路具有建设周期长, 工程大, 线形长等特点, 难免会遇到软土路基的情况。本文就高速公路软土地区路基的施工要点进行简要的介绍, 希望能为以后类似的路基处理提供参考。
关键词:高速公路,软土路基,施工技术,要点
参考文献
[1]马雪烈.高速公路软土地基处理方法探讨[J].科技情报开发与经济, 2010.
[2]孙伟志.公路施工中软土地基常见处理方法[J].黑龙江交通科技, 2010.
[3]邱峰.浅析公路施工过程中软土地基处理方法[J].科技创新导报, 2010.
[4]罗强, 胡勇刚, 张良, 杨尧.水泥土搅拌法加固斜坡软弱土地基的土工离心模型试验研究[J].中国铁道科学, 2010.
软土地区路基施工技术 篇4
引言
随着工程科学技术的不断发展,道路交通施工行业迎来了巨大的发展空间和现实挑战,众多新型工程技术与材料设备的应用,使得公路工程施工经历着一场技术变革。软土地基是一种不良地质条件,该条件下的公路工程地质条件相对复杂,土体呈现较高的含水量与孔隙率,相应的应力承载能力与抗剪切强度相对不足,在未采取针对性加固措施的条件下,路基将出现不均匀沉降、结构失稳等系列问题,严重制约着其他工程施工环节的展开,同时也对公路整体质量问题埋下了隐患。可见研究分析公路工程软土路基施工技术应用这一议题,具有重要的现实意义。
1、软土路基工程特性分析
软土对于公路工程施工建设过程而言,是一种复杂的不良地质条件,软土中的水分较大,具有明显的压缩空间,相应的载荷承载性和刚度水平不足,在此区域进行公路工程施工,极易出现失稳或沉降问题。路基作为公路工程的基础结构,在当前车辆保有数量不断提升,交通系统运输需求不断上升的背景下显得尤为重要。软土路基通常出现在内陆平原、盆地山洞、海滨平原等地区。软土路基较为复杂的特征,会使公路施工难度变大,施工周期变长,如果没有使用正确施工技术,还会使软土路基公路出现严重质量问题,如路面坍塌、路面开裂等,这些问题的出现轻则导致交通阻塞,重则导致交通事故,出现人员伤亡等严重问题。
2、公路工程软土路基施工技术应用研究
从上述软土路基工程特性可知,解决软土路基质量问题的关键是土体水分控制与粘结度的提升,现阶段常见的公路工程软土路基施工技术主要包含以下几种,具体应用特点如下:
2.1碎石桩技术
应用碎石桩技术进行软土路基处理应用时间较长,在实际施工过程中积累了大量经验。该技术首先对软土路基进行一定载荷水平的振动冲击,在土体压缩聚结形成孔隙后,将筛选后的碎石填筑到孔隙中,同时使用一定的`土体聚合添加剂,提升碎石与缩聚土体的粘合性,通过碎石桩为路基结构提供相应的载荷承载力。相应碎石桩的尺寸和分布依据公路工程整体参数确定,保证路基结构受力均匀。碎石桩具有理想的应力和环境稳定性,能够在软土环境中提供持续的支持力,同时施工便捷,建设成本低,在目前的施工中仍有应用。
2.2换填技术
应用换填技术进行公路软土路基处理,是对于路基土体成分的整体性更替。该技术首先使用施工机械将勘测查明的软土结构挖除,然后分层均匀填加稳定性和刚度水平较高的碎石、煤渣等材料,从而通过改变施工区域地质条件从根本上解决软土地基质量问题。施工过程中,分层填筑时硬度和强度最高的材料位于挖方区域最底部。这种软土路基技术在较深路基施工条件下有着理想的应用效果。
2.3注浆技术
注浆技术是施工技术和机械水平不断提高的产物,借助高压注浆机械将制备的浆体注入软土层,通过固结作用提升路基稳定性。该技术应用过程中,首先使用钻孔设备进行打孔,贯穿软土层深度后,使用喷注设备注入浆体,在软土与浆体充分混合并凝结后,将会形成高刚度水平的整体结构,对凝结体加固后便可实现软土地基问题的解决。
2.4固结技术
固结技术主要通过在软土地基结构中添加相应固化试剂,进行土壤工程性质改良,强化土体聚合性,提升软土地基的整体稳定性。现阶段,为了提高加入固化剂的粘结能力,施工人员会借助旋喷设备增加固化剂与软土接触面积,同时配合一定的压实整平操作,完成软土路基问题的解决。2.5排水技术该种处理方法是常见的一种技术,它适用于软性相对较低的地基中,它主要是利用沙井固结原理排除软土中的水分。在排水中,需要在软土路基表面铺设砂井,通过预压砂井,增加排水的速度。但需要控制预压的速度,避免软土下沉过快造成地基沉降现象。
3、公路软土地基工程实例分析
3.1工程概况
某公路工程全长5.25km,软土路基部分长3.5km,前期施工地质勘测结果表明,该公路工程施工区段土体为软土,路基结构底层土壤含水量较高,同时地基11-13m深度范围存在淤泥现象。该公路工程横断面应力承载层横向坡度为3~5°,基础结构刚度支撑能力不足,路基呈现左侧倾斜趋势。
3.2软土路基处理方案
根据上述工程勘察结果可知,需要对软土路基处理,提高结构刚度,维持道路稳定性。具体处理方案如下:
(1)软土路基施工前,结合上述勘测结果进行深入的研究分析,合理组织安排施工方案与设备物资,落实施工准备工作。
(2)软土地基结构的水分控制是保证工程质量的关键,因此应采取相应的排斥措施。对于该公路工程表面水分,可设置相应的边沟,及时导流,避免积水下渗作用;对于结构内部水分,应通过盲沟、渗井进行隔离与疏导,使其导出路基结构,降低地下水位。
(3)该公路工程线路上存在石方爆破区域,同时路线走向不规则,因此应在基层结构中设置碎石隔水层,充分利用爆破碎石,同时限制挖方填方过程中存在的砂垫层影响问题。
(4)软土路基施工过程中,应对结构沉降与形变进行全面监测,出现异常问题时应及时解决,排除问题后继续施工。
(5)该道路工程软土路基处理方案为砂垫层与排水板结合作用的方式,工期较长,为了提升施工效益可对土体进行超载预压,使软土路基内部的水分充分溢出,提升软土固结程度。
(6)根据结构勘测可知,该公路路基结构整体左侧倾斜,横断面横断面应力承载层存在出现滑坡问题的隐患,为了提升道路的整体稳定性,在路基左侧设置反压护道,降低滑动力矩水平,起到整体结构加固和软土处理的双重作用。
4、结语
公路软土路基施工技术及质量控制 篇5
关键词:公路;软土路基;施工技术;质量控制
中图分类号:U416.1 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)32-0158-02
在我国城市化建设进程不断深入的现阶段,公路网的发展也随之实现了较大程度的提升,特别是当前交通量不断增加,公路工程的施工建设工作也提出了越来越高的要求。公路工程具有较强的复杂性,路基是其中的基础部分,且路基的施工技术应用和质量控制措施对于公路结构的安全性和耐久性有着直接的影響;软基是公路建设中较为常见一种地质地形,其施工建设的要求更加高;因此,要对公路软基的施工技术和质量控制问题进行研究,进一步强化了公路软基的刚性和承载力。
1 公路软土路基特点
我国幅员辽阔,区域间地质差异十分显著,软土是工程施工建设中较为常见的一种地质地形,特别是对于公路工程项目而言,在我国的滨海平原、河口三角洲以及山间谷地等地,软土分布广泛。从公路软土路基的特点来看,其主要体现在以下几个方面:
首先,公路软土路基的压缩性较强。受到软土松软土质的影响,其表现出较强的压缩性,压缩系数通常在0.7~1.5 MPa~1之间,当天然含水量增加的时候,软土的压缩性还会随之变大,使得公路路基在长时期的荷载作用之下发生一定程度的变形。
其次,公路软土路基的透水性较低。一般情况下,软土具有较高的含水性,当其中的含水量到达一定程度的时候,就会出现积水的现象,因对积水无法实现及时且彻底的清除,对于公路的施工质量机会产生不利影响。
再次,公路软土路基沉降不均匀。软土的成分主要包括了淤泥、淤泥质土和泥炭等物质,这些成分的实际抗剪强度较低,再加上受到地理环境因素的影响,使得公路发生沉降的几率变大,且公路软土路基的沉降实际上是循序渐变的过程。
最后,公路软土路基的变形程度较大。工程项目施工建设的过程中往往会存在较大的压强,但是因软土的压缩性较强、透水性较低,其对于巨大压强无法实现较好的承受,进而导致路基出现变形,严重时还会引发坍塌等工程事故。
2 公路软土路基施工技术
2.1 碾压夯实法
因软土路基极易出现不均匀沉降的现象,因而在对公路软土路基进行施工的时候应该立足于工程实际,采取适宜的处理措施对软土路基予以振动压实,在大功率的条件之下,对施工现场中的矿渣、非黏性土、松散土等垃圾填土进行碾压,有效的提高公路软土路基的强度和实际承载能力。
在应用碾压夯实施工技术的过程当中,为了保证对软土路基的施工效果和处理质量,对于振动的时间要进行严格的控制,通常情况下,当施工现场的软土层颗粒较细的时候,其振动时间在5~6 min中为最佳;当施工现场存在其他施工垃圾时,其振动时间应≥1 min。同时,应用强夯法对公路软土路基进行施工时,还需要对重锤夯实的次数、速率等进行合理的控制,从而提高公路软土路基的平整性。
2.2 袋装砂井法
袋装砂井法是公路软土路基建设中较为常见的一种施工技术,主要适用于软土路基无法承受路堤荷载或土层厚度>
5 m的情况。应用袋装砂井技术,首先要通过夯击、螺钻、振动等方式对砂井实现设置,为了防止砂袋入井时出现缩颈、断裂和磨损等问题,可以利用桩架将砂袋缓慢、垂直的放入砂井之中,并在砂井的表面覆盖上砂垫层,对于砂井的布设位置、间距和直径等要进行严格的控制,使其满足公路施工的设计要求;同时,砂袋的渗透系数和抗拉强度等也应满足相关的规范标准,尽可能的选择中砂或粗砂进行填充,砂石的含量应占据整个砂袋重量的55%以上,确保含泥量不会超过4%;另外,在套管上还应该对砂井的入土深入予以标记。
2.3 预压处理法
预压处理施工技术在公路软土路基的施工中应用的前提条件在工期允许条件下进行的。
目前,软土路基处理的工艺方案最为常见的就是浅层处理和真空预压联合处理法,其中包括了浅层抽水固结和真空预压这两个环节。
对于浅层处理,其工艺流程为铺设编织布和土工布,人工插排水板,对滤管进行铺设,并对出膜装置进行安装,然后在对土工布和三维土工网以及密封膜进行铺设,最后进行抽气;分区压膜沟位置的处理是浅层施工中较为薄弱的环节,要对以下两点加以注意:
一方面,垫层进行铺设应充分考虑到后续施工会造成垫层边界的回缩,因而要提前留好富余量;
另一方面,区域的划分可以不按照传统真空预压施工技术的要求进行,应尽可能的减少压膜沟的数量。
而真空预压法则是在粘土层之上铺设一层砂垫层,竖向打设砂井,利用真空泵对砂井进行抽气,从而加速地基固结,在路基压实沉降固结一段时间之后再对路面进行铺设,从而较大程度的提高软基的稳定性。
3 公路软土路基施工质量控制
3.1 填料选择与压实
软土路基的填料选择和压实效果与公路路基的稳定性和强度之间息息相关,因此要做好填料选择和压实的质量控制工作。
首先,依据《公路土工试验规程》(JTE40-2007),对于填方的材料要进行认真取样,对其颗粒进行必要的分析,围绕其密实度、承载比和含水率等开展击实试验;
其次,为了保证砂砾料的良好透水性,要求其含泥量应<5%,且最大粒径≤50 mm;
再次,对合成材料和土工织物的刺破强度、抗拉强度和握持强度应符合《公路土工合成材料应用技术规范》(JTGD32-2012)的实际要求,同时做好材料的储存和管理工作,不要在阳光下直接的暴晒;
最后,在对公路软土路基进行压实作业之前,需要铺筑长度>100 m的试验路基,从而对压实设备、碾压工序和速度、松铺厚度和材料含水量等实现确定。
3.2 排水处理
排水处理的成效对公路软土路基的施工质量同样会产生直接的影响,因此要借助排水板对软土路基进行排水处理。
首先,塑料排水板的存放问题,为了防止其在空气中的裸露部分被氧化,需要用遮盖物进行覆盖;
其次,在实际施工的过程中,应保证塑料排水板的预留孔口贯通整个砂垫层,且长度在砂垫层中50 cm以上;为了保证其实际的排水效果,还需要做好相应的保护措施;
再次,在地基中插入塑料排水板时,应避免其出现扭曲现象,并确保透水膜的的完整和洁净;
最后,为了保证其在抽取保护套管不会被带出,还应在排水板的底部采取锚固措施,最后将砂垫层外多余的部分予以切断。
3.3 防护工作
防护工作是公路软土路基施工质量控制中的重要环节,是保证公路工程实际使用寿命的前提条件,在降低人为因素的同时应采取防护措施,应结合公路工程项目实际所处的地理位置和环境等因素采取相应防护措施。例如,为了防止软土路基受到水流的冲击,有效降低软土路基的不均匀沉降,可以使用高强度的土工格栅来替代传统的铁丝石笼,同时利用由聚酯环聚氨酯类土工织物制成的混凝土护坡袋来构成防护板;施工单位也可以在公路路基的坡面上种植植物,从而起到固土防水的作用,还可以对周边的生态环境予以改善。
4 结 语
综上所述,公路软土路基具有变形程度大、沉降不均勻、透水性低和压缩性强等特点,施工建设也呈现出工程量大、耗费劳力多等特征,其施工质量不仅会对公路的使用寿命产生直接的影响,而且和人们的出行安全息息相关。
公路软土路基施工技术常见的有碾压夯实法、袋装砂井法、预压处理法等,其施工质量控制主要体现在填料的选择、压实以及排水处理等环节;为了从根本上保证公路软土路基的施工质量,需要保证各项工序工艺都能够严格按照施工要求进行,从而充分的发挥出公路网在运输方面的主导作用,推动相关领域的可持续发展。
参考文献:
[1] 陈明明.浅谈高等级公路软土路基建筑施工技术及质量控制[J].四川 水泥,2015,(06):97.
[2] 董永亮.东新高速公路工程软土路基施工技术研究[D].西安:西安工业 大学,2014.
[3] 戚佳飞.公路软土路基处理中水泥搅拌桩施工质量控制[J].黑龙江科 技信息,2014,(05):168.
[4] 刘桂霞.高速公路软基路堤沉降观测技术[A].第六届中国公路科技创 新高层论坛论文集(上册)[C].2013:5.
[5] 覃同新,章建军.高速公路软土路基施工技术及质量控制分析[J].交通 建设与管理,2015,(08):56-58.
[6] 方晓成.贵州公路软土地基高边坡防护处理研究[J].城市道桥与防洪,
沿海地区软土路基处理方案研究 篇6
1 原材料分析
路基回填材料有三种:石灰、土和山皮石。现把这三种材料的介绍如下:
(1) 石灰
石灰的性质决定于其活性物质的含量, 即含CaO与MgO的含量百分率, 含量越高, 则活性越大, 胶结力越强。一般常用的熟石灰粉末质量应符合Ⅲ级以上的标准, 活性CaO+MgO含量不低于50%, 如要拌制强度较高的灰土, 宜选用Ⅰ或Ⅱ级石灰。当活性氧化物含量不高时, 应相应增加石灰的用量。石灰的贮存时间不宜超过三个月, 长期存放将会使其活性降低。
(2) 土料
灰土中的土不仅作为填料, 而且参与化学作用, 尤其是土中的粘粒 (粒径<0.005mm) 或胶粒 (粒径<0.002mm) , 具有一定活性和胶结性, 含量越多 (即土的塑性指数越高) , 则灰土的强度也越高。
在施工现场常采用就地基坑中挖出的粘性土 (塑性指数大于4的) 拌制灰土。淤泥、耕土、冻土、膨胀土以及有机物含量超过8%的土料, 都不得使用。土料应予过筛, 其粒径不得大于15mm。
(3) 山皮石
最下层山皮石粒径不超过30cm;上层所用山皮石应级配良好, 粒径不超过20cm。山皮石强度不小于15MPa。当石块级配较差、粒径较大、填层较厚、石块间的空隙较大时, 可于每层表面的空隙里扫入石渣、石屑、中、粗砂, 再以压力水冲至下部, 反复数次, 使空隙填满。人工铺填粒径25cm以上石料时, 应先铺填大块石料, 大面向下, 小面向上, 摆平放稳, 再用小石块找平, 石屑塞缝, 最后压实。填料压碎值应不大于35%, 粒料压碎值的试验方法应符合《粉煤灰石灰类道路基层施工及验收规范》CJJ4-97附录C的规定。
2 软土路基处理方案
2.1 方案一:灰土山皮石填筑
(1) 路基开槽
依据设计, 开槽和边沟同时进行, 槽内挖边沟, 首先全幅从原地平面往下挖0.9m深, 开槽宽度为16m。边沟宽1m、深0.8m, 及时排出路槽里的水, 路基开槽施工时, 随时检测原地面标高及开槽后的标高, 以保证填筑厚度, 并测量槽底宽度, 以满足路基填筑宽度。开槽结束将基底晾晒最少5d后, 再进行路基填筑。
(2) 混合料拌和
灰土拌山皮石, 其配合比为生石灰∶土∶山皮石=10∶30∶60。拌和方法为堆集搅拌, 闷料, 反复拌和至少3遍, 达到验收要求。此时应检查混合料含水量。灰土拌山皮石中灰土的含水量应控制在19%左右。
(3) 回填
恢复路基中线并加密中桩, 测标高, 放出坡脚桩, 以保证宽度, 桩上注明桩号。自卸汽车运料从中间向两边的填筑方法, 按每延米用量严格控制方量, 推土机或铲车把填料摊开, 人工砸大块, 进行找平。找平施工先由推土机进行粗平, 将自卸汽车卸下的山皮石初步整平, 形成一个大致的平整面, 再由人工进行找平, 仔细将填筑面按照规范要求进行整平, 并形成路线中心向两侧倾斜2%~4%的横坡。
(4) 压实
开始碾压时, 先用振动压路机对松铺表面预压, 速度宜慢。压实作业的施工顺序要按照先慢后快, 先静压后振动的操作规程进行碾压。碾压施工中, 压路机往返行驶的轮迹必须重叠一部分, 振动压路机重叠段40~50cm, 相邻两段 (碾压区段之前的平整预压区段与其后的压完区段) 纵向重叠2m。压实作业做到无偏压、无死角、碾压均匀。
(5) 养生
每一段碾压并检测完成后立即开始养生, 在养生期间应始终保持其表面潮湿, 不宜过湿或忽干忽湿, 养生期不宜少于7d。每天养生后应用压路机光面。养生期间禁止重型车辆通行。
2.2 方案二:槽底戗灰+山皮石填筑
(1) 路基开槽
由于该路地处软弱地基 (以盐田、养殖池为主) 上, 并且受市区标高的控制, 填筑厚度不能满足路基的理想厚度。依据设计, 开槽和边沟同时进行, 槽内挖边沟, 首先全幅从原地平面往下挖0.8m深, 开槽宽度为16m。边沟宽1m、深0.8m, 及时排出路槽里的水, 随时检测原地面标高及开槽后的标高, 以保证填筑厚度, 并测量槽底宽度, 以满足路基填筑宽度。开槽结束将基底晾晒最少5d后, 再进行路基填筑。
(2) 槽底戗灰
槽底戗灰的灰土配合比为生石灰∶土=10∶90。处理方法为, 路基设计标高以下开挖路槽深度80cm, 槽底软土戗灰30cm厚, 石灰含量10%。养生3~7d, 等强度上来后, 用自卸汽车加铺山皮石。
(3) 回填
恢复路基中线并加密中桩, 测标高, 放出坡脚桩, 以保证宽度, 桩上注明桩号, 标上第一层填筑厚度。最底层灰土施工:戗灰养生3~7d, 等强度上来后, 加铺山皮石, 自卸汽车运料从中间向两边的填筑方法, 按每延米用量严格控制方量, 推土机或铲车把填料摊开, 人工砸大块, 进行找平。找平施工先由推土机进行粗平, 将自卸汽车卸下的山皮石初步整平, 形成一个大致的平整面, 再由人工进行找平, 仔细将填筑面按照规范要求进行整平, 并形成路线中心向两侧倾斜2%~4%的横坡。
(4) 压实
开始碾压时, 先用振动压路机对松铺表面预压, 速度宜慢。压实作业的施工顺序要按照先慢后快, 先静压后振动的操作规程进行碾压。碾压施工中, 压路机往返行驶的轮迹必须重叠一部分, 振动压路机重叠段40~50cm, 相邻两段 (碾压区段之前的平整预压区段与其后的压完区段) 纵向重叠2m。压实作业做到无偏压、无死角、碾压均匀。
3 软土路基加固处理效果分析
3.1 沉降计算
软土路基理论分析主要包括两部分:沉降分析、稳定分析。由于是针对市内的道路, 没有路堤, 所以关于路基的稳定分析可省略不予考虑。现就软土路基的沉降问题进行计算分析。
按均布的条形荷载计算, 荷载面宽度取16m。上部结构层厚度为0.7m, 容重为21kN/m3。方案一填料为灰土拌山皮石, 厚度为0.9m, 容重为22kN/m3。方案二填料为灰土拌山皮石, 厚度为0.8m, 容重为20kN/m3。用压缩模量Es计算主固结沉降, 结果见表1、表2。
通过分层总和法计算得出处理方案一灰土拌山皮石总沉降量为11.901cm, 方案二槽底戗灰+山皮石总沉降量为13.501cm。沉降量均小于《地基勘测规范》要求的建筑物沉降不大于20cm的标准, 表明两种方案都能满足沉降要求, 但处理方案一沉降量小于处理方案二。
3.2 试验路段压实度和弯沉值的检测
压实度做为评价工程质量的一个重要指标, 直接影响着公路的使用性能及寿命。压实度过高, 会使路基层出现裂缝, 为将来的使用埋下安全隐患, 使公路达不到设计的使用年限就出现种种的病害。压实度过低, 使路基层达不到规定的密实度, 致使公路在使用的过程中出现下沉、开裂等病害。所以说压实度过高或过低都是不可取的, 应控制压实度在合适的范围才能保证工程的质量。为了严格控制工程质量, 采用挖坑灌砂法测定灰土拌山皮石路基的压实度。现场抽样检测填筑的灰土山皮石路基压实度平均值为90. 01%, 而灰土拌山皮石路基规定的压实度值为90%, 所以能满足施工要求。
弯沉值是衡量路基承载能力的指标。回弹弯沉值越大, 路基的承载能力越小。但回弹弯沉值过小容易导致路基发生脆性破坏, 所以说回弹弯沉值并不是越小越好。回弹弯沉值测试应用最多的方法是贝克曼梁法, 此种方法简单易操作。为检验路基的承载能力, 对试验路段进行了养生1d、7d和28d的弯沉检测。路基养生1d和7d的弯沉值采用10t标准车和贝克曼梁测得, 养生28d的弯沉值采用落锤式弯沉仪测得, 用以评价路面的整体承载能力, 检测结果见表3。
从测试弯沉的结果, 可以看出随着龄期的增加, 路基的代表弯沉值越来越小, 其强度在增加, 地基戗灰﹢碎石路段代表弯沉值较大, 而灰土拌碎石路段代表弯沉值较小。
经现场抽样检测灰土拌山皮石路基养生28d的代表弯沉值249.1, 地基戗灰+山皮石代表弯沉值125.1, 而规定的容许弯沉值为200, 满足要求。再从1d、7d、28d弯沉变化来看, 随着龄期的增加, 路基的代表弯沉值越来越小, 其强度在增加。但地基戗灰﹢碎石路段代表弯沉值较大, 而灰土拌碎石路段代表弯沉值较小。
4 结论
通过对灰土拌山皮石结构和地基戗灰+山皮石填筑加固软土路基效果分析可知, 两种处理方案对改善软土地基的变形性能都有良好的效果, 明显的提高了地基抵抗变形的能力, 使地基沉降趋于均匀。试验路段的检测结果能够达到各项使用指标, 并能够克服盐份对其强度的影响。
灰土拌山皮石结构和地基戗灰+山皮石填筑加固软土路基是一项新技术, 与其他处理方案相比较具有价格低廉、性能良好、简单易操作等优点, 可作为处理沿海地区的软土地基的首选方案。
应用试验推荐的灰土拌山皮石结构最佳配合比即石灰∶土∶山皮石=10∶40∶50, 处治效果更好, 土体强度提高, 达到了减小地基沉降和提高地基承载力的目的。
参考文献
[1]周景星.基础工程[M].北京:清华大学出版社, 1992.
[2]JG J79—2002, 建筑地基处理技术规范[S].
[3]GB50202—2002, 建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].
[4]GBJ25—90, 湿陷性黄土地区建筑规范[S].
[5]JTGF80/1-2004, 公路工程质量检验评定标准[S].
[6]牛志荣.地基处理技术及工程应用[M].中国建材工业出版社, 2004.4.
软土地区路基处治方法的探讨 篇7
1 处治方法之一———砂垫层及其要求
所谓砂垫层, 就是垫层, 主要是放在路堤填土与软土地基之间, 砂垫层的主要作用就是进行排水, 从而让填土荷载正常的情况下, 让地基中空隙里的水成功排出而加快地基的牢固。
砂垫层的要求主要如下:用于砂垫层的材料不能太粗糙, 应该干净, 而且沙子中的含泥量不能太高, 一般是小于5%, 砂子中如果含有植物和杂质, 要一并处理干净, 保证砂子的干净, 纯净。或者采用天然级配砂砾料, 其要求是最大粒径应尽量小于5cm。与此同时, 砾石强度应该高于四级, 也就是洛杉矶法磨耗率不能高于60%[1]。
在具体施工中, 进行摊铺之后应该适当地洒水, 然后进行分层压实, 压实的最合适厚度在15cm~20cm之间。如果在施工过程中采用的是砂砾石, 就应该保证不会出现粗细粒料分离情况。砂垫层的宽度应宽出路基边脚0.5m~1.0m之间, 同时, 两侧端应该用合适的片石进行护脚或采用其他方式防护, 防止出现砂料流失的现象。
2 处治方法之二———浅层处治及其要求
如果公路工程的表层是厚度较浅的软土, 且厚度小于3m时, 可以采用换填、抛石挤淤的方法进行处治。
进行换填的时候, 一般的工程程序填筑、压实的施工过程等都应该按照前面的规定进行。
抛石挤淤是一种强迫换土的形式, 抛石挤淤的好处是不用进行抽水挖淤, 操作起来比较简单。抛石挤淤采用的石料是不容易风化的材料, 而片石的大小应该看泥炭的稠度, 从而最终确定。相对于容易流动的泥炭或淤泥, 此时选择的片石可以不用太大, 也不应太小, 要保证小于30cm的粒径含量低于20%。
3 处治方法之三———反压护道及其要求
反压护道就是在路堤一侧或两侧填筑一定宽度和高度的护道, 利用物理学中的力学平衡原理来平衡路堤自重作用而产生的滑动力矩, 从而提高路基的相对稳定性。
具体要求如下:反压护道的填料材质要有具体要求, 而且护道的高度和宽度也要格外注意, 反压护道的施工应该和路基同时进行填筑, 如果分开填筑, 就应该在路堤达到临界高度的时候反压护道建筑好。反压护道的压实度应达到有关操作规定, 最大干密度为90%,
4 处治方法之四———土工合成材料加筋路堤及其要求
应该应用变形较小和老化速度较慢的土工合成材料作为加筋体, 这种材料可以减少地基建好之后出现不均匀现象, 提高地基的承载能力, 而且方便进行排水, 从而加强整个路基的稳定性。
土工合成材料要求如下:尽量选择质量轻、整体连续性较好、抗拉强度较高的材料。如果选用非织形的土工纤维, 材料的孔隙直径要小, 并具有较好的渗透性和柔软性等特性。
出厂单位提供的一系列参数和数据应该在出厂后也要遵守, 比如宽度、厚度等数据。在存放土工合成材料的时候, 要避免长时间在太阳底下暴晒, 也不能长时间放在室外。进行土工合成材料加筋路堤施工的时候, 应该尽量符合以下操作流程和相应的规定:
1) 铺设的地方要尽量选择下承层上的平整地段, 按照路堤宽度的断面进行铺设, 铺设施工过程中要注意拉直, 紧紧地贴着下承层, 防止出现扭曲现象或褶皱等。在斜坡上摊铺时, 不能太紧也不能太松, 要松紧适度。所以, 这过程可用u形钉进行控制。
2) 铺设土工聚合物时, 要保证路堤的各个边上留出一定的锚固长度, 压实的填料面上, 要保证平整, 外侧用土覆盖, 防止出现破坏现象。
3) 继续进行施工, 要确保土工合成材料的整体性和一致性, 如果利用搭接法进行连接时, 搭接的长度一般控制在30cm~60cm之间;如果采用的是缝接方法, 要确保缝接的宽度大于5cm, 同时, 缝接的强度应该大于土工合成材料的抗拉强度;如果采用的是粘接方法, 要保证粘接宽度大于5cm, 黏合处强度应该至少高于土工合成材料的抗拉强度。
4) 如在现场施工中, 发现土工合成材料出现破损, 应立即采取修补措施, 以防进一步的损害。
5 处治方法之五———袋装砂井及其要求
所谓的袋装砂井就是利用一定的施工方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼, 然后在孔眼当中注入一定的砂袋。这种处治方法主要利用的材料是袋和砂子, 袋的选用应该尽可能的利用编织成的塑料袋, 化学成分应该是聚丙烯等。这种材料的抗拉强度很大, 装砂子之后的渗透系数要保证不大于砂的渗透系数。所以, 砂子应该采用渗水率不低的中和粗砂, 如果砂子的粗砂直径大于0.6mm, 其含砂量应该占到总重量的一半以上, 并且含泥量不能太低。
进行袋装砂井的施工过程中, 主要采用的施工工具是导管式振动打桩机, 采用的方式主要是有轨道门架式, 还有就是履带臂架式、吊机导架式等。
在具体的袋装砂井施工中, 为了保证施工的质量, 施工过程和程序应该符合以下操作程序要求:
1) 首先确保袋装砂井的井距、井长、井径等符合事先的设计要求, 灌砂率也应该符合要求。容许存在一定的偏差, 但要控制在1.5%之内。
2) , 将砂子灌入到砂袋之中后, 如果将砂袋放在露天, 时间一定不能太长, 而且要用东西将砂袋遮盖住, 确保砂袋子的性质不受外界环境的影响。砂袋放入井中的时候, 应该利用桩架垂直起吊, 这样, 砂袋子就不会出现断裂和破损的现象。
3) 砂井的入土深度不能太深也不能太浅, 所以要严格按照事先的设计来进行。钢套管也要进行垂直起吊, 也是为了保护砂袋的正常。如果在施工过程中出现了砂袋破坏现象, 就应该在原来的位置进行重新打。如果出现砂袋连续两次破坏的话, 就应停止施工, 待查明原因之后, 才能继续进行施工。
4) 砂袋留出的空口长度也应该保证设计要求, 一般深入砂垫层的长度应大于30cm, 而且不能卧倒。
6 处治方法之六———砂桩
砂桩是在地基中获得的一定规律的孔眼当中, 注入中、粗砂而形成的结构。砂桩的顶面应该是铺设砂垫层的, 从而会形成一个科学合理的地基排水系统, 而且砂桩里的砂子, 也不能随便选用, 而应该是袋装砂井里的砂子要求, 含泥量不能太小。进行砂桩的施工工具是震动打桩机, 或者是利用柴油打桩机, 具体的工艺应该是冲击式和震动方法。
具体的砂桩施工要求应该符合一定的规定和程序, 主要是为了确保质量要求。
1) 为了确保砂桩的密度符合要求, 应该选用砂的含水率符合要求, 因为含水率影响着砂桩的智力高低, 所以, 成桩的方法应该具体的仔细研究:首先, 如果采用单管冲击方法, 而且是一次打桩管成桩方法或者是复打成桩的方法, 应该选用饱和砂。如果采用的是双冠冲击方法, 而且是重复压拔方法的时候, 使用的砂子的含水率就可以是7%~9%之间的, 也可以利用天然的湿砂。
2) 因为底面下1~2cm之间的土层倾向于约束软层, 不太利于成桩, 所以应该采用投砂方法, 然后通过挤压, 将密实度提高。
3) 施工的过程应该尽可能的保证桩体是连续的, 而且是密实的。如果施工较为困难, 那就应该进行间隔的施工, 不能太快, 这样才能保证施工质量较高, 从而有利于加固。
7 结语
本文介绍了几种软土地基处治的方法, 除了这些方法之外, 还有其他如碎石桩挤密加固法、加固土桩法等, 这些都是公路工程施工人员应尽量掌握的方法, 因为施工人员只有掌握了这些加固方法的原理, 才能够在施工过程中确保施工的正确性, 使公路的基础稳定和行车安全, 从而提高公路的使用效率和使用寿命。
参考文献
[1]JTGB01—2003公路工程技术标准[S].
[2]JTGF10—2006公路路基施工技术规范[S].
沿海地区软土路基处理方法浅讨 篇8
所谓软土路基是主要指由淤泥、淤泥质土构成的地基, 其特点是天然含水量高、孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数小、天然状态下强度低、变形量大且持续时间长等, 在外荷作用下地基变形大且变形稳定历时较长, 影响拟建物的正常使用, 因此, 必须对软土进行处理。结合福建省沿海地区一般公路、市政道路、高速公路等已有施工经验, 对常用的软基处理方法进行分析对比。
2 浅层处理法
2.1 换填法
该法是指挖除浅层软土后用土、砂石、碎石、粉煤灰、矿渣等材料进行回填, 然后用机械进行分层碾压或夯实, 达到提高地基承载力、减少沉降量的目的。换砂垫层法对于软土埋藏较浅、厚度不大时, 工程造价较为经济, 施工也较为方便、工期短, 但该处理深度一般以不大于3 m为宜, 当有地下水存在时需要采取降低地下水位措施, 砂垫层厚度及宽度可参考现行《建筑地基处理技术规范》进行设计。
2.2 振冲挤密法
振冲法是将类似于混凝土振捣棒的“振冲器”插入土中, 一方面利用振冲器内旋转的偏心块对周围土体施加横向挤紧作用, 使地基土颗粒挤密, 孔隙减小;另一方面利用振冲器的上下喷口喷水 (或喷气) 协助成孔并护壁, 孔内填以砂 (碎) 石等材料, 直接在孔内产生振动、挤密作用, 称振冲挤密法。在饱水软土中, 振动力不能使软土内的孔隙水排出挤密, 而是将填料碎石振密, 且挤入周围的软土中, 形成粗大密实的桩体, 称碎石桩, 此法又称振冲置换法。振冲碎石桩一般按三角形或方形进行平面布置, 但要结合填土路堤的宽度及软土情况而定, 并应特别注意桩的对称性、受力均匀性以及与路堤荷载的对应性, 以防止路基产生不均匀沉降, 桩的直径应按复合地基的容许承载力进行计算, 桩距则可依桩径和桩数而定, 桩长以地基最大剪切破坏和压缩层的深度来控制, 即桩最短不浅于最大剪切破坏深度, 最长不超过压缩层深度。
3 深层密实法
3.1 强夯法
自20世纪70年代初法国人L·梅纳首次提出采用强夯法加固填土地基以来, 该项技术已在世界各地得到广泛应用。所谓强夯法, 就是将数吨至数十吨的重锤从高处自由落下, 对软土地基进行强力夯实, 以提高其强度。用强夯法加固的地基, 承载力会明显提高, 沉降量也会降低。其原理在于:在强夯过程中, 土体中微小气泡的体积压缩, 土的孔隙减小, 土体局部液化, 土的结构破坏并且强度下降到最低位。随之在夯击点周围出现径向裂隙, 形成树枝状的排水网络, 使土体渗透性大大增加, 孔隙水得以顺利溢出, 加速了土体的固结。继而因粘性土的触变性, 使土基的强度得到恢复和增强。
强夯法的施工:先通过试夯取得必要的施工参数, 然后根据试夯数据布置夯击点 (一般按方形布点) 、拟定夯打遍数和每遍夯打次数, 以及前后两遍夯打的间隔时间。施工机可用50 t~100 t的吊机或三角架。锤重一般为10 t~20 t, 底面积3 m2~6 m2, 自由落高10 m~20 m, 加固深度可达10 m~20 m。在两遍夯打之间, 应注意间隔的时间以及夯击坑的回填工作。夯打完成后, 应整平地基, 用较小的能量对整个场地进行一夯搭一夯的夯打。目的是夯实表面震松层及夯坑内松散回填土。若整个施工场地的地基为非匀质土并与原计划不符时, 应及时采取补夯措施, 务使整个场地得到同等的夯击效果。
3.2 CFG桩
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称。它是由水泥、粉煤灰、碎石和砂加水拌和而成的高粘结强度桩, 同桩间土及褥垫层一起形成复合地基。其加固机理主要表现有两种作用:第一是挤密与置换作用;除此之外, CFG桩属于刚性桩, 它和桩间土共同作用, 即具有复合地基的特点, 也具有桩基的某些特征, 在加固区范围内桩身的变形控制复合地基的变形, 可大幅度降低地基的沉降。一定厚度的褥垫层是CFG复合地基的核心部分, 基础下是否有褥垫层对地基的承载能力有很大的影响, 只有设置了褥垫层, 桩间土承载能力才能发挥出其潜在的作用。在具体的受力条件下, 由于桩身的强度及模量比桩间土大, 所以首先是桩体受力, 表现出比较明显的应力集中现象, 且其桩土应力比能达到较高的值, 可以大幅减少桩间土承载的荷载, 这一点是其他散体材料桩无法比拟的。CFG桩的设计与计算包括:桩长、桩径、面积置换率、复合地基承载力、复合地基沉降等, 进行桩基设计的目的不但要使复合地基满足承载力和变形的要求, 还要保证设计方案的经济性。在实际的工程设计中, 为了得到最优的设计方案, 则需要联系实际情况, 根据检测结果反复调整参数计算, 改进设计。
4 排水固结法
4.1 砂垫层法
砂垫层是浅层处理最常用的方法, 这种方法是在软土地基上铺设厚度为0.50 m~1.20 m左右的砂垫层, 其主要目的在于加速土体的排水固结过程, 提高地基承载力, 减小沉降量, 分散地基所承受的压力等, 施工时应做到摊铺均匀, 注意不要有很大的集中载荷作用。当路堤透水性不好、路堤坡脚附近砂垫层被路提覆盖时, 可能会阻碍侧向排水, 所以必须做好砂垫层端部的处理。
4.2 慢速加载法
这种方法类似于一般路堤的自然沉降, 但要根据土质的剪切破坏情况, 控制填土速度, 用较长的时间完成填土, 无需特殊的施工机械和材料, 在工期充裕的情况下, 采用此法最为经济。在慢速加载过程中, 为了安全稳妥地进行施工, 应及时了解和掌握地基稳定和固结情况, 并根据所观测的结果来调节施工速度, 最好备有沉降仪、孔隙水压力仪等检测设备。
4.3 砂井排水法
这种方法是在软土层中设置垂直排水砂井, 充填物质一般由中砂、粗砂或砂袋构成。施工前应先排除积水, 整平坑洼, 上方填横向排水砂垫层。如需改善施工条件, 可再铺厚约15 mm的碎石或砂砾石, 不得填片石, 以免影响打砂桩。整个地面表层处理后, 根据线路中线及桩排距定好桩位。沉管成井方法一般有:
(1) 震动法:用低频震动机将有活瓣桩靴的套管沉人土层、达到设计深度后向管中灌砂或放进袋装砂井, 再慢速提管不停震动, 并可灌水使砂井密实不致缩颈或中断, 又可防止管内的砂或砂袋随管带上。
(2) 冲击法:用标贯桩机将套管打人土层, 到位后向管口灌砂, 用, 振动器捣实, 可用于浅层砂井, 亦可用竹杆或水管带塑料排水板人力插进, 必要时先锤击成孔。
(3) 裸打法:用人工螺钻或100型钻机成孔, 提钻后放进袋装砂井, 再灌砂插实, 本法仅用于软土层较薄、砂井较短的地基加固。
4.4 塑料排水板
塑料排水板处理软土地基是根据排水通道 (插入塑料排水板) , 缩短排水距离的原理在地基上施加荷载, 土中孔隙水通过塑料排水板通道排出, 从而使土中孔隙水体积逐渐减少, 地基土固结变形, 同时随着超静孔隙水压力逐渐消散, 有效应力提高, 地基强度得到增长。该法处理软土路基, 既有排水固结作用, 又能挤密地基, 且施工设备简单, 施工速度快, 造价低。但采用塑料排水板也有不足之处, 一是填土速度受限;二是沉降时间长, 所以在工期紧张时, 仅采用塑料排水板法施工是不够的, 应辅以反压护道, 采用轻质填料等多种方法相结合使用, 且应密切注意排水通道的畅通, 确保软基中的水能够即时排出。
4.5 预压法
又可分为堆载预压法、降水预压法、真空预压法以及真空-堆载联合预压法等。
(1) 堆载预压:
堆载预压要用便宜又方便的原材料, 卸载后易于处理和利用。实际上, 填方工程开始即对地基逐步进行了加载预压。但为了考虑通车以后的活荷载作用所引起的沉降, 所以, 尽管堆载到了路基面, 还需要计算这些汽车荷载作用。具体应按换算土柱加足土方才算满荷。此后再加载时称为超载。超载后静置的时间为三个月, 实测沉降达到要求并稳定后撤除, 现在在堆载预压时经常附以砂垫层、砂井或塑料排水板等排水措施, 以增强其排水能力, 加快固结速度。
(2) 降水预压法:
通过井点抽水使地下水位降低, 从而增加土的自重应力, 以达到预压的目的。由于使用了降水法, 就不需控制加荷速率, 也不会有因孔隙水压力增高, 而使地基破坏的情况, 因此施工速度可以提高。
(3) 真空预压:
真空排水预压法, 就是先在加固土中布置砂井与砂垫层, 然后在砂垫层上铺设不透气的塑料薄膜, 通过真空泵抽气, 造成塑料薄膜具有一定的真空度, 使土中产生负的孔隙水压力, 从而吸出孔隙水达到预压固结的目的。
(4) 真空-联合堆载预压法:
这种方法是在进行真空预压的同时, 在地基上再进行堆载。与一般的堆载预压法相比, 真空-联合堆载预压法可以充分发挥真空预压和堆载预压各自的优势, 加速孔隙水的排出和地基的固结, 提高加荷速率, 缩短工期, 增大加固深度及减少施工后沉降。
5 化学加固法
5.1 水泥土搅拌法
本法通过特制的搅拌机械成孔后, 利用压力将化学溶液或胶结剂通过注浆管均匀地注入土层中, 利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应, 如水泥的水解和水化反应 (形成水泥石骨架) , 离子交换和团粒化作用、硬凝反应、碳酸化反应, 使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土, 从而提高地基强度和增大变形模量, 减小地基沉降, 使其成为优质地基。加固软土地基的浆液大致有下列几类:水玻璃为主剂的浆液、水泥浆液、以纸浆废液为主剂的浆液等。
5.2 粉体喷射搅拌法
本方法是向软土地基内喷射生石灰粉、水泥粉或粉煤灰等加固材料, 原位搅拌混合, 通过化学反应达到改善软土力学性能的目的。
粉体搅拌桩具有较高的刚度, 抗侧向变形能力;能够有效地减少软基的压缩量, 调整横断面差异沉降, 并且可以承受较快的加荷速度;在路基填土过程中, 不宜使用冲击力过大的压路机, 可适当增加碾压遍数, 尽量使处理后的基底桩间土相对固结稳定, 以增加抗剪能力。粉体搅拌桩不能改善地基排水条件, 但通过吸水固结可提高桩间土的结构性, 同时桩顶铺垫砂层可便于地基排水, 从而可适当加速桩间土的固结, 降低工后沉降量。
6 其它处理方法
对于填土较小的软土路堤, 改变路堤本身的结构形式也是行之有效的, 但不适用于高路堤中的软基处理。
6.1 反压护道
主要用于当路堤在施工中达不到要求的滑动破坏安全系数时, 进行反压路堤两侧设计, 以期达到路堤稳定的目的。施工时, 应按如图1所示顺序进行, 先填包括反压护道在内的砂垫层I及路堤II, 最后填筑主路堤Ⅲ。必须注意:1) 避免过高堆填。而应分层铺平, 充分压实, 并应有一定横坡度, 以利于排水;2) 反压护道的填筑速度不得低于主路堤。主路堤在施工中或完工后, 如能确定反压护道下面的地基强度已增长到要求的值, 则可以将反压护道设计高度以上的部分挖除, 再利用这些材料填筑主路堤。
6.2 土工格栅
土工格栅具有耐热性和耐寒性高、强度大、模量高、耐腐蚀、膨胀系数低和尺寸稳定性好等特点。在软土地基上修筑路堤时, 在地基与路基中铺设一定量的土工格栅, 然后在其上进行填土压实处理, 可增强土体整体性, 降低不均匀沉降, 提高地基和填土的强度, 阻抗土体破坏面的形成, 从而达到加固土体, 快速施工和快速通车的目的。土工格栅加固路基是一种机械式的土体加固方式, 并没有改变填料的颗粒成分和相互连接等基本性状, 其主要通过土工格栅对加固土体的侧向约束作用、网兜效应及摩擦作用等一系列作用来达到加固的目的。
7 结语
目前国内正处于基础建设迅猛发展时期, 福建省沿海地区软土分布范围广泛, 当公路、市政道路、高速公路等线路又无法避让时, 选用何种地基处理方案就显得尤其重要了。本文所述的地基处理方案远不至于上述几种, 人们还在不断探索当中, 无论选用何种地基处理方案, 目的在于做到既经济适用又施工方便, 且又能满足工程需要, 因此施工前务必做好前期勘察设计工作。 [ID:4569]
摘要:本文通过对福建省沿海地区一般公路、市政道路、高速公路等建设中饱和软土路基处理方案进行了浅讨, 对沿海地区的软土路基设计与施工提供了一定的参考作用。
关于软土路基施工技术分析 篇9
关键词:软土路基,施工技术,分析
1 软土的工程地质特性概述
软土的概念, 目前尚无统一的定义, 一般地, 路基工程中软土是指相对密度小于0.33的松砂土和天然含水量大于液限 (Il>1.0) , 孔隙比大于1 (e>1) 的粘性土。由软土作为地基时称软土地基, 其具有松软、易于变形的特征。
软土的物理、力学特性有如下:
(1) 天然含水量高、孔隙比大
由于软土中, 粘粒及有机质含量大, 吸水能力强, 加之地处常年积水的洼地, 多呈软塑或半流塑状态, 其天然含水量一般大于30%, 山区软土的含水量变化很大, 有时可达70%, 甚至200%, 饱和度一般大于90%, 液限在35~60之间。软土的天然孔隙比一般都大于1, 多数在1.0~2.0之间, 但某些山区软土可达6.0。软土的密度约在1.5~1.9t/m3范围内[1]。
(2) 压缩性高
软土由于孔隙比大, 土粒间连结结构不稳定, 具有高压缩性的特点, 且随液限的增加而增强, 属中等和高压缩性土。压缩系数在5.10×10-7~1.53×10-6 (Pa1-) , 有的高达4.59×10-6 (Pa1-) 。
(3) 触变性和蠕变性
软土结构末被破坏以前, 具有一定的结构强度, 但一经扰动, 结构被破坏, 强度则迅速降低, 但随静置历时的增长, 其强度将逐渐恢复。软土的这种性质被称为触变性, 在工程上用灵敏度表示, 即[2]:
式中:k为灵敏度;q为原状土的无侧限抗压强度;q1为重塑土的无侧限抗压强度 (完全扰动, 但含水量和孔隙比与原状土相同) 。灵敏度反映土受扰动后强度降低的特性, 其值越大, 表示强度降低愈明显。一般土度值在3~4之间, 个别可达8~9, 甚至更高, 见表1。
蠕变性是软土抗剪强度随时间增长而递减的性质, 这种现象在工程上有很大危害性, 如路堤土坡的滑动等, 都与土的这个性质有一定的关系。
(4) 抗陷强度低
抗陷强度表征土体抵抗机械行驶时沉陷的能力, 常用抗陷系数表示, 即:
式中:1C为土的单位抗陷系数;n/cm3;p为有效作用压力 (n/cm2) ;h为沉陷深度 (cm) 。由于软土的高压缩性, 低承载力, 机械作业时冲击力大, 在抗陷强度很低的软土上行驶很容易引起土层强度降低而发生沉陷, 对工程施工非常不利。
2 软土路基施工技术分析
(1) 轻型填方施工
轻型填方施工法是利用大型泡沫苯乙烯块 (9 1 0 m m×1 8 2 0 m m×4 0 m m) 修筑轻型填方。该泡沫苯乙烯的单位体积重量为0.02~0.04g/cm3, 由于重量轻, 便于运输, 容易施工。泡沫苯乙烯的抗压强度为10MPa以上, 耐久性良好, 可作为道路填方材料和路基材料使用。在挪威道路上使用后的15年内, 没有发现强度出现问题。用泡沫苯乙烯作填方和桥台背填料使用, 可以大幅度减小地基下沉和变形, 防止出现与构筑物连接处的纵向高低差, 还可减少对周围地基的影响。
(2) 使用土工织物处理软土地基
土工织物用于处理软土地基的方法主要有浅层处理法和深层处理法。浅层处理法是把土工织物敷设在超软土地基上, 用以确保施工机械的可行驶性, 同时通过均等承受填方荷载, 减少地基的局部下沉和侧向位移, 进而提高地基的承载力。具体方法有敷设织物片法、敷设网格法、绳网法、竹框架垫层法等。采用垫层施工法时, 对土工织物的强度和对地基的粘聚力的要求, 如表1所列。如果地基属于用疏浚粘土填筑的超软土地基, 则一般采用绳网施工法。对于潮湿地带, 一般采用荷载分散效果好的竹框架网格法。对深层处理施工法而言, 为促使软土地基密实井增加地基强度, 目前采用塑料排水或袋装塑料代替纸板排水。作为排水材料, 使用多孔塑料和无纺布与芯材聚合带状材料。这些材料与以往的纸板相比, 耐久性好, 而且不容易堵塞。此外, 在超软土地基上, 用钢筋将打在地基中的木桩顶部连成网格状, 在其上敷设土工织物并进行填方。
(3) 反压护道法施工
(1) 反压护道法主要是当路堤在施工过程中, 达不到要求的稳定安全系数容许值时, 用主路堤两侧的反压护道达到使路堤稳定的目的。可在路堤的两侧或一侧设置反压护道。 (2) 反压护道的高度宜为路堤高度的1/2, 宽度应通过稳定性验算确定, 且应满足路堤施工后沉降的要求。反压护道所用的填筑材料应符合路堤填料的要求。 (3) 反压护道施工应与路堤同时填筑, 分开填筑时, 必须在路堤达到临界高度前将反压护道填筑好。
(4) 垫层与浅层处治施工
(1) 垫层
在软土地基上修筑路堤, 其下均宜设置透水性垫层, 以排除地基中的孔隙水。最常用的透水性垫层是砂垫层, 垫层厚度以50cm为宜, 宽度为路堤底宽并在两侧各增加500~1000mm。垫层材料宜采用洁净的中、粗砂, 含泥量不大于5%。也可采用天然级配砂砾, 最大粒径不宜大于5cm, 砾石强度不低于四级。施工时应分层摊铺, 分层洒水碾压, 每层压实厚度宜为15~20cm。
(2) 浅层换填
根据处治的目的可将路堤内的软土层挖去, 换填好土或局部挖除换填。换填好土时, 其填筑、压实的施工应满足《公路路基设计规范》 (JTG D30—2004) 和《公路路基施工技术规范》 (JTG FI0-2006) 的要求。换填料应选用水稳性或透水性好的材料, 回填应分层摊铺、分层碾压, 每层的压实度要达到规范规定的压实标准。
(3) 浅层拌合稳定剂处治
该处治方法是用稳定材料, 如生石灰、消石灰、水泥、石灰粉煤灰或其他固化剂掺入软弱的表层软土层中, 就地拌合、压实以改善地基的压缩性和软土地基的强度。施工时, 应通过室内试验确定施工配合比。其施工工艺与加固土路拌法的施工工艺相同, 主要工序如下:摊铺—拌合—压实—养生等。处治稳定层的强度可采用7d龄期抗压强度或CBR值, 其中任何一个达到规定的要求即可。
参考文献
[1]刘玉卓.公路工程软基处理[M].人民交通出版社, 2007.
[2]张润.路基路面施工及组织管理[M].人民交通出版社, 2008.
市政道路软土路基处理技术探讨 篇10
【关键词】公路;路基;软土;处理
1.软土路基的处治目的与方法
1.1软土路基的处治目的
软土路基的处治目的是为了保证路基在施工及使用期间不会发生局部和整体的剪切破坏,满足稳定性要求,并在使用期间内部发生较大的沉降和不均匀沉降,保证路面结构的完整以及车辆行驶的平稳性、安全性以及舒适性。
1.2软土路基的处治方法
软土路基的处治方法有很多,下面主要介绍几种常用的方法:
浅层处理法:当软土层在表层且其厚度小于3m时,采用生石灰等拌合、换填、堆土或抛石的方法来进行浅层处治。
粒料桩法:通过置换软土,加快土基的排水固结,依靠桩的应力集中作用来提高稳定性系数。
强夯置换法:在粉土或粘性土路段,在夯坑内填充碎石、各种粗颗粒、或块石。强夯法的特点是施工速度快,处理效果好。但采用强夯法时要通过现场试验来验证其可行性。
排水固结法:在软土地基上加压并配合内部排水,加速软土地基的排水,加快软土固结的处理方法称为排水固结法。适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基。
路堤荷载预压法:增加路堤荷载从而增加作用于地基上的总应力,提高地基强度,并加快固结沉降。一般采用慢速加载法以保证在填筑过程中地基不致失稳。
加固上桩法:将具有固化作用的材料比如石灰、水泥等添加到土壤中,然后用如深层拌和机、旋喷机械等专业的机械把软土地基下面将根据工程实践选用合适的软土路基处理方法。
2.工程概况
某市开发区沿海大道工程,其计划大道红线宽度为50m,全长10公里,机动车双向六车道,设计时速60公里每小时,理论通行能力为双向7000辆每小时。由于该地段有部分处于滩涂地带,地质结构复杂,存在软弱土层,但区域稳定性良好,切其下部土层力学性质较好,如果采用合适的处理方案,修筑路基是可能的。但由于该地段在原有的自然滩涂上吹填了一定的淤泥,基本属于流塑状态,并且路基限定工期不到五个月,以上不良因素给路基施工带来了很大困难。
为了保证工程质量,减少工程造价,缩短工程周期,经过一系列的论证研究,在浅层处理法、粒料桩法、加固上桩法、排水固结法、真空预压法、真空堆载联合预压法、强夯置换和挤淤等若干种可能的地基处理方案中排除了资金用量大,工期时间长、施工工艺困难等可操作性不强的处治方案,初步确定采用强夯置换挤淤的处理方法。
2.1强夯置换挤淤
2.1.1加固处理工序
该方法的具体施工工序:
(1)设置施工通道,并建立强夯平台。
(2)沿路基的纵向,在原有的软土层上抛石回填,直至机械能够进入为止,在这个回填自然级配山胚石的过程将会产生挤淤,这样会形成中间厚、两边薄的横断面,其最小回填厚度不小于2m。软土层平坦,片石在抛投的过程中会沿着路中心线向前抛填,然后渐次向两侧抛填,等淤泥挤出时向两侧吹填。
(3)在50m的强夯平台形成后再开始强夯。
(4)在路基处理完毕后要经过检验后才能再进行下一道工序的施工,其主要检验指标参数测设是容许工后沉降小于20cm,土基回弹压缩模量大于20MPa,弯沉小于0.055cm,压实度应大于95%。
(5)大约15天之后再进行路面结构层的施工。
2.1.2 夯击技术要求
强夯要分三次进行:
第一次强夯的夯击能力大约为1000~4000,其夯点间距约为6m,呈梅花形分布,进行单点定点的强夯,在这个夯击的过程中,夯击能要逐渐增大,夯坑补料要求填料的最大粒径不得大于30cm,含泥量不得大于5%,在下一次的夯击之前务必要先将上一次夯击过后的淤泥彻底的清理,在夯击之前夯坑内不允许存在着水,且各个夯击点保持不变,它的位置有中线的坐标控制,依次夯击,直到最后一次夯击的纵向贯入度不得超过10cm,该次强夯大致已完成主体的强夯作用,它的应力消散时间大约为16天。
第二次强夯是第一次的补夯,其夯点是第一次强夯夯点的间点,以及梅花形夯点的中心点,其夯击能约为2000 ,并且点夯的处理方法和第一次的处理方法大致相同,合格要求也差不多,在这次的夯击过程中,可以出现与第一次夯点间的隆起,此处的处理方法是将该隆起挖出,然后填上碎石,但其换填深度要控制在60cm。
第三次的强夯的夯击能1000,夯锤必须为圆锤,且其直径规格是2.2米,这次的强夯的各个夯点不必与前一次的夯点相重合,只需一次夯击就行。然后检查地基承载力了,如果没有达到所要求的地基承载力,那么需要继续补夯。最后用碎石渣补平,这些碎石渣的粒径要在1~3cm之间,且其厚度为20cm。然后再在上面铺上一层土工布,并将约30cm的风化砂碾压在土工布上面以找平到路基设计标高。另外,土工布的错缝搭接处不得小于50cm,这主要是起到了防止地下水侵蚀路基以及避免风化砂出现渗漏而引起的不均匀沉降的作用。
此方案最终达到的效果是强夯置换挤淤,使得其路基基层形成了类似于碎石桩的桩柱,并形成复合地基,以达到稳定整个路基的目标。
2.1.3 处理效果检测
经过强夯置换挤淤后,对路基的稳定性进行计算。根据交通部标准《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》TJ017-96中的规定,要考虑路堤的自重以及路面的增重和行车荷载,而不用考虑行车动荷载的影响。另外,要采用圆弧条分法以及有效应力法,其稳定安全系数要均大于1.30,并都要考虑经验系数。经计算,工后沉降平均为13.5cm。计算值高于高速公路和一级公路对容许工后沉降的要求。
2.2结论
采用强夯置换加固软土路基的方案对该市开发区沿海大道软土路基进行处理是行的通的,并且该方法能有效的加固软土地基,减少整体工程工后沉降,并能提高软土层的承载力,另外,该方法的技术简单可行。
3.结语
软土路基在公路路基施工中的难题,若不解决好,会造成路基沉降,影响路基稳定性。目前虽然有各自处理方法,但各有利弊,在软土路基施工中要学会因地制宜,结合实际情况,根据不同的地质条件和施工条件,施工的方便性,经济性以及可行性来选择合理的处治方案,以彻底处理软土路基,消除各种隐患,保证工程质量。 [科]
【参考文献】
[1]齐飞,张禹.软土路基施工处理探讨[J].中国城市经济,2011,(11).
[2]罗涛波.对某市政道路工程软土路基施工探讨[J].四川建材,2012,(01).
[3]赵云鹤.市政道路施工中的软土路基处理[J].黑龙江科技信息,2011,(15).
[4]孙跃文.公路软土路基处治方法探究[J].科技创新导报,2008,(8):69-70.
铁路工程软土路基施工技术 篇11
人们对于软土的理解就是软弱的土层, 具有高压缩性和低强度的特征, 在我国的大部分地区都广泛的分布着软土, 若是要进行路基的修筑, 则需要对软土地进行处理, 但是铁路工程的施工人员常常会忽视软土地基的处理, 导致经常发生路基失稳和沉陷的问题, 产生了一系列的路基病害, 对今后的道路通行有一定的影响。
1 软土路基的主要特征
通过性能划分:首先是淤泥质土壤的软土;其次是软粘性土质层;再次是泥炭质土壤;最后是泥炭。
通过软土的工程特性划分:首先是土质的空隙间隔比较大;其次是泥土中的含水量比较高;再次是具有较强的压缩性, 且透水性能薄弱;最后是具有较强的流动性和灵敏度。
软土路基的危害性:首先软土路基自身就没有高强度的抗剪能力, 因此当感受到外界压力的时候, 就有可能导致自身的负荷能力难以承受, 导致无法维持原来的路基原样, 破坏了路基的整体性剪体层, 更有可能造成工程的塌方情况。其次, 软土路基在接受到来自外部的压力时主要集中在工程的上部, 所以容易产生下沉变形, 最终影响到铁路的使用情况和施工的建设, 甚至会引发安全事故的产生。
2 铁路工程软土地基施工的原理
土体本身是分散介质的一种, 其构成的强度不高, 由各种不同成分和尺寸的土粒结合而成的, 具有多项分散体系的特性, 因此每个土粒之间的连接强度对土体的整体性强度而言是十分重要的, 但是从根本性的角度而言, 土粒之间的粘聚力与土粒之间形成摩擦产生内摩阻力起着决定性的作用。而在普通的泥土当中, 都存在有矿物质, 所以在此基础上就有各种程度的亲水性, 当水浸入到土体当中后, 土粒周围的水膜就会产生作用而加厚, 导致扩散层的松弛结构水增加, 最终导致土体膨胀。但是相对的, 受到水的润滑作用的影响土粒之间的内摩阻力较之从前减少。当大量的水进入到土体之后, 土体就会出现水化现象, 变得离散而极大的降低了土体的稳定性。受到多种因素的影响, 土体的稳定性都难以得到保障, 当土粒的孔隙越小, 相对的其密实度就越大, 也就具备了较强的稳定性, 天然水难以浸入到土体当中。通过土体的特性就可以发现, 要想开展软土路基的建设, 最为关键的就是对土体的含水量和密实度进行加固处理, 提高土体的强度和稳定性。对于土体的加工有多种方法, 不仅有物理和机械的方法, 还可以通过外加剂法和电化学法等进行加固。
3 铁路工程软土路基施工技术
3.1 换填砂垫层和砂石垫层
在地基建设之中, 最不稳固的一种地基就是软土地基, 因此在开展建筑施工的时候, 施工人员面临着极大的挑战, 但是利用砂砾层的铺设这种方式就可以有效的提高软土地理的稳固性, 增强其耐用程度。这种方式能够有效的提高地基表面的承载能力, 对地基表层的排水效果也有一定的作用, 利用这种施工技术使得软土地基不会受到积水的困扰, 避免出现土层软化的情况。在施工技术的基础之上开展方案的设计, 可以选择大颗粒的砂砾石, 更甚者可以利用鹅卵石的掺入来提高地基的稳定性, 根据施工地点的实际情况来进行方案的改变。在确定砂砾石的选择类型后, 就可以开始对地基的沟槽进行处理, 当沟槽中存有积水时不能展开施工, 必须要通过排水措施排掉多余的水才能够填入配备好的砂砾石, 当砂砾石填入的时候必须要控制好填充料中的含水量, 避免出现过量和少量的情况, 而一般将含水量夯实控制在百分之十到百分之二十之间。
3.2 深层石灰搅拌桩的施工
在铁路软土地基处理之中, 最为常见的方法就是深层次的石灰搅拌桩处理软基, 在铁路工程路基施工当中, 最不可或缺的一个材料就是石灰, 因此在处理软土地基的时候就需要重视石灰的利用数量, 关注石灰搅拌桩中存在的施工问题。深层石灰搅拌桩的使用可以在粘度较高的软粘土中, 在软地基中根据土壤的特性来配备石灰的比例, 并且也要重视地基土的比例, 将二者混合搅拌产生一定的化学反应, 帮助提高地基的承载力和耐压强度。经过深层石灰搅拌桩的施工, 面对着比较特殊的地基土条件时, 也可以达到普通地基中水泥施工的效果。但是在石灰桩的软土地基处理中, 需要注意两个方面的控制:
首先是石灰原料的质量控制。软土地基施工时的石灰使用必须要是经过处理的, 同时对石灰的成分也要较为严苛的要求。石灰在磨碎之后需要将其直径控制在2mm以内, 石灰中的氧化镁含量需要控制在8.5%以上, 其中氧化钙的含量也要达到百分之八十以上, 石灰中的杂质数量和液性指标也要严格的控制, 石灰中的杂质不能太多, 也需要将液性指标控制在百分之七十左右。
其次是关键技术的控制。在开展软土路基施工的时候, 也需要适当的处理地面, 帮助机械能够在适宜的范围之内灵活移动, 并且保证表层地基的硬度过关, 拥有较强的承载力, 对于粉尘发射器和空气压缩机等设备的配备需要科学合理, 检查其性能对施工的要求是否相符。同时要化验地基土, 通过地表土的物理特性和化学特性来确定石灰的配备比例, 对在软土地基的方案设计中对桩密度、长度和粗细等进行设计。在开展施工活动的时候, 也要关注风力的控制, 不能够让施工中的石灰分成失散过多, 并且也要严格的按照模式来排列桩基, 通常都是利用等边三角形的方式进行排列。
3.3 深层水泥搅拌桩的施工技术
为了提高铁路工程中的路基稳固性, 最为重要的一部分就是水泥的利用。在进行软土路基处理的时候, 水泥的利用起着重要性的作用, 尤其是在松软的淤积和粉尘土质等地基中, 深层水泥搅拌桩的利用能够帮助加固路基, 当铁路工程实施的时候, 若是出现上述的地质状况就可以利用深层钻探灌注水泥的方法来处理。
3.3.1 做好准备工作
铁路工程实施之前需要做好一定的准备工作, 只有精心的进行筹划, 做好施工地点的平整工作, 当机械进入到施工范围内的时候, 保证其正常通行和施工。首先, 对施工地点中存在的障碍物进行及时的清除, 当遇到洼地的时候, 就应该利用相应的土质回填施工地点, 而路基工程一般都是利用粘土填平施工场地, 并且保证其均匀;其次是采购适宜的水泥, 在水泥采购的时候一般选择42.5级硅酸盐水泥, 其稳固性更强;最后需要检查施工中的所有机械, 保证其处于稳定工作的状态中, 确保施工的顺利开展, 同时也要派遣相关的专业人员进行定期的检查维修。
3.3.2 获取必要参数
试桩是施工准备时必不可少的一项工作, 对施工地点的地质情况进行具体的考察了解, 记录必要的参考数据, 在施工中进行有效的利用。在试桩施工的时候就可以有效的了解到泵送的速度和时间, 有利于在实际施工中提高施工的速度和质量, 同时还可以了解到水泥的配比和搅拌程度, 对施工质量的影响巨大。
3.3.3 控制深层水泥搅拌桩的施工工艺
其一是检验堵塞情况。在进行水泥搅拌桩开钻之前, 首先要用水清洗整个搅拌桩的管道, 查看管道当中是否存在堵塞的情况, 当水尽数排出之后继续进行下钻施工。其二是悬挂吊锤。确定水泥搅拌桩的桩体垂直度主要是为了帮助提高施工的准确性, 满足其要求, 首先将吊锤悬挂在主机上面, 控制吊锤和钻杆上下方和左右方的距离。其三是质量检查。在软土路基施工中针对成型的搅拌桩需要开展质量检查工作, 主要是水泥浆灌数和水泥用量以及断浆现象等的检查。其四是搅拌配合比。在进行水泥配置的时候, 需要事先计算相关的参数值, 比对所需建筑材料的标准才能够在路基施工中投入使用。其五是二喷四搅。在水泥搅拌桩的施工当中, 最为常用的工艺就是二喷四搅工艺, 首先是使用搅拌机钻杆, 使其边喷浆边旋转下沉;其次是当搅拌机下沉到设计的深度之后就可以将喷浆进行反转提升至桩顶位置;再次使用搅拌机钻杆, 使其边喷浆边旋转下沉进入桩底;最后当桩机下沉到桩底之后, 就可以进行喷浆搅拌, 提升到桩顶。
4 结语
本文主要分析了铁路工程软土路基施工技术, 根据软土地基中常见的一些建筑施工问题进行研究, 并提出了相应的解决措施, 避免铁路工程在运营实施的过程中出现质量安全问题, 通过对铁路软土路基施工工艺的提升, 促进路基质量的提高, 有效的控制铁路建设中的各个环节科学有效完成, 提高铁路建设的施工质量。
摘要:现如今的铁路建设的速度越来越快, 铁路的路基工程中存在的质量问题也逐渐的呈现在工程建设相关人员的面前, 尤其是在软土地基的铁路路基修建中, 经常出现路面裂缝和地基失稳的情况, 所以为了保证铁路工程的质量水平, 就需要对铁路工程软土路基施工技术进行分析, 以此来提高工程建设的质量。
关键词:铁路工程,软土路基,施工技术
参考文献
[1]张利辉.贺海燕.浅析铁路软土路基施工技术[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2011 (36) .
[2]魏晶.公路路基路面设计中的软基处理分析[J].科技致富向导, 2011 (12) .
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