城市道路软基处理办法（精选4篇）
城市道路软基处理办法 篇1
随着社会经济的蓬勃发展, 地区间的交流日益频繁, 各大中城市内部交通的需求以及与周边小城市的联系也更加紧密, 因而作为其纽带的城市间快速道路的修建原来越多。常规情况下, 软土一般是以颗粒为主的, 而且颜色相对较深, 具有塑性指数高、粘性大以及容量比较小的特点, 对快速道路的建设有很大的影响。因而, 在日常的快速道路施工的过程中若不对软土地基采取有效的处理措施, 会导致严重的质量问题。下面将介绍软土对城市快速道路工程的影响及危害, 并对日常常用的处理方法和措施进行探讨。
1 软土的工程特性以及危害
1.1 软土的工程特性
软土的特点与性质跟地基土的沉积年代、成层构造以及成因的类型均有着相当密切的关系。不同年代、不同成层以及成因的软土, 它的物理性质以及指标虽然有可能很接近, 但是若用作地基使用, 其快速道路的性质却有可能相差很远。
1.2 软土对工程的危害
我们知道软土作为快速道路的地基是相当不利的。因而, 要在软土地基上面进行地基施工, 必须要做好软土地基的处理。而处理软土地基的最终目的主要是为了将地基土的工程性质进行改善, 以达到满足工程对地基变形以及稳定的要求。包括地基土的变形特性的改善, 对其抗剪强度以及抗液化能力的提高, 将其他的不利的因素和影响进行消除等。
2 快速道路工程中软土地基的处理方法
2.1 方法一:强夯
强夯方法最适用于大孔隙疏松的碎石土、砂土及建筑垃圾, 也适用于低饱和度的粉土、素填土、湿陷性黄土和粘性土。不适用于淤泥类土及高饱和度的粘性土。是一种有效的松软地基加固方法。具有很大夯击能量, 加固到深度土层, 快速加固软土地基。
加固软土地基的作用主要: (1) 重锤撞击地面形成的强劲的冲击力, 在力 (波) 作用下传播到地基内, 使地基土的振动压密。 (2) 饱和土体内在冲击作用下, 产生强大的超静水压力, 水压力与总应力持平时, 土的强度系数为零。形成振动土发生液化, 加固粉细砂地基, 起密实和抗地震液化作用。 (3) 夯击时, 对饱和粘性土内残余超静孔隙水形成很大的压力, 夯击后随着超静孔隙水压力的消散, 动力固结效应, 使地基内土体产生压缩和密实。提高饱和粘性土的密实强度。 (4) 夯击结束后, 时间久, 饱和粘性土触变效应更明显, 逐渐地增大饱和粘性土的强度系数。
强夯方法的加固效果的作用是提高地基承载力, 地基深层得到改善, 对软土地基消除液化、除湿陷性的缺陷, 减少地基沉降量。强夯法的优点是: (1) 使用设备简单, 现场操作工艺, 快速加固。 (2) 适应范围广, 适用性好。 (3) 人员配置少, 快速施工。 (4) 节约材料。缺点是: (1) 振动大, 噪音高, 对于密集居民区难以使用。对周围环境的影响研究不透切。 (2) 强夯方法不够完善, 试夯确定强夯参数。
2.2 方法二:换土垫层
顾名思义是换填土法。简单而言就是先处理原有基底范围下的软弱土, 挖掉置放到别处。后分层换填, 选用性能稳定、强度大、压缩性小的材料, 夯压实达到要求的密实度, 作为地基的持力层。材料选用以砂、灰土、碎石、矿渣、石渣和素土等强度较高, 透水性强为主。根据软土地基实际情况和主要作用, 把垫层分为换土、排水和加筋土垫层等。垫层对软土地基的作用: (1) 提高地基持力层承载力。降低沉降量。 (2) 软弱土层加速排水固结, 防止冻胀。 (3) 遏制膨胀土的胀缩对地基产生的影响。优点:较短的工期、简单的工艺、造价比较适中。
施工时, 换土垫层关键工序是对碎石土的碾压厚度、密实度的检测, 抛填时, 筛选石料和碾压顺序等。换土垫层只能改善浅层地基强度、变形性质和应力场应变, 因此对于荷载较大的运输工具而言就显得力不从心。需要与其它方法联合使用。
2.3 方法三:排水预压
砂井堆载预压对于透水性小的饱和的粘性土地基是有效方法。原理是加速粘性土中孔隙水的排出, 挤紧土颗粒加快固结, 提高粘性土强度的目的。采用砂井上部铺设砂垫层预压时间可以缩短, 构成砂井与砂垫层的地基排水系统, 填土荷载的压实, 粘性土加速排水固结, 这种效果比较实用。应用填土使软土自然沉降排水固结。这种方法在工期不紧, 运用堆载预压或超载预压, 分期加压逐渐填筑, 可以达到预期的路基标高, 最实惠的方法。缺点是预压期要半年至一年, 项目未经批准难以提早施工。
砂井堆载预压施加荷载时, 严格控制$11D载速率, 防止地基侧向变形失稳破坏。砂井堆载预压可以改进方法: (1) 采用真空预压法可减少工程量与节省造价。 (2) 袋装砂井可节省材料, 尤其砂料可以节省几倍, 避免砂井出现空隙而紧缩, 加快进度, 提高过程质量。 (3) 塑料排水带, 减小投资与工期。
2.4 方法四:深层搅拌
作为一种新型地基处理方法, 适用的范围比较广, 一般含水量较高地基承载力标准值≤120 k Pa的粘性土地基 (淤泥、龄铌质土、高饱和度的粉土) 。搅拌材料以水泥、石灰等作为固化剂的主剂, 机械搅拌深层强制搅拌软土和固化剂混合, 使固化剂和软土混合后产生物理、化学反应, 软土混合硬结成具有稳定性、水稳性, 并达到一定强度的优质地基。施工工艺利用水泥、石灰作为固化剂, 不断加速回转的中心轴端, 喷出浆体或粉体, 融于四周被搅拌松的土中, 经过搅拌的混合物硬化而成柱。达到软土地基承载力和减少沉降量, 边坡稳定性得到提高。优点:施工时无噪音、无污染, 不会对周围环境及建筑物产生影响, 特别对桥的两端软土地基路段效果显著。
2.5 方法五:振冲碎石桩
碎石置换置部分软土是通过振冲置换, 构成碎石与原地部分基土的复合地基, 复合地基变形的碎石桩模量较大于软土, 加速地基软土的排水固结, 提高地基承载力。适用于处理不排水抗剪强度较大的 (粘土、粉土、砂土、饱和黄土) 和人工填土地基。振冲碎石桩以三角形或正方形平面布桩体, 加固后的地基属于复合地基。从来强度看, 较高时, 振冲法加固效果优。强度<30 k Pa时, 加固效果就较差。原因是振密强度低, 软土难以排水固结, 或比较缓慢。
2.6 方法六:化学加固
应用水泥或其它化学材料加入软土地基, 处理软土地基的方法称为化学加固法。适用范围淤泥质粘土、粉质粘土、粘土、粉土、砂土和一般人工填土, 还可以应用在裂隙岩体的处理, 已有构筑物地基加强中。注入土体后, 产生化学反应, 水泥或化学材料吸收土中部分水, 水反应后形成空气被挤出地面, 使软土地基形成复合地基具有较高承载力。
常用材料如下: (1) 高标号的硅酸盐水泥与水灰之比1∶1, 水泥浆液掺入速凝剂或缓凝剂等外加剂, 调节水泥浆的性质。优点:配方简单, 充足材料, 价格低廉对环境无污染。 (2) 主剂为水玻璃的浆液, 掺入酸性固化剂, 可以形成凝胶。 (3) 主剂为丙烯酰胺的浆液, 状态在水溶液时注入地基, 与土体发生反应聚合, 不溶于水具有弹性聚合体。 (4) “三废利用”的利用, 以废纸搅拌成纸浆为主的浆液, 源广价廉, 降低成本。根据地基土颗粒的大小、化学浆液的性状也有所不同。此外常用的软土地基处理方法, 还有压力灌浆法、高压旋喷桩、粉喷桩、注浆、水泥土搅拌法等。
3 快速道路施工工程软土地基施工的相关技术要点
对于软土地基除了要进行相关处理之外, 在施工过程中, 也要注意到其相关的施工技术要点。下面将以快速道路施工工程的相关进技术要点进行论述。
软土地基在快速道路施工里面属于路基中的地基层, 它对于工作的使用性能以及工程进展是否能够顺利进行, 起到直接的决定性。因而作为施工单位必须做好相关的技术措施, 以确保路基的稳定性, 将快速道路施工质量进一步提高。
3.1 排水系统与加压系统的相关问题
在进行施工过程中, 作为施工单位首先采取有效的措施以做到加快地基排水的固结;同时, 还要将地基中的水及时引出。而要将这方面的工作做好, 便需要确保排水系统能够畅通地进行工作。同时, 加压系统能够实现对土体的施压, 有效地实现地基的沉降与固结。
3.2 确定材料的配合比例
在进行快速道路施工过程里面, 作为工程师需要开展出一系列的实验工作, 而通过这些实验以分析软土基的强度以及稳定性, 继而将合理的材料配合比制定出来。进行施工时, 施工人员需要严格按照配合比做好材料调配工作, 以有效防止地基坑陷与鼓胀等问题的出现。
3.3 处理沉降的方法
地基沉降能够破坏路面的稳定结构, 是制约软土地基施工的关键问题。要想让这个问题得到充分的解决, 作为施工单位首先要对施工的条件以及环境做好具体的分析, 并在分析结果的基础上面采取管桩、石灰等等技术以实现沉降问题的解决。而生石灰自身具有良好的吸水性, 能够有效地将软土地基的抗裂能力以及抗震能力进一步增强和提高。而管桩技术则主要用在软土的厚层范围里, 在操作实施时, 要根据软土地基的实际情况选择具体相适应的管桩结构;而在进行管桩施工的时候, 则要采取预应力的管桩实施方法。而石灰技术, 指的是施工人员以相关的技术流程作为根据, 先将工程机械的软土进行清除, 再将生石灰进行填放, 然后再进行反复的碾压。
4 结语
在快速道路施工中, 软土地基对地基的稳定性有着直接的影响作用。所以, 在快速道路施工的过程里面, 首先要做到对地基情况的充分分析, 并根据结果选择与之相适应的软土地基施工措施, 以突破施工技术上面的难题。而对于这些问题, 我们均要认清路基里面存在的具体质量问题, 加强施工技术要点的控制工作, 以提高建筑工程项目的稳定性与安全性减少工程事故的发生。
参考文献
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关于城市道路软基处理技术的探讨 篇2
软体具有松软、孔隙比大、天然含水率高、压缩性强、强度低及渗透性小等特点。当天然地基较为柔软, 不能满足地基强度、变形和稳定性时, 必须经过人工处理后再造基础或填筑路基, 这种地基加固称为软基处理。在城市道路建设中, 软土地基处理费用在整个工程建设费用中所占比例也是比较大的, 对工期影响也是不容忽视。因此在城市道路设计中, 根据实际情况选择一种合适、经济、安全有效的软基处理方法是相当重要的。
本工程区段属滨海潮间带滩涂地貌单元结成。其南侧和西侧现有海岸线大致呈东西走向, 受近代人为围垦建设的影响, 临海修筑有防浪堤, 海岸线与漫滩呈坎状接触, 高差变化较大。滨海潮间带滩涂地形标高变化较大, 泥面标高在-0.06~3.92m之间, 总体自海岸向海域方向倾斜。
2 软土表现形式、危害和原因分析
软土地基处理不当, 将会使路基沉陷过大而导致路基失衡、路面开裂、路面无规则起伏, 路堤彻底破坏, 使构造物 (如挡墙、桥台、排水管涵等) 失稳或断裂, 从而使其失去其使用功能而造成塌方、跳车、掏空路基使路面塌陷而对行人及车辆造成极大的危害。造成软土地基超限沉陷主要有两个方面原因;一方面是由于地基处理不当而引起;另一方面是由于路基处理不当而引起
3 处理方法
由于城市道路建设地域性特殊, 施工地点大多是在周边村庄, 为使尽量降低影响周边居民出行和尽早带动某区域的经济发展, 从而施工工期一般比较短。因此在软基处理时, 选择处理方法是很重要的, 既要确保软基处理达到预期的效果, 又要对工期的影响降到最低, 处理成本亦需兼顾。根据多年城市道路工作经验总结出4种常用的软基处理措施。
3.1 换填处理法
当软土厚度小于2m, 且路堤高度不大时, 一般采用换填处理。先将淤泥或软土全部挖除, 再换填土或渗水性好的材料, 需分层填筑。当地下水位较高时, 只能换填渗水材料, 最常用的换填材料为河砂, 当条件允许换填土时, 在换填底层增设砂垫层。此方法有施工方法简便、施工周期短、处理彻底、造价低等优点, 但存在处理软土厚度小和需要较宽工作面的缺点。
3.2 抛石挤淤法
当淤泥厚度小于3m, 且表层无硬壳, 呈流动状态, 排水困难, 石料易取得的条件下, 可优先考虑此方法。最常用的位置为路基跨越水沟、鱼塘、浅的沼泽地等。施工时需注意抛石顺序应沿路中线向前抛填, 然后向路边扩展, 使淤泥挤出路基范围外。当石块高出淤泥面后, 应用小石块填缝找平, 使填石紧密, 然后设置砂垫层, 最后按填方要求填筑路堤。此方法有施工方法简便、就地取材、造价低等优点, 但存在使用面小和处理不太彻底等缺点。
3.3 翻晒碾压
当软土层厚度小于2m, 且土质为粘土、粉土、承载力达不到要求时, 因为含水率高, 一般采用此方法处理。施工时将软土全部挖除进行翻晒, 晒干后分层碾压填筑, 在填筑前需设置砂垫层及盲沟把地下水位降低, 从而阻断毛细水。此方法有施工方法简便、造价低等优点, 但存在施工周期长且受外界条件影响大等缺点。由于此方法处理不彻底, 对排水措施要求较高, 需慎用。
3.4 水泥搅拌桩
当软土层厚度大或软土为深度大夹层时, 采用换填法处理不经济时可以考虑此方法。此法需专门施工机械, 施工时先将小型钻机钻至承载力较高的土层, 在旋转堤钻时喷入一定比例的水泥与土体进行搅拌, 使土体与水泥发生化学反应而胶结形成承载力高的复合地基。此方法有处理彻底、外界影响小等优点, 但存在施工周期长, 造价较高且需要专门施工机械和较丰富的施工经验等缺点。
4 工程实例-厦门航空物流园区滨海道路
本项目位于厦门本岛北部, 厦门高崎国际机场北侧, 航空港片区外缘。根据新编的《厦门市城市总体规划》, 航空港片区作为厦门市建设和发展航运物流的重要组成部分, 其发展潜力巨大。航空物流园区滨海道路工程作为航空港外围的含有旅游功能的城市主干道, 不仅为航空港区的生活出行提供服务, 其还承担着部分旅游交通要求, 交通功能十分重要。本道路是厦门航空物流园区连接外部的主要道路, 是厦门市航空物流园区的起步工程。
项目起点与集美C1合同段的通道敞开段相接, 桩号为K2+980, 终点止于厦门变—安兜变进岛第一电力通道220kV海底电缆前, 桩号为K5+231.96, 路线全长2.251km。
根据项目所处的工程地质条件, 考虑当地土壤、筑路材料及筑路经验, 本着因地制宜、就地取材的原则, 针对本区岩土特点, 进行路基防护设计和地基处理, 以确保路基的整体强度和稳定性, 使路容美观, 与周围景观协调, 并结合实际, 对软基部分采用了换填处理和搅拌桩处理。
4.1 基础换填中粗砂的施工
对于本工程淤泥层底标高低于-4.24m区域, 为满足护岸挡墙的稳定性和地基承载力要求, 将淤泥挖除并换填中粗砂垫层至-4.24m后再进行基床块石的抛填。具体须进行换填砂的护岸段为K0+000~K0+900、K0+950~K1+150、K1+200~K1+300、K1+600~K1+700及K2+150~K2+200, 换填砂的厚度为0.22~4.36m。
(1) 基床抛砂前对基床进行复测, 当回淤超过30cm时, 采用潜吸式清淤泵配合泥驳进行清淤直到验收通过。
(2) 基床复测有较大变化时, 会同现场工程师进行处理。
(3) 基床抛砂前通过试抛确定抛砂船位, 分别进行涨、落潮试抛, 确定抛砂船位。
(4) 抛填过程中勤打水勤对标, 防止漏抛、超抛和抛至未验收的基槽。
(5) 基床抛石预留振冲密实沉降量, 一般为20~40cm。
4.2 基床抛石的施工
本工程基床底标高为-4.24m, 顶标高为-1.20, 总厚度为3.04m, 基床抛石采用分二层进行抛填, 用定位船对标定位方法。
(1) 底层基床抛石前对已验收基床进行复测标高和尺寸, 回淤超过30cm时, 采用潜吸式清淤泵配合泥驳进行清淤直到验收通过。
(2) 底层基床抛石前, 基槽复测有较大变化时, 会同现场工程师进行处理。
(3) 基床抛石通过试抛确定抛石船位, 分别进行涨、落潮试抛, 确定抛石船位。
(4) 基床抛石定位船定位, 民船运输, PC200挖掘机卸船, 人工抛填补抛的工艺, 抛填过程中勤打水勤对标, 控制位置和标高, 防止漏抛、超抛。
(5) 基床抛石预留密实沉降量, 为抛石基床厚的10%。
基床抛石完毕后, 按设计进行测量检查, 其允许偏差、检验数量和方法如表1。
4.3 水泥搅拌桩复合地基处理
本工程水泥搅拌桩的施工范围:K0+425~K0+475、K0+525~K0+875、K0+925~K1+125、K1+225~K1+325、K1+575~K1+725、K2+125~K2+207。水泥搅拌桩主要分为空孔及实孔两种, 其工程量分别为48411m和69569m, 为了满足工期的要求, 投入12台水泥搅拌桩机。总工程量为:水泥搅拌桩69569m (实孔) 、水泥搅拌桩 (空孔) 48441m。由于此路段位于村庄附近, 若采取强夯处理, 对周边房屋引起震动, 从而有可能导致房屋坍塌, 经多方面比较后决定采取水泥搅拌桩复合地基处理, 具体技术要求如下:
(1) 水泥搅拌桩桩径D=550mm, 人行道以内范围桩间距采用1.2m×1.2m, 其余采用1.4m×1.4m, 按正方形布置。
(2) 搅拌桩平均桩长为11.6m, 桩底进入淤泥质土下卧层不小于1.0m。
(3) 水泥的掺入比22%, 采用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥, 并掺入水泥重量2%的石膏和水泥重量0.2%的木质素磺酸钙, 制浆水灰比按0.5考虑。
(4) 要求28d龄期抗压强度大于1.315MPa, 粘聚力0.289MPa, 内摩擦角320。
(5) 搅拌桩施工工艺采用二喷四搅, 提升的速度不大于0.8m/min, 搅拌机喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求, 并有专人记录。
(6) 桩底是否进入淤泥质土下卧层以搅拌桩机的电流值确定, 电流值的大小根据试桩确定。
搅拌桩施工完后, 自然养护至龄期后, 在桩顶铺30cm级配碎石, 按复合地基要求检测其承载力, 承载力达到设计要求后方填土至路基设计标高。
5 处理效果
随着施工方案的实施, 软基处理完成后, 经过现场实际检测, 每层回填压实度均达到规范要求, 并且道路填方每层回填之后, 机械碾压时, 未出现不均匀沉陷、弹簧、起皮及波浪等现象。证明用以上技术措施效果明显, 施工快捷, 质量易于控制, 成本低廉等特点, 特别是在深厚层软土基和缺砂软基地带, 所采取的软基处理方法具有良好的应用前景。
6 结语
从目前项目试车的情况来看, 路面无断板、路堤稳定、纵向沉降均在控制范围, 市政排水管道通过检测设备探测得知, 管道坡度均匀, 无不均匀沉降, 从以上情况来看, 项目所采取的软基处理方法正确, 达到了预期效果。软基处理经济, 减少浪费, 软基处理方法多, 设计时根据实际情况和经验多方面比较, 选择可行, 经济, 适用的处理方法。
参考文献
[1]JTG F80/1-2004, 公路工程质量检验评定标准 (第一册土建工程)
[2]《地基处理手册》编写组.地基处理手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1993
城市道路软基处理办法 篇3
本文通过位于城市北部的镇海新区主干路工程(胜光路—镇骆路)的软基处理、施工及工后沉降监测,提出软基工程设计的一些成功经验。
1 工程及地质特点
主干道工程为东西走向,全长9.72 km。红线宽度60 m,道路断面为双向6车道加两侧辅道。工程分两期实施:一期工程(长邱新路—世纪大道),长3.53 km,沿线桥梁5座,2005年9月开工,已于2007年9月竣工;二期工程即将实施。道路设计一般路段为低路堤,竖向标高控制在黄海高程3.0 m左右,桥台后填土高度最大4.0 m。现状地面标高约2.0 m。
工程区域地质为沿海海相沉积,地表层沉积的淤泥质黏土固结压缩时间短、软土层含水量高、空隙比大、渗透性差、压缩性大、强度及承载力低,且具有明显的流变性。由于工程所在区域软土分布较厚,特别是(2)1灰色淤泥、淤泥质黏土含水量高,压缩性大,工程性质极差。这一地质条件,在宁波地区具有代表性,也是当地道路产生严重病害的主要根源。
2 软基工程计算分析
根据岩土工程勘察报告(详勘)提供的地质参数资料,对不同的填土高度进行沉降预估计算。计算结果绘制成的沉降曲线见图1。曲线表明,在一定填土高度的路堤荷载下,软土层将会发生较大的沉降。采用当地常用筑路材料宕渣填筑,在填土高度2.5 m时,总沉降约57 cm;填土高度3.5 m时,最大地基总沉降将达85 cm。若采用粉煤灰填筑路堤,在填土高度3.5 m时,地基总沉降约61 cm;填土高度4.0 m时,总沉降69 cm左右。因此,在宁波地区特有的软土地质条件下,一般路基特别是桥后路基的处置问题尤为突出。采用粉煤灰等轻质材料路堤能减轻路堤荷载对地基的附加应力,可以减少地基的总沉降量。
3 路基及软基工程设计
3.1 道路一般路段路基处理
现场土路基“地表硬壳层”分布薄而弱,有的部位甚至“地表硬壳层”缺失,地基土极为软弱,乃至给宕渣填筑压实带来了很大困难。对于大部分地表有硬壳层的,但厚度也仅1.0 m左右。设计中针对现场土基表面的各种不同情况(清表后,有硬壳层和无硬壳层),进行土基顶面回弹模量的现场测试。测试结果表明:淤泥质土基顶面模量为3.0 MPa;有硬壳层土基顶面模量也仅为8.0～10.0 MPa,均达不到路床土模量的设计标准,必须采用路用性能好的填料进行路基填筑或换填。
通过对淤泥质土基换填的合理深度与在硬壳层上填筑石灰土或宕渣的合理厚度进行计算分析,按双层体系表面弯沉系数计算当量模量,计算结果见表1。
表中的。式中:F为弯沉综合修正系数,l1为顶面回弹弯沉值,E0′为地基浅层置换或填筑后的土基顶面回弹模量;K1与K2为季节影响系数,分别为1.1和1.2。计算结果表明,对于原状土为淤泥质土的,需将淤泥质土换填60 cm,而在硬壳层黏土层上填筑30.0 cm石灰土或填筑40.0 cm宕渣,能达到≥25.0 MPa的土基顶面回弹模量。该工程设计中根据现场实际情况,针对不同路段和部位采用了上述的不同路基浅层处置方法,从而避免了淤泥质土挖填过深、硬壳层不当挖除,而造成路基工程量过大的浪费现象。道路路基经过上述方法处理后,道路竣工2 a,路面平整度明显好于当地同类工程。
3.2 桥接坡路段地基处理
道路桥接坡路段路堤往往较高,软基加固采用的方法有多种,如水泥搅拌桩(粉喷法、湿喷法)、碎石桩、CFG桩等,但从多年建设情况来看,未能达到好的效果。例如宁波绕城高速、世纪大道及环城北路采用上述复合地基的处理方法后,“桥头跳车”、路面平整度差等现象依然严重。分析其原因,是地基土含水量过高、地基过软,而这类复合地基法加固未能完全打穿软土层,竖向地基加固桩体容易出现“悬浮桩”。对这种深厚超软土的地质条件,采用排水固结法效果要较复合地基法更好。
经过对地质资料分析及方案论证,桥后深层软基处理采用真空—堆载联合预压排水固结法处理方案,对加速地基固结、降低工程造价是十分有利的。设计中对沿线大善寺港桥、西大河桥、方家河桥及金华河桥等4座桥台后地基处理的方案为:桥后60 m为地基加固范围,其中40 m为处理段,20 m为与一般路段过渡衔接段。根据软土层分布厚度,排水板设计深度为12.0～15.0 m,排水板间距为1.3 m和1.5 m。抽真空10～15d后填筑路堤,抽真空开始即进行现场沉降观测。从西大河桥(图2、图3)与方家河桥(图4、图5)真空—堆载联合预压施工期现场沉降观测曲线。可见:西大河桥接坡东侧最大填土高度3.5 m,西侧最大填土高度4.0 m,抽真空2个星期后开始填筑粉煤灰路堤;方家河桥桥接坡东侧最大填土高度3.5 m,西侧最大填土高度3.0 m,抽真空2个星期后开始填筑宕渣路堤,填筑期一个月左右。实测沉降曲线表明,地基在真空荷载的作用下,开始2周内,地基沉降明显;随着时间的推移,沉降速率有所放缓;但在2周后开始填筑路堤荷载后,沉降的速率又开始加速,直至将近3个月,沉降速率趋于稳定。沉降曲线表明虽然西大河桥头比方家河桥头填土高度大0.5 m,但采用了粉煤灰轻质材料填筑,总沉降量反而有所减少。桥接坡地基经过真空—堆载预压加固后,现场实测沉降固结情况见表2。
由表2可见,桥后地基经过真空预压完成的沉降达到了预估总沉降的80%以上,取得了良好的效果,工后沉降基本能控制在设计标准之内。
4 结语
路基工后沉降过大,产生的桥后跳车严重、路段路面平整度差等道路质量问题一直是修筑道路面临的最大问题。通过工程实例,探讨和尝试了饱和深厚软土的地基处理方法。该工程竣工两年来未出现桥后严重工后沉降现象,达到了较好的效果。
1)根据宁波地区工程地质特点,在工期容许的前提下,采用排水固结法特别是真空—堆载联合预压法的效果较好,且具有工艺先进、工法环保、工程费用低等优点。
2)采用真空—堆载预压,必须查明地质基础资料。对饱和、深厚、低渗透系性淤泥质土地基,应用该法处理比较有效;对非饱和软土以及分布有夹砂层地基,应慎重采用,因若不能采用有效方法保持加固土体的良好气密性,该法是难以奏效的。另外,排水板设计的深度及间距必须合理,需针对现场地质情况,进行合理的设计,确保路基压缩层范围的软土在加固深度之内。
城市道路软基处理办法 篇4
关键词：真空联合堆载预压,软基处理,监测
1工程概况
某道路等级为城市Ⅰ级主干路, 四幅路, 双向6车道, 道路设计时速60km/h, 道路红线宽度60米。道路设计路面使用年限为15年内工后沉降不大于30cm。文章以BK0+000~BK0+400段为例。拟建道路沿线主要为鱼塘、滩涂、河涌及局部填土段。
本路段先采用吹填海砂平整场地, 吹填及场地平整标高为2.00m, 设计路床顶面标高为3.18m。由于本段地质主要为淤泥、填土, 且厚度在19~23m, 本段道路软基采用真空联合堆载预压法处理。
2软基处理施工控制
施工区域原地面为河塘区域平均高程在-0.4m, 吹填海砂至2.0m, 再进行真空联合堆载预压软基处理。真空联合堆载预压主要工作程序为:场地平整 (吹填砂) 、砂垫层铺设、塑料排水板打设、粘土密封墙施工、检测设备仪器埋设、真空滤管铺设、两布三膜铺设、抽真空、真空稳压、土方堆载、静压、卸载。膜下真空度需稳压在80k Pa以上、粘土密封墙的密封性能、排水板打设深度、排水板通水性能进行有效的控制, 堆载时必须保护密封膜防止漏气, 以及在真空堆载阶的对沉降、孔隙水压、水平位移、真空度的监测, 这些因素是对软基处理的质量保证至关重要的关键点。
真空联合堆载预压系统包括:水平排水系统、垂直排水系统、密封系统、抽真空系统、堆载土系统、监测系统。
3软基处理施工监测
3.1真空联合堆载预压工程监测方案
真空预压监测数据以B#路BK0+00至BK0+400路段进行分析。本路段范围的地基处理形式为:软土层内打设20m长塑料排水板正方形布置间距1m, 作为软土的竖向排水通道, 600mm厚水平砂垫层作为水平排水通道, 真空荷载和路基填土荷载作为联合预压荷载加固软土地基。在BK0+120和BK0+270断面设置重点监测断面, 对整个真空联合堆载预压处理软基进行检测, 施工过程中的监测内容有:真空度、孔隙水压力、地表沉降、分层沉降、边桩位移。通过对真空联合堆载预压的每个施工阶段的各项内容的监测与分析来指导施工。当软基处理同时达到如下条件时软基处理施工结束, 即可停止真空泵完成软基处理: (1) 满载预压达到4个月即120天。 (2) 连续15天地表沉降速度不超过2mm/d。 (3) 推算固结度不小于90%。停泵后对软基进行处理效果分析, 最后进行道路结构层施工。
3.1.1真空度观测
真空度监测主要是监测真空表, 使膜下压力始终保持在80KPa。真空表主要监测真空泵的真空度和膜下的真空度。真空泵的真空度观测主要检测真空泵的泵后压力观测。
3.1.2沉降观测
地表沉降与分层沉降主要用于地基土在不同深度、不同土层的沉降量变化, 通过沉降值推算不同土层的固结度。
3.1.3孔隙水压力观测
通过实测孔隙水压力观测可以及时的判断被加固土体破坏情况, 孔隙水压力值可以估计加固土体的固结过程, 同时也可以确定加固区堆载土加载的速率。
3.1.4侧向水平位移观测
侧向水平位移观测主要用于土体侧向变形的测量, 反应真空联合堆载预压施工时对周边土体的影响, 加固土体的侧向水平位移采用打设测斜管进行观测。
3.2监测结果与分析
真空预压监测数据以B#路BK0+00至BK0+400路段进行分析, 在BK0+120和BK0+270断面设置重点监测断面。
本工程对软基处理中路基填土满载后的预压时间要求为90+30天, 本路段在真空卸载前的预压时间为121天, 符合设计要求。利用现场实测沉降资料推算最终沉降值。
3.2.1真空度观测
真空度观测主要观测了膜下真空度, 膜下真空度在开始抽真空的3至5天就可以达到80k Pa, 在整个真空联合堆载预压施工过程中保持膜下压力值不小于80KPa。在卸载时采取每隔三天停1/3的泵, 最后全部停泵。
3.2.2地表沉降
真空联合堆载预压在前期沉降量比较大, 后期沉降逐渐稳定, 道路监测断面两侧D1, D2处沉降相对中间的沉降量D3小, 真空联合堆载预压处理区域中间区域沉降较大边缘区域沉降较小。根据真空卸载前连续21天沉降速率 (11月3日至11月24日) 可知, BK0+270处为1.65mm/d, 小于设计规定的连续15天小于2mm/d的要求。
3.2.3孔隙水压力
孔隙水压监测了道路中间地下深度6m、9m和18m处的孔隙水压值。前期土体孔隙水压减低比较明显, 后期逐渐稳定。
3.2.4深层水平位移
深层水平位移监测了道路路肩处埋设的测斜杆深度分别为0m、9m和18m处的深层水平位移。B#路BK0+270断面深层水平位移成果图可以看出, 在真空联合堆载预压处理软基时间, 前期土体水平位移比较大, 尤其是在刚开始抽中空和堆载阶段土体水平位移变化较大, 后期逐渐稳定。随着土体深度的加深, 水平位移量减小, 真空联合堆载预压处理软基随着土体深度的加深影响效果逐渐减弱。
4结束语
通过对地表沉降、孔隙水压、分层沉降及深层水平位移等的监测, 真空联合堆载预压处理软基有如下特点:真空联合堆载预压在前期沉降量比较大, 后期沉降慢慢稳定, 处理软基上层土体沉降量比下层土体的沉降量大, 沉降量随着土体的加深而减小, 上层土体孔隙水压变化比下层孔隙水压变化大, 处理区域中间区域沉降较大边缘区域沉降较小, 真空联合堆载预压法处理软基随着土体的加深影响逐渐变弱。
参考文献
[1]聂跃高, 赵维炳, 施建勇, 等.高速公路软基膜下真空度的影响因素及对策[J].西部探矿工程, 2002 (6) :143-144.
[2]堆载联合真空预压排水固结法加固沿海软弱地基[J].广东土木与建筑, 2003 (6) :15-17.