公路软土地基处理管理

公路软土地基处理管理（共11篇）

公路软土地基处理管理 篇1

摘要：以饱水的软弱粘土沉积为主的地区称为软土地区, 软土包括饱水的软弱黏土和淤泥。在软土地基上修建公路时, 容易产生路堤失稳或沉降过大等问题。我国沿海、沿湖、沿河地带都有广泛的软土分布。随着公路路网的不断扩张, 不可避免的会出现路基穿过软土地基的情况。要想保证路基的承载力, 提高公路质量, 进行软土地基的处理时非常有必要的。其处理的目的主要是改善地基土的工程性质, 达到满足建筑物对地基稳定和变形的要求, 包括改善地基土的变形特性和渗透性, 提高其抗剪强度和抗液化能力, 消除其他不利的影响。

关键词：公路,软土地基,换填,土工格栅,管理

引言

近年来, 国家不断加大基础设施的建设力度, 公路工程不断增多, 路网遍布国家的大江南北, 公路建设的地理、地质环境也趋于复杂化, 其中, 软土路基是较难处理的一个问题。 由于软土的天然含水量高、天然孔隙比大, 固结系数小、固结时间长, 灵敏度高, 流动性大, 透水性差, 土层层状分布复杂, 各层之间物理力学特性相差较大, 在公路施工中必须做好软土路基的处理。

1工程概况

某高速公路工程起止桩号K107+326~K144+087, 线路全长36.761km。 互通桥两座, 分离桥9座, 天桥11座。 其中K141+523天桥引道路基K0+000~K0+650为水田, 根据设计图纸的要求, 进行挖除土方, 回填天然砂砾, 铺设土工格栅。 其主要工程量如下:挖除土方21736m2、换填天然砂砾23876m2, 土工格栅11440m2。

2换填技术

施工前先对水田进行排水处理, 排水方面, 本次选用的是排水沟引流的方式, 在路基施工范围之外挖好一个集水坑, 然后将水田里的水排到坑里面, 然后再使用潜水泵 (功率为4k W) 把水抽到附近的河流里。

2.1清淤

完成水田的排水工作之后, 对换填范围进行轻型动力触探试验初步确定软土深度。 并测量原地面高程, 填写三方联测资料。

在进行清淤工作之前, 首先要进行动力触探试验, 要大概知道清淤的深度。 然后用挖掘机挖除水田里的淤泥, 而且要用车辆将其运到指定的位置放好, 留着备用。 淤泥清理工作完成之后, 要接着进行基底承载力的检测, 而且要测量出清淤之后的实际基底标高, 若是承载力不能满足规范的要求, 务必要用轻型动力触探仪重新探测淤泥的深度, 然后再次清理淤泥, 直到其承载力满足规范的要求为止。 当检验地基承载力符合要求之后, 再进行基底标高测量, 填写三方联测资料。

2.2换填天然砂砾

2.2.1施工准备

施工前应对换填的范围和深度进行核实, 当采用机械挖除换填时, 应预留30~50cm的保护层由人工清理。 编制换填地基施工方案, 经审批后向操作人员进行技术交底。 收集场地工程地质资料和水文地质资料。 施工前应合理确定填料含水量控制范围、铺料厚度和碾压遍数等参数。

2.2.2测量放样

根据设计图纸要求, 放出软土地基处治地段各特征点 (起点、终点桩号, 两侧宽度) , 并复核处理宽度和原地表标高。 画好平面图, 经监理工程师认可后, 方可进行开挖施工。

2.2.3基底清理

(1) 施工前应清除坑内浮土、 积水和泥浆, 基坑边坡必须稳定, 防止塌方。

(2) 在挖除基础下一定深度内的软弱土层时, 应避免坑底原状土层受扰动, 为此可保留300~500mm厚土层暂不挖去, 待铺填换填料前再挖至施工图标示高程。 应防止基坑边坡坍土混入填层。

2.2.4基坑检查

检查基坑开挖是否达到设计要求, 基础承载力是否达到设计要求, 基坑开挖尺寸是否满足施工要求。

2.2.5换填材料检验

本合同段软基路基处理方法为换填碎石、砂砾、素土规格必须达到设计或规范要求。

2.2.6分层铺换填料

(1) 回填材料地基底面宜铺设在同一高程上, 如深度不同时, 基土面应按施工图挖成台阶或斜坡搭接, 搭接处应夯实, 施工应按先深后浅的顺序进行。

(2) 分段填筑时每层接缝处应做成斜坡型, 接缝部位不得在基础, 墙角等重要部位。

2.2.7分层压实

(1) 为保证换填土压实的均匀及密实度, 在重型辗压机辗压前, 应整平层面。

(2) 控制辗压机械的速度, 经静压2遍后, 采用强振6~8遍。

(3) 换填材料太干燥时, 应洒水, 以保证上下材料结合良好。

(4) 夯实应先四周后中间。

2.2.8找平验收

(1) 最后一层辗压完成后, 应检查高程和平整度。 (2) 低洼处应及时补充填料。

3土工格栅施工技术

3.1施工准备

(1) 土壤取样试验:进行土壤取样, 取得详细的数据, 为基底处理、取土场选择等提供施工依据, 确定最佳施工方案。

(2) 土工格栅试验:土工格栅试验的各项性能指标符合设计要求。

(3) 压实试验:根据选定的碾压机械及计划使用的填料种类, 进行现场填筑压实试验, 以确定施工的工艺参数及施工方法。

3.2施工工艺及要求

(1) 测量放线

根据设计图纸放出填方边坡脚桩, 进行水平测量, 在两侧指示桩上标出土工格栅边缘的设计高。

(2) 基底处理

根据设计要求, 清除地表附着物及树根、腐植土, 再结合施工现场的土质情况, 按照有关规定进行基底处理。

(3) 路基填筑土方

按照试验确定的填料合理层厚, 分层厚度逐层碾压密实。 并成排水坡, 压实度必须满足设计要求, 表面平整, 无凸凹现象。

(4) 铺土工格栅

在平整好的下承层上全断面铺设土工格栅, 土工格栅长孔方向铺设时与线路走向垂直。 根据土工格栅的铺设宽度, 加上土工格栅两端回折长度 (不小于2m) , 截取每幅土工格栅长度铺设, 铺设时两人竖拉土工格栅两端, 2~3人抬起土工格栅中部, 逐幅铺设。 土工格栅要拉直平顺, 紧贴下承层, 不得出出扭曲、折皱、重叠。接缝处用U型钉锚固, 接缝搭接粘合强度符合有关要求。 两幅搭接时高端压在低端之上, 曲线地段外侧搭在内侧之上, 直线地段按左幅搭在右幅之上。

(5) 再次填筑土方

在土工格栅上用人工配合装载机铺设设计厚填土, 经人工平整后再用压路机碾压密实, 在铺设下一层土工格栅。

(6) 质量控制要点

路基填筑前, 基底碾压后用平地机刮平, 路基填筑坡率及压实度均应符合设计及规范要求, 表面平顺。 砂垫层碾压在最佳含水量时进行, 如过干则洒水后碾压。

严禁直接在土工格栅上走行机械。 土工格栅使用前避光储存, 铺设后尽快进行下层路基填筑, 避免阳光直晒。 土工格栅搭接方法按设计要求进行, 搭接处用U型钉锚固。

4路基工程施工管理

4.1质量管理

4.1.1建立质量保证体系

在本段建立专职质量检查体系, 项目经理部设质量检查部及专职质检工程师, 工班设兼职质检员。 成立以项目经理部总工程师为首的质量管理和创优工作小组。 定期组织有关人员进行质量教育、检查、评定。 经理部设试验室及专职试验人员, 通过检测试验的手段, 协助配合工地质检工程师和监理工程师进行全面的施工质量控制。

4.1.2质量管理的措施

(1) 项目部全员务必强化质量为本的意识, 认真地把 “ 百年大计、质量第一”的正确指导方针坚决贯彻到底, 重视创优工作, 将其贯穿于整个施工活动的全过程。

(2) 实行施工分管级别, 各个级别的第一责任人的务必要质量自检、自控, 进一步完善好内部的检查机制, 技术人员要配备完善, 明确好各级领导和业务部门及现场管理及作业班组的质量责任, 及时地进行考核, 奖优罚劣, 盘活整个项目组, 最大限度地调动员工创优的积极性。

(3) 尽可能协调好参建各方的关系, 密切配合好设计、 业主、监理单位, 虚心接受监理工程师提出的意见, 共同商量对策解决问题, 尽可能创造出“四位一体”联合创优的质量工作的大局面。

(4) 进一步强化工序的质量控制管理, 高标准地执行质量管理体系的要求, 详细地制定出各个工序、各个环节的操作工作标准、工艺标准以及检查标准。 详尽地记录好工序标准的实际执行状况, 达到有序地衔接各工序。

(5) 路堤填筑禁止滚填, 做到挖、运、摊、碾、试验各环节机构、设备配套。 严格按照卸土、摊平、碾压、试验四道工序分区控制, 逐项工序检查验收, 确保填筑质量。 台背待填筑时按规范要求进行施工。

(6) 软弱路基地段施工前进行细致调查, 按设计处理方案及技术规范组织实施, 施工前编制实施工艺细则, 并做相应试验, 合格后正式实施。

(7) 制定详细的汛期雨季质量保证措施, 确保施工质量不受影响。 针对本段工程特点, 选配先进的施工设备和测试试验手段, 对工程质量进行有效监控。

4.2安全管理

4.2.1建立安全保证体系

为实现安全目标, 本段成立以项目经理为第一责任者的安全生产组织领导机构, 下设安质检查部, 各工区负责人为主要人员的安全生产组织, 工班设兼职安全员, 自上而下形成安全生产监督、保证体系, 对施工生产实施全过程安全监控。

4.2.2安全管理措施

安全生产是企业管理的一项重要内容, 是施工现场时刻不能忽视的工作。 它直接关系到职工的人身安全和国家财产安全。 要以讲政治、讲大局的高度对待此项工作。

(1) 建立健全安全管理机构, 成立以项目主管副经理为组长的安全生产领导小组, 建立健全安全保证体系和安全管理机构, 全方位领导本桥施工的安全工作, 确保安全施工。

(2) 认真贯彻执行国家有关安全生产的方针、 政策, 严格执行《公路工程施工安全技术规程》的有关规定, 制定和采取安全措施, 切实做到施工安全。

(3) 加强对职工安全生产教育和安全常识教育, 做到人人明确施工中有关安全的各种规定、规范和岗位责任, 以及遇到问题时的处理办法。

(4) 牢固树立安全第一的思想, 分工序定人定岗并建立各类人员岗位责任制, 做到制度到人, 责任明确。

(5) 严格执行安全事故报告制度。

(6) 施工现场设工地医院, 出现紧急情况应做好现场急救和保护工作, 现场常备应急车辆以供急需。

(7) 加强消防教育和管理, 在生活区、 停车场、 材料库、 油料库等建筑设置避雷设施, 并特别注意防火安全, 配备足够数量的消灭器具、消防水管和消防栓等, 以备急需。

(8) 做好安全防护, 所有机械操作人员要严格按照机械操作规程进行规范操作。

(9) 项目部设备科对工地所有机械统一定期进行安全检查, 发现问题及时解决, 加强工程机械和车辆的检查维修, 对驾驶人员进行安全教育, 严禁违章开车, 无证驾驶。

5结束语

除上述所述的两种软基处理手段之外, 还有很多的其他的软基处理措施。 在公路软基处理中, 应该根据施工具体情况, 选择最优合理和有效的方法, 以此提高软基的质量, 增加路基的承载力, 提高公路工程的质量。

参考文献

[1]吴德全.公路路基施工技术方法[J].黑龙江交通科技, 2009 (03) .

[2]欧雄宾.广乐高速公路南段碾压混凝土基层的质量控制[J].中国建材科技, 2015 (S2) .

[3]李红梅.公路施工中软土路基的施工技术处理研究[J].科技创业家, 2012 (20) .

[4]雷竣杰.公路路基施工质量通病成因及处理对策分析[J].江西建材, 2016 (09) .

[5]王青松.公路路基施工工艺中的质量控制要点[J].交通世界, 2016 (12) .

[6]肖银涛.软土路基处理在高速公路施工中的运用探讨[J].黑龙江交通科技, 2015 (10) .

[7]黄瑞章.道路工程软土地基处理方案选择研究[D].福建农林大学, 2013.

[8]李亚娟.山区软土地基处理典型方法的适用性研究[D].重庆交通大学, 2014.

公路软土地基处理管理 篇2

[摘要]近年来,随着高等级公路建设的迅速发展,不可避免会遇到软土地基的处理问题,文章着重介绍了软土路基的成因、变形特点、处理方法比选、施工工艺,探讨了软土路基处理应遵循的原则和要求,以供同行参考。

[关键词]路基 软土地基 成因 变性特点 处理方法

一、软土路基成因

所谓软土,比规范中的定义广泛,包括强度达不到设计要求的湿粘土。路基强度及稳定性与路基干湿状态密切相关。路基干湿状态是由土中含水量的高低决定的,而含水量的高低取决于各种湿源的作用和延续时间。由于路面宽、路基低、排水设施不全或失效,使得雨水和生活污水向路基内渗透、地下水位升高,路基长期处于潮湿状态,加上土的水稳定性差等原因,导致路基软化。

二、软弱地基变形特点

为了更好地解决上述问题,就必须要弄清楚软弱地基的变形特点。它主要有三大特点:变形量大;压缩稳定所需的时间长;侧向变形比一般的土体大。变形量大:软弱土体主要指淤泥或淤质土,其自身的含水量较大,水份不易自流出来;压缩稳定所需的时间长:软土主要以粘粒为主,尽管孔隙比大,但单个孔隙教细,孔中的水很难流动,透水教低,饱和土受荷载作用后,水不能尽快排出,变形也只能慢慢进行,其变形过程要持续数年或数十年;侧向变形:比一般土体大,而且侧向变形与竖向变形之比在相同条件下比一般土体大。

三、软弱地基处理方法

在了解软土的三大特点之后,结合平日的实际施工情况,重点介绍几种软弱地基的处理方法,供有关技术人员参考。下面重点介绍前几种的适用范围、施工方法和作用。

1.抛石挤淤

适用范围:路基位于水塘、鱼塘、藕田、泥砂、流砂或不易抽干水或无法挖除淤泥或淤泥较深或水不能自流的地方。

处理方法:在其上面直接抛填大块径不易被水侵泡软化的石块,石块块径控制在50-80cm之间,并在大块石缝隙内填筑20―50cm的不易被水侵软化的小块石,抛填高度控制在常水位以上50cm左右,铺平后,用轮式压路机或拖式压路机振动压实,直到淤泥被挤出路基坡脚外,没有明显的再下沉现象为止;如果抛填深度较深,一定要分层抛填压实,其每层厚度控制在50―80cm,整段处理完后,在其上面铺一层10cm厚的碎石有必要时加铺一层土工格栅,再进行填筑土石方。并把此过程称为路基的原地面处理。

作用:由于抛填了大块径的石块,可将路基底的大部分淤泥挤出,在路基底部形成一个坚硬的骨架结构,并在大石块间填筑了小的石块,通过压路机振动碾压,石块与石块间嵌固的更紧,整体承受荷载的能力增强,对今后承受路堤的整体压力能起到很好的作用。

2. 敷设盲沟

适用范围:一般水田或淤泥深度在2米以下的稻田或不易自流干水的地方。

作用:通过敷设盲沟,能大大降低土体的水位,能将土体内的大量水分排入盲沟,并通过盲沟排出路基以外,并通过日晒,使土体达到比较干的状态。

盲沟的结构形式有两种:矩形盲沟和梯形盲沟。

处理方法:首先沿公路横向每10米间距用人工或机具挖成矩形沟或梯形沟,对软土层在1.5米以上的采用150w150cm的盲沟;对软土层在1.5米以下的可根据情况采用其他几种形式。其次,沿公路纵向设置纵向盲沟,其间距控制在10米左右;第三,在挖好的盲沟中填充块径在30―50cm的不易被水泡软化的石块,填满后在其上面铺设10cm的碎石,并在碎石上铺一层土工布,防止盲沟内水上溢,防止土尘下漏,堵塞盲沟,影响排水效果;第四,在上面回填一层土石混和料,摊平压实直至合格。把此过程称为路基原地面处理。 3.换填软土

适用范围:路堤填方高度小于3米且软土层不厚,一般软土层厚度在1.5米以内的软土地基段。

处理方法:将深度在1.5米以内的软土挖掉运往弃土场堆放或倾倒,然后利用挖方出来的好料或从借土场取来的好料进行分层回填压实直至合格。施工时要特别注意天气的变化,要求每个换填段必须在同一个工作日完成,对面积大或长度长的段落要求必须分段进行换填,否则未完成遇雨将全功尽弃。同样将此过程称为路基的原地面处理。

作用:通过换填好的填方材料,经过压实达到路基基底的承载力要求,能有效承受车辆荷载的作用力和路堤的自重,是最简单的施工方法。

4.碎石桩

适用范围:软土深度在15米以内且路基处于高填方地段。

作用:(1)挤密作用,对土体产生两个方向的横向挤压力。一个是成桩过程中沉管对周围土层产生较大的`横向挤压力;另一个是在填入孔内碎石振动挤压时对土体周围产生的横向挤压力,使桩周围的孔隙减小,增加密实度;(2)消散孔隙水,加快地基固结。碎石桩的材料可使桩因土体的渗透能力高出很多的优势,能形成竖向排水管,让土体内的水排出地面,排出路基外,加快路基排水固结。

施工方法:

(1)碎石桩的几大控制指标:

平面位置――应按正三角形或梅化形部置

桩的直径――多数采用50-100cm

桩的长度――其长度不能大于15米

桩的部置范围――一般不少于路基款度的1.2倍

(2)用于碎石桩径相同或接近的钻孔机按照事先部置好的位置进行钻孔,并清除孔内的泥浆或水,边倒入碎石边进行振动使碎石达到密实;

(3)在碎石顶设置一层30-50cm的碎石垫层,使附加应力合理地传递到复合地基上。

由于此种施工较为复杂,且费用较高,在软土地基处理中较少应用,而多用于涵洞的软弱地基处理上。

浅谈公路软土地基的处理方法 篇3

关键词公路;软土地基;施工;处理方法

中图分类号U416.16文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)062-0033-01

1软土地基的特点

软土对公路的危害,引起我国公路部门各级组织的重视,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。交通部颁布了《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》,使我国公路软基无论在设计方面或施工方面,出现了有章可循的局面。《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》对软土的定义为滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。根据工程实际经验,我们可以得出结论,除了上述特征指标外,还应根据液限指标和稠度等来综合判别确定。软土地基的特点是强度低、固结慢、变形大;在软土地基上修筑高等级公路最突出的问题是稳定与沉降变形。软土地基对道路还有一种影响,即其含水量较大不能达到较好的压实要求和其它技术标准。

2软土地基处理的常用技术

2.1强夯法和强夯置换法

强夯挤密法一般用来加固碎石土、砂土、低饱和度的杂填土、黏性土、湿陷性黄土、素填土等各类地基。对于饱和度较高的黏性土等地基,如有工程经验或试验证明采用强夯法有加固效果的也可采用。通常认为强夯挤密法只适用于塑性指数Ip≤10的土。对于设置有竖向排水系统的软黏土地基,是否适用强夯法处理目前尚有不同看法。对于厚度小于6m的软黏土层采用强夯置换法处理,边夯边填碎石等粗粒形成深度为3m～6m,直径2m左右的碎石桩体与周围土体形成复合地基,也已取得较好的加固效果。强夯造成的振动、噪声等公害也应引起足够的重视。

2.2排水固结法(静力排水固结法)

排水固结法又称预压法,适用于淤泥质土、淤泥、冲填土等饱和黏性土地基。饱和软黏土在荷载作用下,土的孔隙比减小,孔隙中水逐渐被挤出,当超静孔隙水压力消散,有效应力将会提高,土的强度随之增加。袋装砂井和塑料排水带的长细比大,并且影响得到人们的重视。近些年来非理想性的固结理论及其工程技术已经得到长足的发展,真空一堆联合预压法先后在上海、广州、福州和天津等地得到应用。到目前为止,学术界对真空预压法的有效加因探度看法不一。有的学者认为真正的有效深度在6m以内,有的则认为可达20m,甚至更深。真空预压的有效深度需进一步研究。

2.3深层搅拌法

通过特制机械沿深度将固化剂与地基土强制搅拌就地成桩加周地基的方法是深层搅拌法,当固化剂(水泥或石灰)为粉体时又称为粉体喷射搅拌法。深层搅拌法适用于处理淤泥、淤泥质土和含水量较高的地基及承载力特征值不大于120kPa的黏性土、粉土等软土地基。

2.4高压喷射注浆法

高压喷射注浆法是将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定深度,以高压喷射流使固化浆液与土体棍合,凝固硬化加固地基土体的方法:它适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。高压喷射注浆法在意大利、日本和联邦德国得到较快的发展,意大利Radio公司还开发了可同时在钻进中检测地层土质、机器控制和自动调节设计浆量并收集反馈信息的机械,国内也很重视并已进行过一些探索性试验。

2.5加筋地基

加筋地基方法在施工过程中将基础地基下一定范围内的软弱土层剔除,然后逐层铺设土工合成材料与砂石等组成的加筋垫层来做地基持力层。土工合成材料作为新型的岩土工程施工材料,是岩土工程应用的合成材料产品类型的统称。当埋设方式和数量满足一定的工程要求时,就可以极大地改善地基承载力。

3软土地基处理的施工与评价要点

3.1施工过程中的要点

1)软土地区的地质情况首先要弄清楚,工程地质条件复杂,还应进行工程地质分区,以便按分区不同在区别地予以处理。在勘察设计时如地质工作做的不够深,在施工时一旦发现,可作些补充勘察及勘探工作,对地质情况作进一步了解。2)设计方案要经济又要合理切合当地实际情况。3)所用材料数量要够、质量要保证;施工机械数量、规格、性能均要满足要求。4)施工时要严格遵守施工技术规范和操作规程办事,以保证良好的质量,软土地段特别要注意控制填土速率,避免和产生路堤滑移或发生其它意外事情。5)监理工作要跟上,观测仪具事先要埋置好,及时进行监理和记录。以保证施工的质量和安全。

如能树立质量第一的思想,严格将上述几项工作做好,应该说软土路基施工,可以达到安全、优质的目的。

3.2处理方案的评价要点

1)处理软土地基常用的方法在公路方面是排水固结,多用各种不同长度和问距的袋装砂井(直径7～10cm)或塑料排水板(宽l0mm,厚4.5～6.0)与砂垫层(厚30～80cm)相结合,虽然这些方法是一般的,但却是有效的经济的。为了加快固结而且可提高地基承载力,也可用直径30～50cm或更小一些的砂桩或碎石桩,但造价比上述常用方法要增加至少3～5倍。2)轻质路堤:我国轻质路堤采用的材料一般是粉煤灰,国外也有用大块型硬质泡沫塑料。粉煤路堤有三种类型,即单一的、土和粉煤灰互层的和土砂及粉煤灰等混合的。轻质路堤的作用是减轻路堤自重,减小或加速软土沉降提高土体抗剪强度,同时它作为填料还有节约投资、减少占地等效益。3)其他辅助方法:土工布(分有纺和无纺的两种,一般多用编织的,个别的也有两种类型组合的,可以达到优点互补)还有一材料是塑料加劲格栅,实际上类似“柴排压枝”的作用,这些材料可提高地基整体性,减少地基不均匀的沉降,对防止滑移尽快施工也有好处。

此处还有浅层拌合和换填优质材料及抛石排淤等处理浅层软土。有的为深层还设有反压护道。

4结束语

对于软土地基处理采用什么方法應根据不同的地质条件、施工条件、土质的物理、力学性能等综合考虑,同时还应考虑其施工的方便性、可行性及经济性。随着科学技术的不断发展,新材料、新工艺的开发,对于软土地基处理的方法会越来越多,越来越经济、方便、有效,将更有利于公路路基的处理,充分发挥出公路的优越性。

参考文献

[1]JTJ017—96.公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].

[2]邓学均.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,2004.

[3]罗观云.公路常用软基处理设计[J].山西建筑,2008,34(11):295-296.

[4]苏建林.公路工程施工技术[M].北京:人民交通出版社,2005.

[5]黄兴安等.市政工程质量通病防治手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.

浅谈公路软土地基处理 篇4

关键词：软土地基,砂垫层,置换填土,抛石挤淤,加固土桩,砂桩

《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017-96)中软土定义:滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪度低的细粒土。

软土的鉴别按下表指标综合鉴定。

对软土地基的处理有许多方法,下面就将介绍几种常用的软基处理方法:

(1)砂垫层

在软土层顶面铺设排水砂石,以增加排水面,使软土地基在填土荷载作用下加速排水固结,提高其强度,满足稳定性的要求。排水砂层对于基底应力的分布和沉降量的大小无显著的影响,但可加速沉降的发展,缩短固结过程。

砂垫层适用范围为:路堤高度小于极限高度的2.0倍以内,软土层不厚或虽厚但有良好排水条件,且砂源丰富、工期不紧的情况。

砂垫层的厚度一般为0.6～1.0m,视路堤高度和软土层厚度及压缩性而定。

砂(砾)垫层材料宜采用洁净中、粗砂,含泥量≤5%,并将其中植物、杂质除尽;也可采用天然级配砂砾料,最大粒径不应大于5cm,砾石强度不低于四级(即洛杉矶法磨耗率小于60%)。砂垫层施工中,对砂(砾)适当洒水,分层压实,压实厚度宜为15～20cm。如采用砂砾石,应无粗细料分离现象,且砂垫层应宽出路基坡角0.5～1cm,两端以片石护砌或其他方式防护,以免砂料流失。

当在砂垫层上填筑路基时,路堤填筑速度应合理安排,使加荷的速率与地基承载力增加(排水固结)的速率相适应,以保证地基在路堤填筑过程中不发生破坏。通常可以利用埋设在路堤中线的地面沉降板以及布置在路堤坡脚处的位移桩进行施工观测,随时掌握地基在路堤填筑过程中的变形情况和发展趋势,借以判断地基是否稳定,控制填土的速度。根据经验,一般情况下水平位移每天不超过1.0cm,垂直位移每天不超过1.5cm,地基便可保持稳定。

(2)置换填土

在泥沼地带及软土厚度小于2m,路堤高度较低时,一般采用置换填土法处理。首先将泥炭、软土全部或部分挖除,并采用渗水性好的材料(必要时添加适量水泥、石灰)进行分层填筑。常用填筑材料有砂、砾、卵石、片石等渗水性材料或强度较高的粘性土。

(3)抛石挤淤法

淤泥厚度小于3m,表层无硬壳,呈流动状态,排水困难,石块易于取得的条件下可采用挤淤方法。

挤淤施工用料采用不易风化石料,片石大小随泥炭稠度而定。对于易流动的泥炭或淤泥,片石宜稍小些,但不宜小于30cm,小于30cm粒径含量不得超过20%。抛投的顺序应沿路中线向前抛填,再渐次向两侧扩展,以使淤泥向两旁挤出。当软土或泥沼底面有较大横坡时(横坡陡于1:10),抛石应从高的一侧向低的一侧展开,并在低的一侧多抛一些,使低侧边部形成约有2m宽的平台顶面。

片石高出软土面后,应用较小石块填塞垫平,用重型机械反复碾压,以使填石紧密,然后在其上铺设反滤层,再行填土。

(4)加固土桩法

加固土桩法是某种专用机械将软土地基的局部范围(某一深度、某一直径)内的软土桩体用加固材料改良、加固而形成,与桩间软土形成复合地基。通常用生石灰、水泥粉煤灰等作为加固料,经过物理化学作用,在地基内形成桩柱,降低土中含水量,提高地基强度,减少沉降量。

水泥适用于含砂量较大的软土,且水泥用量与软土天然重之比宜大于7%而小于15%,当为拌和桩时,水灰比选用0.4～0.5。掺入石灰时,适用于含砂量较低的软土,掺入比亦为12%～15%。

(5)砂桩

在软土地基中,钻成一定直径的孔眼,灌以粗砂或中砂,利用上部荷载作用加速软土的排水固结,这种方法称为砂桩处理法。

一般软土均适合采用砂桩法,但次固结占很大比例的土和高塑性粘性土则不宜采用。

砂桩材料亦采用渗水率较高的中、粗砂,大于0.5mm的砂的含量宜占总重的50%以上,含泥量不应大于30%,渗透系数不应小于5×10-3cm/s。

施工机具采用振动桩打桩机、柴油打桩机,按成型的工艺分为冲击式和振动式,下端装有活瓣钢桩靴的桩管。

施工工艺按以下程序进行:

整平原地面→机具定性→桩管沉入→加料压密→拔管→机具移位。

砂桩的成桩方法,在软弱土中可选用冲击成桩法,也可选用振动成桩法,对砂桩质量要求严格或要求小直径管打大直径砂桩时可采用双管冲击成桩法或单管振动重复压拔管成桩法。

砂桩的排列形式,一般采用倒三角形或正方形,以三角形排列较紧凑、有效。桩径一般采用20～30cm,桩距为桩径的8～10倍,常用的是2～4m。砂桩顶部设砂垫层构成排水系统,垫层一般厚为40～50cm。在路堤荷载作用下加速排水固结,从而提高强度,保证路堤稳定性。

参考文献

[1]公路路基设计规范(JTGD30-2004)[M].北京:人民交通出版社,2004.

[2]公路路基施工规范(JTGF10-2006)[M].北京:人民交通出版社,2006.

公路软土路基处理方法研究 篇5

【关键词】软土路基;处理方法;施工工艺

1.软土地基的工程特征简述

路基强度及稳定性与路基干湿状态密切相关。路基干湿状态是由土中含水量的高低决定的,而含水量的高低取决于各种湿源的作用和延续时间。由于路面宽、路基低、排水设施不全或失效,使得雨水和生活污水向路基内渗透、地下水位升高,路基长期处于潮湿状态,加上土的水稳定性差等原因,导致路基软化。所谓软土,就是强度低、压缩性高的软弱土层。在软土地基上修筑路基,若不加处理,往往会发生路基失稳,孔隙比在1.0～1.9之间,饱和度一般大于95%,液限一般为35%～60%,塑性指数为13～30,软土多分布在江河湖海等处,但也在丘陵低洼和山区谷地赋存。由于其成因类型不同,厚度不一,性质各异,因此不能一律对待,首先应查明各地区特点和地质、土质条件,有针对性地采取有效对策,作出合理的处理。

2.软土地基路基施工处理的基本方法

当路堤经稳定验算或沉降计算不能满足设计要求时,必须对软土地基进行加固。加固的方法很多,常用的方法有：

2.1塑料排水板

塑料排水板是带有孔道的板状物体,插入土中形成竖向排水通道。因其施工简单、快捷,应用较为广泛。最大有效处理深度18m。

2.2砂井

砂井是利用各种打桩机具出入钢管,或用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于这种砂井在饱和软粘土中起排水通道的作用,又称排水砂井。砂井顶面应铺设垫层,以构成完整的地基排水系统。砂井适用于软土层厚度大于5m时。最大有效处理深度18m。

2.3袋装砂井

井经对固结时间的影响没有井距那样敏感。但一般砂井如果井经太小,既无法施工,也无法防止因地基变形而断开失效。因此,现在广泛采用网状织物袋装砂井,其直径仅8cm左右,比一般砂井要省料得多,造价比一般砂井低廉,且不会因施工操作上的误差或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。最大有效处理深度18m。

2.4排水砂垫层

排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层较薄的砂层。将水从砂层中排出去。最大有效处理深度,路堤极限高2倍。

2.5土工织物铺垫

在软土地基表层铺设一层或多层土工织物,可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降,又可以提高地基的承载能力,同时也不影响排水。对于淤泥之类高含水量的超软弱地基,在采用砂井及其他深层加固法之前,土工织物铺垫可作为前期处理,以提高施工的可能性。

2.6预压

在软土地基上修筑路堤,如果工期不紧,可以先填筑一部分或全部,使地基经过一段时间固结沉降,然后再填足和铺筑路面。最大有效处理深度30m。

2.7旋喷桩

利用工程钻机,将旋喷注浆管置入预定的地基加固深度,通过钻杆旋转,徐徐上升,将预先配制好的浆液,以一定的压力从喷嘴喷出,冲击土体,使土和浆液搅拌成混合体,形成具有一定强度的人工地基。最大有效处理深度20m。

2.8生石灰桩

用生石灰碎块置于桩孔中形成桩体,称为生石灰桩。最大有效处理深度20m。

2.9换土

采用人士或机械挖除路堤下全部软土,换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。最大有效处理深度3m。

2.10反压护道

反压护道是在路堤兩侧填筑一定宽度和一定高度的护道。它利用力学平衡以保持路基的稳定。

3.施工现场常用处理软土路基方法

在施工中经常碰到的情况多数不是软土地基,因为如果有软土地基一般情况在设计时应该根据地质资料,提出处理方法。多数情况是有局部地段地质情况和原来设计不同,出现局部地基承载力达不到设计要求,或者由于局部地段含水量过大(原有排水系统不畅,原有地基土质渗水性不好)造成地基软弹(翻浆,弹簧土地段)。根据出现的这些情况一般常用的方法主要有:

3.1换填

这是最常用的方法。这种方法最人有效处理深度3m。采用人工或机械挖除路堤下全部软土,换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。换填的深度要根据承载力确定。

3.2抛石填筑

就是在有软土或弹簧土以及有积水的路段填石头,填石的高度以露出要处理的路段原土层(或积水)高度为宜。在填石的过程中注意一定要用推土机把石块压实,不能出现软弹现象。然后再填筑土方。

3.3盲沟

就是在要处理的路段根据要处理的路段的长度,在横向或纵向挖盲沟,盲沟通常用渗水性大孔隙填料或片石砌筑而成。也可以填入不同级配的石块起到排水的功能。注意盲沟的出口要与排水沟连接,以便把路基中的水排出路基。

3.4排水砂垫层

排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层砂层,作用是在软土顶面增加一个排水面,在填土的过程中,荷载逐渐增加,促使软土地基排水固结渗出的水就可以从砂垫层中排走。为确保砂垫层能通畅排水,要采用渗水性良好的材料。砂垫层一般的厚度为0.6～1.0m。为了保证砂垫层的渗水作用,在砂垫层上应该填一层粘性土封住水不让水返上路基。在路基两侧要修好排水沟,通过砂垫层渗出的水通过排水沟排出路基外,保持路基的稳定。

4.软土路基施工工艺

4.1换填深度

开挖过程中可以观测到,随着深度的增加,坑壁四周路基土的密实度逐渐降低,含水量逐渐增大,上部1.0～1.2m范围内的密实度高含水量小,并且有明显的分界线。表明路基工作区深度为1.0～1.2m,当软土路基较薄,有硬底时,清除后直接换填。当软土路基较厚,应挖到坑底土与四周路基相同土层的密实度一致时的深度,一般为1.0～1.2m;当坑底七过湿时,下挖到保证上部回填压实时不出现“弹簧”的深度,一般为0.4～0.5m,总的换填深度为1.4～1.7m。

4.2水泥掺量

换填土的强度过高或过低,都会使其内部及四周结构产生附加应力和变形,造成路面病害,因此应与原路基保持基本一致。由于难以准确检测原路基土的无侧限抗压强度,水泥掺量无法按常规试验确定。路基的回弹模量不但是路面设计的基本参数,更是衡量路基质量的基本指标,并且没计值己知,因此水泥掺量通过回弹模量室内试验确定。由路基设计弯沉值=200,计算出路基间弹模量设计值=47MPa,再根据公式反算得到室内试验回弹模量标准值=135MPa。水泥掺量不宜小于3%,实际控制在3%～4%,否则难以拌和均匀。为提高下部改良土的早期强度,使上部工作区能尽早换填,上下部采用相同的水泥掺量。

4.3压实

压实功愈大、分层愈多愈容易出现弹簧。由于对工作区以下密实度的要求相对较低,故采用挖掘机铲斗击打配合双向振动平板夯(工作重量123kg)压实。待具有一定强度后再进行工作区范围内的换填,尽可能采用胶轮压路机碾压,边角用双向振动平板夯压实,压实度≥95%.

5.结束语

地基处理方法的综合应用由于地基存在的问题往往相互联系和相互影响,除土质条件外,不同的构造物对地基有各种不同的要求。单一的处理方法,由于受工期、资金等多方面限制,往往难以解决问题,如饱和软粘土为软弱土层,其作地基的主要障碍是含水量(呈饱和状态),因此沉降量大、承载力低、强度和稳定性差。

【参考文献】

［1］郭良.浅谈古离线二级公路软土地基的处治方法[J].科技情报开发与经济.2006.

公路软土地基的处理方法 篇6

汕头市某公路新建工程, 路线全长9.848公里, 主线路基宽度为40m, 设计车速为80Km/h.。本项目K0+000~K2+680、K4+760~K9+751段为软土地基, 该段地处平原及其边缘的近陵地带, 地表平坦、开阔, 大部分地面标高在1.5~2.5之间, 多为农田或菜地, 少数丘陵山地;场区内软土普遍分布, 多呈流~软塑状, 工程性质差, 具有高压缩性, 灵敏度高, 在地面堆载较重的情况下易产生蠕变及不均匀沉降, 本场区软土处于欠固结状态。通过地质勘探、取样测试, 淤泥质土层主要物理力学指标为:含水量w=35%~73%;密度ρ=1.57~1.73g/cm3;孔隙比e=1.1~1.9;液限wL=35%~60%;塑性指数Ip=15~24;压缩系数α0.1~0.2=0.75~2.20MPa-1;固结系数CV= (0.5~1.0) ×10-3cm/s;不排水抗剪强度Cu=14~20KPa等。

2 处理软土地基的设计

2.1 袋装砂井排水固结

2.1.1 砂井间距、长度及其布置

一般路基及桥台台后采用袋装砂井加堆载预压排水固结法进行处理, 堆载高度为1m, 袋装砂井按等边三角形布置, 桥头部分砂井间距为100cm, 一般路基砂井间距为120cm, 孔径为7cm, 砂井深度由地基稳定和容许工后沉降计算来确定, 穿透软土层, 砂井平均处理深度8~18m, 容许工后沉降桥台与路堤相邻处不大于0.1m, 一般路堤不大于0.3m。砂垫层厚度60cm, 保证高出地表水位20cm。考虑到沉降量较大而设置40~60cm的预拱度以保证砂垫层的使用质量。

2.1.2 设计计算:

包括沉降计算和稳定计算

(1) 沉降计算

总沉降包括瞬时沉降Sd、固结沉降Sc和次固结沉降Ss。瞬时沉降是在加荷初始, 地基土的孔隙水压力来不及消散, 土的孔隙来不及调整, 而由地基侧向变形引起的。这种沉降不大且很快完成, 一般不易精确计算;固结沉降是在上覆压力作用下, 地基中的孔隙水逐渐排出使体积发生变化引起的, 是地基土的主要沉降:次固结沉降是指孔隙水压力消散后, 在一定的有效应力的作用下, 土骨架由于蠕动变形而产生。经计算总沉降量为S=74cm, 本段软土经袋装砂井处理后, 固结度达到80%时所需要的固结时间为297d。设计要求在固结度达到80%时, 工后剩余沉降量为22cm。

(2) 稳定计算

利用条分法对打砂井前和打砂井后两种情况的路基滑动面进行稳定计算, 比较其安全系数。经计算, 打砂井前和打砂井后路基滑动破坏最小安全系数分别约为1.38和1.06, 说明打砂井后路基才稳定。

2.1.3 软土地基处理施工

施工时, 先将沿线水塘、沟坑排水, 填以砂性土或中粗砂, 与砂垫层袋装砂井构成统一排水系统。砂垫层采用含泥量小于3%的中粗砂, 铺筑时由中线向外侧方向进行。砂垫层的厚度确保高出水面20cm。

袋装砂井的施工工艺包括下列几个方面:

(1) 定位:在整平地面后, 视软土地基情况, 铺设30cm的砂垫层后, 将打桩机按设计要求及施工顺序定位。

(2) 成孔:采用导管式振动打桩机, 在桩管垂直定位后, 将可开闭底盖的桩管打入地基土内, 达到设计深度。

(3) 下砂袋:砂袋选择聚丙烯编织袋。袋中的砂料采用干燥及含泥量小于3%的中粗砂, 渗透系数不应小于5×10-3cm/s, 要达到密实程度。先将砂袋装好备用, 待成孔后用人工输入, 管口端部设滚轮。

(4) 拔出套管:砂袋下放完毕, 启动激振器, 提升套管进行拔管作业。拔出套管时为避免将砂袋带出, 也可采取向管内注水的办法。

(5) 埋好袋头:将袋头埋入设计的砂垫层中, 砂垫层分两次铺设, 既方便工作, 又避免粘土等杂物堆盖袋头, 此时注意保持袋头垂直不卧倒。

2.1.4 施工监测

施工监测工作是与路基填土同时进行的。在极限填高之前, 因失稳可能性极小, 路基填土可快速施工而不会出现失稳, 监测工作应着重原始观测数据的收集。

本段主要采用沉降、侧向位移动态跟踪观测。选取5个横断面分别布设地面沉降板和地面位移桩。路基中心沉降板速率为4~7mm/d, 平均为5mm/d, 小于设计要求的控制沉降速率10mm/d, 地面位移桩位移为2~5mm/d, 平均4mm/d, 小于设计要求的5mm/d。地面位移桩在测试过程中, 没有发生沉降和抬起现象, 这说明路基一直是在稳定的情形下进行加载的。地面沉降板和地面位移桩的测试频率, 在加载时每日测试, 停载时, 每隔3~4d观测1d, 路基完成后每10d测一次。路堤完成后放置60d, 达到最终沉降量的剩余沉降时为25~27mm, 与设计计算的22mm接近。经观测, 本项目软土路基在采用袋装砂井方案处理后, 路基沉降和稳定基本上符合设计要求, 效果良好。

2.2 搅拌桩加固处理

2.2.1 设计要求

箱涵软土地基采用水泥搅拌桩加固处理, 水泥搅拌桩桩径为Φ50cm, 按梅花形布置, 桩距为1.5m, 桩长按穿透淤泥层设计, 按湿喷法施工。水泥搅拌桩水泥采用42.5R普通硅酸盐水泥, 水泥掺入量为50~55kg/m, 水灰比为0.4~0.5, 要求水泥土7天无侧限抗压强度不小于0.8Mpa, 28天无侧限抗压强度不小于1.5Mpa, 搅拌桩的单桩承载力应不小于110Mpa, 处理后复合地基承载力不小于150Mpa。

2.2.2 加固处理施工:

水泥搅拌桩施工工艺:

(1) 放样定位:对搅拌桩现场整平后, 按施工设计图进行施工放样。将搅拌机移位至施工桩位处后定位, 孔位误差不得大于50mm。

(2) 调平钻机平台:使用4个支腿调整平台, 使钻机钻杆垂直度误差不大于1%。

(3) 开机搅拌以1、2、3档逐级加速, 将钻头顺转钻进至设计深度, 如遇硬土难以钻进时可以降档钻进, 放慢速度, 在钻进时始终保持连续送压缩空气保证喷浆门不被堵塞, 保证下一道工序送浆时顺利通畅压缩空气的压力, 一般保持在0.3~0.35MPa。

(4) 提升钻杆喷浆搅拌, 用反转法边搅拌边提升喷浆。按0.5m/min速度提升, 喷浆量为加固湿土质量的17%, 水泥掺入量为55kg/m, 水灰比0.45, 施工水泥浆配合比为:水275kg:水泥550kg。喷浆压力为0.6MPa。提升到设计停灰面时, 应慢速原地搅拌2~3min。

(5) 重复搅拌, 为保证浆体充分搅拌均匀, 须将搅拌头再下沉搅拌到原设计深度, 再提升搅拌, 采用二喷二搅施工方法, 速度控制在0.5~0.8m/min。

(6) 搅拌桩施工机具装有专门的自动计量装置, 该装置能自动记录沿深度的喷浆量和时间记录等。现场每日施工结束后及时收取并作好相应记录。

2.2.3 搅拌桩处理的效果

根据设计要求, 本项目箱涵软土地基采用水泥搅拌桩加固处理完成后, 按规定频率进行取芯、无侧限抗压强度、单桩及复合地基承载力试验。检测结果:桩体比较完整、能达到持力层;搅拌的均匀程度、桩体垂直度、桩长、含灰量及强度等均能满足设计要求。经计算得出:K0+000~K2+680路段箱涵软土地基经搅拌桩处理后的复合地基承载力标准植为:179KPa;K4+760~K9+751路段箱涵软土地基经搅拌桩处理后的复合地基承载力标准植为:187KPa, 均大于设计值。取得了良好的效果。

3 结束语

软土地基处理施工技术难度较大, 质量要求高, 软基处治的方法很多, 各种方法都有它的适应范围。具体工程的地质条件千变万化, 对地基处理的要求不尽一致, 而且施工部位采用的机具、当地的材料都会不同, 因此必须具体分析, 从地基条件、处理要求、处理范围、工程进度、材料机具等方面进行综合考虑, 以确定合适的自治方法。

摘要：在高等级公路建设中, 不可避免地会遇到软土地基问题。软土地基是具有含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、渗透性小、抗剪强度低、固结系数小, 并具有蠕变性、触变性等特殊的工程性质, 导致地基承载力往往不能满足工程设计的要求, 因此, 需要对地基进行人工加固处理。处理软土地基有多种方法, 如果处理不当, 就会直接影响路基失稳或过量沉降, 出现路基纵、横向断裂等病害。本文通过结合施工实践, 介绍公路软土地基的两种处理方法, 以供同行参考借鉴.

关键词：软土路基,处理方法,设计要求,施工工艺

参考文献

[1]陆遥.软土地基处理方法概述[M].2005, 2.

公路软土地基处理方法研究 篇7

1.1 软土的定义

从广义上说, 软土是指强度低、压缩性高的软弱土层。《岩土工程勘察规范》 (GB50021-2001) 规定:天然孔隙比大于或等于1.0, 且天然含水量大于液限的细粒土应判定为软土, 包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。淤泥和淤泥质土等软土一般是第四纪后期在滨海、湖泊、河滩、三角洲、冰琐等地质环境下沉积形成的, 其中还有部分冲填土和杂填土。这类土大部分是饱和的, 含有机质, 天然含水量大于液限, 天然孔隙比大于1.0。当天然孔隙比大于1.5时, 称为淤泥;天然孔隙比大于1.0而小于1.5时, 则称为淤泥质土。

1.2 软土基本特性

(l) 具有高含水量、低强度、高压缩性、低透水性、高灵敏度的特点。该类土压缩沉降量大, 排水固结缓慢, 地基稳定性差。

(2) 一般为絮状结构, 尤以海相粘土更为明显。这种土一旦受到扰动, 土的强度显著降低, 甚至呈流动状态。因此, 在软土层中进行地基处理时, 若不注意避免扰动土的结构, 就会加剧土体的变形, 降低地基土的强度, 影响地基处理的效果。

(3) 往往存在硬壳层。这是由地表部分风化、淋洗作用形成的, 该硬壳层具有中等或低压缩性, 以及较高的强度和较强的结构性。硬壳层破坏以后, 加荷初期沉降、侧向位移、差异沉降均较大, 因此路堤高度为2m~3m时, 可充分利用硬壳层而不处理软土。

(4) 具有明显的流变性。在荷载的作用下, 软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形, 并可能导致抗剪强度衰减, 在主固结沉降完毕之后还可能继续产生较大的次固结沉降。

2 公路软土地基的处治方法

2.1 表层排水法

对土质较好因含水量过大的软土地基, 在填土之前, 地表面开挖沟槽, 排除地表水, 同时降低地基表层部分的含水率, 以保证施工机械通行。 (1) 沟槽的布置。沟槽布置要考虑利用地形自然坡度排水;填土沉降要注意坡度的变化;防止来自四周挖方部分的地表水、渗透水浸入填土;沟槽的间隔要尽可能加密, 以增大排水能力, 即使有部分沟槽被切断也不会妨碍整体排水。 (2沟槽的构造。沟槽的尺寸一般取0.5m, 深05m~1.0m。填土之前在沟槽内用透水性良好的砂 (砂砾) 回填成为盲沟。纵向盲沟一般沿道路纵向或中央纵向开挖, 横向盲沟一般间距10m~15m布置。沟槽内埋设多孔排水管时, 必须用优质反滤层加以保护。

2.2 砂垫层法

对于地基上部软土层极薄且含水量大时, 在软土地基上敷垫0.5m~1.2m左右厚的砂垫层。这样可达到固结软土层, 使砂垫层起到上部排水层作用;同时, 砂垫层又成为填土内的地下排水层, 以降低填土内的水位;在进行填土地基处理施工时, 为施工机械提供良好的通行条件。

(1) 砂垫层的设置。如采用机械施工, 在确定砂垫层厚度时, 应考虑机械的重量, 轮胎对地面的接触压力, 偏心程度及软土地基表层强度等。

(2) 砂垫层的施工。砂垫层施工时应设放样板。摊铺作业一般采用自卸汽车与推土机联合操作。要尽量做到均匀一致。用透水性差的粉土作填料时, 其坡脚附近的砂垫层一旦被土覆盖, 就有可能妨碍侧向排水, 因此对砂垫层的端部要妥善处理。

2.3 敷垫材料法

对于地基土层不均匀, 可能发生局部不均匀沉降和侧向位移, 可利用所敷设材料的抗剪和抗拉力, 来增强施工机械的通行, 均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向位移, 以提高地基的支承能力。敷垫材料主要有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等被广泛使用。

(1) 施工时应注意地基表层强度, 施工机械重量, 以及填土荷载大小和宽度等, 应选用合适的敷垫材料。

(2) 施工机械通过区域, 使局部地段产生较大的拉应力, 应作特别的补强。

(3) 敷垫材料四周应超过填土边缘, 端部卷入填土内, 上面用填土压紧。

(4) 在特别软的地基上进行第一层填土时, 可使用手摇传送带撒铺, 有时也用皮带抛射式撒砂机撒铺。

(5) 第一次撒布厚度应尽可能薄一些并应使用透水性好的河砂为材料。含砾石时, 要注意不使其损坏敷垫物。

2.4 竖向排水法

在黏性土地基中设置垂直的排水柱以缩短排水距离, 促进地基排水固结, 增加抗剪强度。由于垂直排水柱所用材料不同分为砂井和纸板排水两种, 下仅就砂井排水法做以介绍。砂井排水法根据砂井的施工方法不同, 可分为打入式、振动式、螺旋钻进式、水射式及袋装式等, 无论何种方式一般的沉入深度为15m~20m, 超过这一深度工程费用明显增大。本法很少单独使用多与加载法或缓速填土法并用, 对土层厚大, 均质的黏土地质最为有效;对泥炭质地基效果稍差。

2.5 深层搅拌桩法

深层搅拌桩法加固软土地基是利用水泥或水泥浆作为固结剂, 通过特制深层搅拌机械, 在地基深部就把软土与固结剂强制拌和, 使其成为具有较好整体性、水稳性, 又能满足强度要求的加固土体。这些加固土体与天然地基形成复合地基, 共同承担上部荷载, 极大的提高了地基承载力。

2.6 挤密桩法

挤密桩法就是在土基中成孔后, 在孔中灌以砂、石、土、灰土或石灰等材料, 捣实而成直径较大的桩体, 利用横向挤密作用, 使地基土颗粒挤密, 孔隙减小, 从而提高地基承载力, 减小地基土的变形。若孔中灌砂, 形成砂桩, 可有效防止砂土基底的振动液化, 适用于处理松砂、杂填土和粘粒含量不大的普通黏性土;如果孔中填石灰, 利用生石灰的吸水、膨胀、发热及离子交换作用, 可以改善原地基土的性质, 促使桩体硬化, 减小因周围土的蠕变所引起的侧向位移, 适用于处理挤密软土地层。

2.7 强夯法

强夯法又称振动固结法, 是指反复地将一个8t~40t的重锤从6m~40m高处自由落下, 对湿软地基进行强力夯实。利用在地基中所产生的冲击波和动应力, 可以加速土体的固结, 提高地基土的强度。加固后的土基, 承载力会明显提高, 沉降量也会减小。此法适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基的处理。

3 结语

软土地基在公路工程中造成的危害很大, 如引起路基的滑移、开裂, 路面的起伏不平, 桥涵通道处的跳车颠簸等等。如何进行软基处理, 一直是困扰公路建设者的一大难题。而上述的一些加固处理措施, 就是为了增加地基承载力, 提高地基强度, 减小地基沉降量, 使过往车辆及司乘人员能安全、快速、舒适地行驶在公路上。但是, 在实际工程中应综合考虑经济、水文、地质、材料、机械设备能力等各方面因素, 选取最为经济合理的软土地基处理方案。

摘要：近几年来, 公路建设一直把软土地基处理当作施工中特别重要的问题来关注。在软土地基上修筑路基, 若不加处治, 往往会发生路基失稳或过量沉陷。导致公路破坏或不能正常使用。本文通过介绍软土地基的几种处治方法, 对保证路基稳定性的相关问题进行了讨论。

关键词：公路,软土,方法

参考文献

[1]万德臣.路基路面工程[M].北京:高等教育出版社, 2005.

[2]刘玉卓.公路工程软基处理[M].北京:人民交通出版社, 2002.

软土地区公路地基处理方案研究 篇8

通过对几个项目地质勘探资料分析, 可以将兴化地区归纳为四种地基模型, 工程地质条件可划分为两种。

1.1 工程地质条件一般, 共有两种地基模型模型 (1) :表层亚粘土厚2~3m, 下为粉砂及亚粘土互层;模型 (2) :表层为粉砂, 其下为亚粘土与粉砂土互层。

1.2 工程地质条件较差, 共有两种地基模型模型 (3) :表面无硬壳层, 下为淤泥质土厚3~5m, 其下亚粘土与粉砂互层, 局部夹薄层淤泥质土;模型 (4) :表面为2~3.5m厚的亚粘土硬壳层, 下为厚2~6m的淤泥质土, 其下亚粘土与粉砂互层, 局部夹薄层淤泥质土。模型 (3) 、 (4) 显示的地质条件较差, 在路基设计时应予以重视。

2 软土地基处理目的和设计标准

软土地基处理目的主要是保证路堤在施工及使用期间不会发生局部和整体剪切破坏, 满足强度及稳定性要求, 并且在使用期间内不发生较大的沉降和不均匀沉降, 保证路面结构完整和车辆行驶平稳、安全、舒适。

工后沉降标准:采取一般路段路面竣工后15年之内路基底中心处的剩余沉降量不大于30cm;对大桥、中桥、小桥桥头5~7倍桥台高度范围内的引道路基, 在路面竣工后15年内路基底面中心处剩余沉降量不大于10cm, 而控制上路面的时间设计中采用沉降速率法, 即在路堤修筑以后观测沉降变化过程, 当沉降速率小于某一数值, 沉降加速度小于零, 并根据沉降曲线推断今后可能发生的沉降量小于工后沉降标准后, 再施工路面。考虑到路面荷载对沉降影响较大, 同时建议对软土地段采用等载预压措施。

3 设计原则及方案选用分析

3.1 设计原则

软基设计是依照国内外成功经验, 分别采用等载 (超载) 预压、粉喷桩、土工织物和砂垫层、塑料排水板、换土填筑或采用轻质材料填筑等方法进行软基处理。对于软土指标差、须作稳定处理的路段, 并考虑工后沉降和施工期要求, 采用粉喷桩进行软基加固;对于软土指标差、但其稳定已基本满足要求, 其工后沉降也基本满足要求的路段采用土工织物或砂垫层进行等载 (超载) 预压处理;对于工期容许、其沉降能控制的路段, 可采用塑料排水板法处理。为使处于软基路段的构造物与本设计相适应, 对其基底处理和沉降缝亦作了相应的考虑。

3.2 方案选用分析

综合考虑路面平整度及行车舒适性, 控制纵向的差异沉降, 根据宁靖盐高速公路的施工以及近期项目的设计, 可以将处理方案具体分为:

a.预压, 包括等载预压和超载预压;b.塑料排水板+50cm砂垫层+土工布+等超载预压;c.对于填土高度不大且软土厚度较小的路段, 采用砂垫层结合土工布+等超载预压处理;d.高填土桥头路段采用粉喷桩处理, 过渡段按50m控制, 采用塑料排水板法过渡;涵洞、通道采用粉喷桩处理;e.轻质路堤的填筑, 可以采用粉煤灰或大块硬质泡沫塑料, 轻质路基的作用是减轻路堤自重, 减少或加速软土沉降, 提高土体抗剪强度, 同时节约资金, 减少土地占用。

4 处理方案作用机理

4.1 粉喷桩

粉喷桩利用专门设备, 借助压缩空气, 将粉体加固材料 (如水泥) 喷射, 并在加固的深层软土地基中强制原位搅拌压缩, 并吸收周围水份, 利用水泥和软土之间所产生的一系列物理化学反应, 使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质复合地基。经过处理后的土体可比天然地基容许承载力提高1.0~1.5倍, 并且土体压缩性明显减少, 抗侧向变形能力有所提高, 形成强度快, 施工方便。

4.2 砂垫层及土工布

(1) 土工布的隔离使路基材料不被挤入软弱土基之中, 该体系构成柔性整体筏形基础, 从而提高土基的自身整体强度, 同时土基的容许承载力也提高了。 (2) 土工布的加筋使该体系较素土强度显著提高, 反映在粘聚力C和摩擦角δ的提高。 (3) 土工布对地基和集料的约束作用增加了承载能力。 (4) 土工布的分隔作用既防止了路基土挤入砂垫层, 防止砂进入土基, 使土基的板体作用得以充分发挥。 (5) 由于其摩擦力作用、边界作用及薄膜作用等, 土工布系统改变了作用在地基上的应力, 对防止该软弱段的沉陷和水平位移起了显著作用。

4.3 塑料排水板

塑料排水板是人为地在软土层内造成渗水通道, 在路堤填土自重荷载预压下加快排水固结, 而塑料排水板虽具有短时间内加快地基排水固结, 提高软基强度和承载力的优点。

4.4 其它

4.4.1 预压:

堆载预压是最经济的处理方法, 它的加固效果实在, 消除工后沉降作用明显, 当工后沉降仍不能满足要求时还可采用等载或超载预压的办法。因此, 只要有一定的预压期, 可不用或少用其它排水固结措施, 从而节省大量的工程处治费用, 其不足之处在于其处理的软土地基沉降量不宜太大, 而且需要有足够预压期才能保证。

4.4.2 轻质路堤:

用轻质材料填筑可减轻对地基承载力的要求。目前国内已有应用粉煤灰填筑路堤的成功经验, 可使路堤自重减轻25%左右, 有良好的压实性能, 粉煤灰路堤边坡表层1~2m用粘土包覆, 以稳定边坡和利于长草, 路床顶面用粗粒上封闭厚0.3~0.5m。

5 工程实践

5.1 在宁靖盐高速公路二期工程兴化段内采用了等超载预压、塑料排水板、粉喷桩、砂垫层、土工布以及碎石挤密桩。具体的数量为:等超载预压30.432km, 土方593056m3;塑料排水板28.186km, 61439根, 4304756m;粉喷桩18.384km, 547066根, 3272650m;砂垫层651962m3;土工布1443235m2;挤密碎石桩0.717km, 53196m3。

5.2 S333兴化段 (高兴东公路) 采用了等超载预压、粉喷桩、轻质路堤换填等处理方法。

5.3 戴南互通至张郭连接线采用了超载预压、粉喷桩等方法处理桥头。

5.4 兴化市兴林公路采用了粉喷桩处理桥头过渡段, 处理长度为200m, 2382根, 21438m。

5.5 兴化市昌合公路新长铁路货站接线采用了堆载预压的方法, 处理长度800m, 土方16504m3。

5.6 小桥涵处通常采用换填土或小方桩处理, 特出表现在S233、S332以及兴化境内的其它项目施工图设计中。

实践证明, 采用以上的软基处理方法可以在一定的范围内减少路基沉降, 保证路基稳定性。

宁靖盐高速公路二期工程建成通车5年, S333兴化段 (高兴东公路) 建成通车4年, 工后沉降基本与路堤高度成比例, 路堤接近4m而工后沉降小于10cm。

戴南互通至张郭连接线桥头路堤高度大于4m, 建成4年后路基与桥台错台小于2cm。

其它项目采用软基处理之后工后沉降较小, 达到了处理目的。

在地基条件较好时, 选用粉喷桩打穿软土层的处理方法, 而软土层厚度大时, 可采用较经济的预压处理方法。

6 结论

6.1 采用以上方案在理论上保证路堤的沉降在设计许可范围内, 但由于种种客观原因, 理论与实际可能存在差异, 通过长期沉降观测, 来推算工后沉降量, 验证了理论设计计算沉降的准确性。

6.2 粉喷桩处理地基, 粉喷桩施工结束后14d即可填筑路堤, 填土速度可不受正常施工时间限制, 但应注意加强沉降观测。粉喷桩处理的桥头, 灌注桩可提前施工, 然后填土预压。预压后, 即可开挖以进行桥台施工。

6.3 预压路段, 路堤施工至路床顶后即按80%的压实度进行等代换算预压土, 到达预压标高后做成双向坡排水。

6.4 实际施工证明各种处治方法是合理可行的, 达到了设计初期预计的效果。

摘要：本文介绍了兴化地区公路软土地基处理、设计标准和原则, 并对方案选用及其处治效果进行了分析, 目的是在不增加工程造价或仅增加很小代价的基础上, 处理好软土地基, 使来往车辆及司乘人员安全、快速、舒适地行驶在公路上, 显著提高公路经济效应的结果, 供大家参考。

关键词：兴化地区,公路,软土地基,处理方案

参考文献

[1]《公路工程技术标准》 (JTG B01-2003)

[2]孔宪立.工程地质学.中国建筑工业出版社

[3] (JTJ017-96) 公路软土地基路堤设计与施工技术规范.人民交通出版社

公路软土地基处理设计方法探讨 篇9

规范规定的允许工后沉降表只给出了最大容许沉降量,试图通过最大容许工后沉降量来制定地基加固标准和评价加固质量,这种常规设计往往导致在桥台与路堤相邻处及不同路段的连接处形成错台,产生严重跳车,影响公路运行的舒适性和行车安全。调查研究表明:引起路面开裂及跳车的主要因素是路基的差异工后沉降(不均匀沉降),换言之,在路基总体变形比较大的情况下,如果工后沉降比较均匀,则不会对行车产生不良影响;相反如果沉降不均匀,即使最大工后沉降控制在某一范围内,存在的差异工后沉降亦容易造成路面的开裂或引起跳车现象。因此,在满足规范规定的允许工后沉降基础上,控制工后差异沉降是公路路堤设计中关键的控制因素。当前,各种软基处理方法(包括刚性桩复合地基,柔性桩复合地基,刚柔联合桩复合地基,设置垂直排水通道的预压法等)迅速在公路软土地基中得到广泛应用,上述各种软土地基处理方法能够很好地对公路工后沉降进行有效控制,同时大量的相关公路软土地基工后沉降的设计计算方法也日趋完善。本文对公路软土地基处理的设计方法进行讨论,以期对软土地基上公路建设有所帮助。

1 公路软土地基处理设计基本原则及思路

按沉降控制设计思路其设计遵循的基本原则是满足规范[1]规定的公路容许工后沉降,同时满足地基稳定要求。公路运行的实际情况表明在满足规范规定的允许工后沉降基础上,控制工后差异沉降也是一个公路路堤设计中关键的控制因素,而工后差异沉降以满足公路纵坡要求和防止因差异沉降引起路面开裂为依据,根据《公路工程技术标准》(JTJ001—97)规定,考虑汽车爬坡能力和发动机的工作特性最大纵坡应满足表1中规定值。

综上所述,公路软土地基处理设计遵循基本原则是:以满足《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》规定的公路容许工后沉降以及满足公路安全舒适运行和防止路面开裂要求的差异工后沉降为目标,同时满足软土地基上公路建设和运行中软土地基的承载力和稳定性要求。因此公路软土地基处理设计思路为:对于软土深度较厚、路堤较高、工期要求紧的高等级公路,为解决工后沉降和工后差异沉降,采用刚性桩复合地基法处理其桥头路段,一般路段采用排水预压法进行软土地基处理,而桥头路段和一般路段的连接过渡路段之间差异工后沉降采用变桩距或变桩长的刚性桩复合地基法处理逐渐向预压法处理的一般路段进行过渡。研究成果表明,对于路堤荷载作用下复合地基无论从最大沉降或平均沉降来看,还是从减小横向差异沉降和纵向差异沉降来看,等桩长变桩距设计方案优于等桩距变桩长设计方案[2],因此对于刚性桩复合地基法处理桥头过渡路段尽量采用等桩长变桩距的设计方案;对于软土深度较小、路堤较低、等级较低或工期要求相对宽松的公路桥头路段采用柔性桩复合地基法或预压法加固处理,一般路段采用排水预压法进行公路软基处理,桥头路段或其它结构物路段与一般路段的连接采用变桩距的方式对两者之间差异沉降进行平稳过渡。对于软土地基上公路各种衔接路段,在采用上述地基处理方法基础上,采用路堤预抛高方式进一步平稳过渡其纵向差异工后沉降以更好地解决控制差异工后沉降目标,预抛高连接路段纵坡坡度取值范围取3‰~6‰之间。

2 公路软土地基处理工后沉降计算方法

2.1 预压法

预压法加固公路软土地基,地基沉降由3部分组成,分别为瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降,即S∞=Sd+Sc+Ss,对于预压法中瞬时沉降没有推荐具体的计算方法,只是将其包含在修正系数ms中;固结沉降的计算采用单向压缩分层总和法,其中分层沉降计算采用e-p曲线法或考虑土体应力历史的elogp′曲线法来进行;预压法中地基软土次固结沉降是土骨架在持续荷载下发生蠕变所引起的,公路软土地基处理预压法加固过程由于其历时往往相对不是很长,因此一般不考虑加固过程中地基软土的次固结沉降,主要计算公路运行期软土地基固结沉降。

固结度计算是预压法加固处理公路软土地基工后沉降计算中一项重要内容,固结度计算方法为U=1-αe-βt,α,β为土体的固结度计算参数[3],在设计计算时β一般按常数考虑,加固施工后可以利用实测资料计算出β[4,5,6]。

预压法加固公路软土地基工后沉降由2部分组成,分别为残余主固结沉降和次固结沉降,其计算方法为

2.2 柔性桩复合地基法

对于路堤荷载作用下,柔性桩复合地基计算加固区的变形量Sr时,将复合地基加固区增强体和土体视为一个统一的整体,用分层总和法采用复合模量计算其压缩变形,下卧层仍采用地基土层原模量,其工后沉降量计算公式如式(1)所示。

式中:Ψ为沉降计算修正系数;P0为对应荷载效应准永久组合时基础底面的附加应力;Espi为加固区第i层桩土复合模量;Esi为地基第i层土的压缩模量;zi,zi-1分别为基础底面至第i层、第i-1层土底面的距离;分别为基础底面计算点至第i,i-1层土底面范围内平均附加应力系数;n1为加固区范围土的分层数;n2为沉降变形计算深度范围内土层总的分层数;α,β为仅考虑竖向排水时的土体的固结度计算参数。

2.3 刚性桩复合地基法

对于路堤荷载作用下刚性桩复合地基,由于桩的压缩性远小于桩间土的压缩性,在上部路堤荷载的作用下,桩间土的沉降量大于桩的沉降量,使得桩顶水平面以上一定范围内路堤填土的内部应力重新分布,大主应力方向发生偏转而大致平行于相邻桩帽之间的圆拱连线,从而将此拱形区域内的路堤填土压实,形成1个压密的壳体,桩间土上的部分路堤荷载通过此压密的壳体拱传递到桩帽上,形成土拱效应。陈云敏等通过研究刚性桩复合地基土拱效应改进HEWLETT模型解答,给出了路堤下刚性桩复合地基中桩顶土压力和桩间土压力计算方法[7,8]。亓乐等以刚性桩复合地基桩顶土压力和桩间土压力的Hewlett改进解为基础,在分析路堤荷载作用下刚性桩复合地基中桩、土单元受力和变形规律的基础上,并考虑桩、土接触面的变形协调,利用Mindlin解和Boussinesq解迭代计算得到刚性桩复合地基在路堤荷载作用下各深度的桩间土竖向附加应力为σi=σz+σz′,其中σz为桩身摩阻力在各深度位置桩间土中产生附加应力的计算值,σz′为刚性桩复合地基的路基表面桩间土压力在各深度位置桩间土中产生附加应力的计算值[9]。计算得到刚性桩复合地基在路堤荷载作用下各深度的桩间土竖向附加应力为σi后,采用分层总和法得到路堤荷载作用下刚性桩复合地基的总沉降及其工后沉降的计算方法,见式(2)和式(3)。

式中α,β为仅考虑竖向排水时的土体的固结度计算参数。

3 设计方法应用

浙江省象山县环象山港公路工程位于浙东南地区的宁波市象山境内,是宁波市所辖的象山县内象山港工业区内的主要公路干线,全线按双向4车道一级公路标准建设,设计速度采用80 km/h,路基宽度24.50 m。线路位于象山港南侧,区内上部地层由第4系全新统滨海相的地层组成,地势平缓,水网密布。该区内普遍存在着一层冲海积成因的厚约1.5~2.5 m左右的粉质粘土(硬壳层),其下为1.0~24.5 m的淤泥质软土,具有高压缩性、高含水量、灵敏度高、抗剪强度低、透水性差、变形大、固结时间长等特点,该软土层主要分布在K16+240~K22+290、K22+700~K26+700、K28+000~K31+420和K31+700~终点段,线路软土路基总长13.608km(含桥梁),占全线约81.7%。软土地基工后沉降和差异工后沉降的有效控制和加固技术的正确应用是造好这条公路的关键,也是建造这条路的重点和难点。下面以K16+522.40(桥头)~K16+700.00(一般路段)的软土地基处理的初步设计为例对本文提出的公路软土地基处理设计方法的应用进行说明,该路段地质纵断面如图1所示,纵断面范围内土层主要物理力学指标如表2所示。

该路段平均填土高度1.8 m,填土预压工期仅9个月,工期较紧,地基沉降计算和稳定验算显示对其软土地基需进行软土地基处理以满足规范规定的工后沉降和路基稳定要求。遵循前文讨论的公路软土地基设计基本原则并经过计算比较,该路段软土地基初步设计基本思路为:桥头路段采用钉形水泥搅拌桩(大头部分桩体直径1 m,下部桩体直径0.5 m)复合地基法加固处理;一般路段采用排水预压法进行处理;桥头路段与一般路段的连接采用变桩距的钉形水泥搅拌桩复合地基法对两者之间差异沉降进行过渡,水泥搅拌桩桩长和排水板深度按穿过主要软土层(2)层淤泥质粘土确定;桥头路段采用气泡轻质材料替代桥头混凝土挡墙和搭板结构以减少工程造价,并降低路堤荷载进一步减小其总沉降和工后沉降。按上述设计思路,根据沉降计算和稳定验算成果,象山县环象山港公路工程K16+522.40~K16+700.00的软土地基处理的初步设计方案见表3。最后结合工后沉降计算成果采用预抛高技术对路段差异工后沉降进一步进行过渡,其中桥头及其过渡路段设计4‰的统一预抛高坡比,该预抛高路段设计总长度34 m(从桥头位置开始),钉形水泥搅拌桩复合地基法处理的过渡路段和排水预压法处理的一般路段连接设计3‰的预抛高坡比,预抛高路段设计总长度18 m,路段软基处理初步设计纵断面图见图2。

表3和图2所示象山县环象山港公路工程K16+522.40~K16+700.00路段的软土地基处理的初步设计方案在满足公路规范规定的工后沉降和地基稳定要求的基础上,能够较好地控制公路差异工后沉降,其工后沉降得到更好地过渡,更好地满足公路行车舒适性和保证了路面结构的完整性。

4 结语

(1)公路软土地基处理设计与施工规范规定的容许工后沉降未规定差异工后沉降控制标准,满足容许工后沉降仍可能产生桥头跳车。

(2)公路软土地基处理设计应满足规范规定的允许工后沉降,还需满足允许工后差异沉降,因此其设计遵循基本原则是:以满足《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》规定的公路容许工后沉降以及满足公路安全舒适运行和防止路面开裂要求的差异工后沉降为目标,同时满足软土地基上公路建设和运行中软土地基的承载力和稳定要求。

(3)遵循公路软土地基设计的基本原则,讨论其设计思路和软土地基处理技术的沉降计算方法,提出公路软土地基处理设计方法并应用于象山县环象山港公路工程软土地基处理的初步设计中,应用情况表明采用提出的公路软土地基处理设计方法进行公路软土地基处理设计能够较好地过渡公路差异工后沉降,更好地满足公路行车舒适性。

摘要：对公路软土地基处理规范中的容许工后沉降存在的一些不完善情况进行了分析讨论,根据公路工程技术标准及公路运行实际情况提出公路软土地基处理设计遵循基本原则及其设计思路,分析讨论软土地基处理技术的沉降计算方法,提出公路软土地基处理的设计方法并应用于某一级公路桥头软土地基处理设计中。结果表明:用此方法进行公路软土地基处理设计能较好地过渡公路差异工后沉降。

关键词：软土地基,工后沉降,差异沉降,复合地基,设计方法

参考文献

[1]JGJ017—1996公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].

[2]徐光明,曾友金,顾行文.公路构造物过渡段路基纵向差异沉降离心模型试验研究[R].南京:南京水利科学研究院研究报告,2009.

[3]娄炎.真空排水预压法加固软土技术[M].北京:人民交通出版社,2001.

[4]娄炎.预压加固中固结系数的变化及分析[J].水利水运工程学报,2006,(4):46-50.

[5]娄炎,何宁.对沉降速率法计算路堤剩余沉降的认识[R].南京:南京水利科学研究院研究报告,2009.

[6]刘吉福,莫海鸿,魏金霞.对沉降速率法确定卸载时机的认识[J].岩石力学与工程学报,2006,25(增2):3518-3522.

[7]陈云敏,贾宁,陈仁朋.桩承式路堤土拱效应分析[J].中国公路学报,2004,17(4):1-6.

[8]强小俊,赵有明,胡荣华.桩网结构支承路堤土拱效应改进算法[J].中国铁道科学,2009,30(4):7-11.

公路软土地基处理管理 篇10

关键词：公路工程；施工；地基处理

1、对公路工程软土地基的相关论述

在我国公路工程施工中常见的两种软土地基分别为“内陆平原淤泥、淤泥质土、山地型软土”和“海洋沿岸的淤积”。但是无论是哪种软土地基，他们都有一些共同的特征。首先，含水量和孔隙比。在软土地基中，其含水量会相对较高，而“土壤的抗剪强度和压缩性与天然水的含量存在直接关系”，所以，土壤含水量同地基的承载力有着正比例关系。同时，软土的空隙相对要大，土质比较松软，因此，其具有较强的重塑性，稳定性较差，如果不对软土地基进行处理就开始施工，就会导致公路路面坍塌，缩短公路使用寿命。其次，渗透性。软土的渗透性同一般土壤相比较要小得多。“软土强度提高速度与软土的固结速度呈正相关”，同时，软土的固结过程较长，速度较慢，所以，软土的渗透性比较小。软土中的有机物膨胀也是降低软土渗透性的一个重要原因，因为有机物的存在会堵塞空隙，造成渗透堵塞。除此之外，软土地基还有高压缩性、强流动性和触变性等特征。以上软土地基的特征都是公路工程施工中所要进行处理的，因为公路工程是需要稳固长久、具有较强的承载力和抗压性能的，但是通过分析，软土的这些特点与路基的要求是截然相反的。

2、软土地基的危害及处理目的

2.1 处理软土地基的目的

在修建公路时，碰上软土地基段，一定要本着科学的态度对不符合承载力要求的路段进行处理，从而保证整个公路工程的质量。由于各路段的地质特性不同，路基的原始高度也存在差异，因此，对软土地基进行处理时，采用的方法和技术也要有所区分。通过使用换填、夯实、排水、挤密、胶结等办法对地基进行处理后，地基的工程特性得到一定程度的改善，最终实现理想的效果。具体目标有：1）提高了地基的抗剪强度；2）降低了地基的压缩性；3）改善了地基的渗透性。

2.2 软土地基的危害

软土的天然特性对软土路基来说，主要会产生以下两方面的危害：1）软土地基的强度较低，稳定性也比较差，一旦路堤或者路面实际荷载超过软土地基的抗剪强度承受范围，软土地基就会发生部分或者整体剪切破坏，导致路堤出现塌方或者桥台被破坏的现象；2）软土地基的流变性明显。当路面或者外部荷载过大，软体地基就会因为承受巨大的压力而发生沉降变形，道路的使用就会受到影响。特别是发生的沉降不均匀或者面积过大时，道路就会因受到破坏发生开裂，导致整体地基失衡，失去稳定性，从而出现桥头跳车、路面沉陷等危害，影响到整个路段的使用。

3、常用软土地基处理技术

3.1 强夯法。强夯法指的是不停将重锤举到高处然后让它自由落下这样不断的夯击地基，用以帮助提高地基强度、降低压缩性的一种方法。强夯法一般用于处理那些碎石土、粉土、砂土以及素填土和杂填土等的地基，它不但能降低地基的压缩性也能提高它的强度，并且也能够帮助消除湿陷性，改善它抗振动和液化能力，因此经常被用于处理湿陷性的黄土地基和可液化的砂土地基等。强夯法对饱和度比较高的黏质土处理效果不明显，对淤泥质和淤泥地基等的处理效果就更不行了。所以在运用强夯法的时候，要取得良好的效果，需要结合软土物理力学方面的性质，运用综合加固的方法，但这种方法的花费相对比较高。

3.2 表层处理法。表层排水法是在路基填筑前，在地面开挖沟，以排除地表水，同时降低地基表层的含水量，确保施工机械能够运作于施工平台。为了使开挖水沟在施工中发挥盲沟作用，常用透水性良好的砂砾回填。

3.3 水泥攪拌桩法。水泥搅拌桩法指的是运用水化反应和水泥的水解以及黏土与水泥水化物之间碳酸化作用和化学反应，从而形成的相对强度较高的桩周软土和桩体共同形成的复合地基，用来起到强化路基稳定性和提升地基承载力以及缩小路基沉降的效果。目前的水泥搅拌桩包括喷粉法和喷浆法，它们都是使用深层搅拌机把固化剂和软土强行搅拌，当固化剂使用的是水泥泥浆的时候，称之为水泥浆搅拌桩法或者湿法，当使用的固化剂是水泥粉的时候，称之为粉体搅拌桩法或者干法。通常认为湿化水泥的剂量比较好控制，搅拌也更加的均匀，成桩的质量也更加的可靠，而干法喷粉的量相对的比较难于控制，搅拌的质量也就不易控制，成桩质量相对来说更差。湿法的成桩长度比起干法也更加的长，但是干法用的是粉体作的固化剂，不会再向地基中增添水分，反倒能够充分的吸收软土中的自由水，所以，对于加固之后的地基在初期的强度是比较高的，尤其是对含水量较高的软土加固的效果更加的明显，在国外也得到了广泛的应用。

3.4 置换法。置换法也称为置换技术，使用该种方法进行软土地基处理能够在一定程度上提高地基的耐用性，对延长公路的使用寿命以及方便养护等都是有好处的。这种施工方法通常情况下是应用在地表，而且厚度要相对较小的地区，一般要在2.5米以下时所进行的，这种方法实施起来比较简单。置换法的具体实现方式如下。首先，开挖法。开挖法适用范围是“小范围的厚度较小的软土”，在挖掘过程中，一定要挖出路拱，这样能够保证软土中的水分顺利排出，能够加快软土的固结速度，提高工程施工的效率。其次，填砂法。对于填砂法来说，控制的重点在于材料的选择和换填的厚度等。对于该方法来说，其最宜使用在常年积水的洼地地区，但是，软土地区的表层不能够存在硬壳。施工过程中要“从路基中心开始，按照等腰三角形向前对称抛填，使淤泥和软土向两侧挤出。”如果软土层的横坡角度大于1：10时，则需要从高向低处抛填，最后进行压实处理。

3.5 土工合成材料法。土工合成材料是指用一些人工合成的聚化物为原材料做出的各种各样的产品。这些人工合成的材料可以用来放在岩土或者其它一些工程结构的内部、表面和各种各样的结构层中间，具有防护、过滤、隔离、防渗以及排水和加筋等作用，发挥保护、加强岩土或者其它一些结构功能的新型岩土工程材料。比方说，在土里面放筋材，用筋材做抗拉构件，从而与土之间产生相互摩擦，防止它上下的土体以及土体侧向变形，这也就等同于是给土体施加一个侧向的压力增量，由此加强土体里面的强度以及土体的整体性，增强土体自身抗剪能力。

4、结语

总之，公路施工工程一直都在我国国民经济发展过程中起到了十分重要的作用，并且拥有十分重要的地位，保证公路施工质量要求我们必须要保证软土地基质量，当软土地基出现质量问题时就要求我们对其进行处理，要求我们首先要拟建一个软土地基处理方案，以提高工作效率。本文通过软土地基的特征分析进而深化到了在公路工程施工中软土地基对公路的危害和目的，最后重点探讨了公路工程施工中软土地基的处理常用措施，可为相关工作者提供参考。

参考文献

[1]史旦达，周健，贾敏才，等.考虑蠕变性状的港区软土地基参数反演和长期沉降预测[J].岩土力学，2009，（3）.

[2]郭杰湖.浅谈公路软土地基处理技术与工程实践[J]. 民营科技. 2009（08）

[3]宋久斌，孙圆圆，李艳芳.关于浅表层软土地基的处理方法[J]. 内蒙古科技与经济，2009，（24）

浅析公路软土地基常见处理方法 篇11

1 热学法

1) 热加固法。首先要运用热空气和燃烧物的深入压缩增加温度, 继而把热传递到土的细颗粒中, 使之达到100℃的高温。从而增加土层的强度, 降低土层的可压缩性。该方法使用前提是加固工程所在地要具备提供富余加热的条件。2) 冻结法。这种方法是利用人工制冷技术, 使土层中的水结冰, 将松散含水岩土变成冻土, 增加其强度和稳定性, 经过冻结的土层可具有岩石般的强度, 它是土层的物理加固方法, 也属于临时性的加固方式。

2 深层密实法

深层密实是指采用爆破、夯击、挤压和振动等方法, 对松软地基土进行振密和挤密, 它与浅层加固方法的不同点, 不但在于其所用的施工机具不同, 更为重要的是它可使地基土在较大深度范围内得以密实。深层密实法是当代地基处理工程的重大发展之一, 主要包括强夯法、挤密法、水泥粉煤灰碎石桩等。

1) 强夯法。在加固低饱和度粉土与黏性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土、砂土和碎石土等地基时, 经常运用强夯这种方法来解决。在实施操作时, 一般是通过10~40t的重锤采用10~20m的落距 (最高可达40m) 夯击地基。当巨大的力能冲击到地基时, 地基中会产生很多相应的动应力和冲击波, 从而因为压密和振密了地基土使得地基更加稳定, 进一步改善了砂土的抗液化水平, 提高了强度。2) 挤密法。挤密法主要是将地基弄成孔, 方法包括振动、冲击或者带套管, 再将碎石、砾石、灰土、杂填土、二灰等材料重新填到孔里, 最终组成碎石桩、砂桩、石灰桩、杂土桩等。这种方法能够利用桩冲击地基时产生的挤压力让很多较小的颗粒填充到大颗粒的缝隙, 以减少各土颗粒中的空隙。空隙减少之后, 土体的压缩性就变小, 抗剪强度也增加很多, 因为桩和土体的复合地基的形成, 进一步增强了她的承载力。3) 水泥粉煤灰碎石桩。这种方法比较新, 它利用石屑、粉煤灰和一些水掺杂后和碎石桩形成一种高强度胶合状体, 使得它的地基更加坚硬。

3 排水固结法

排水固结法是处理软粘土地基的有效方法的一种。首先设置排水系统, 改善排水条件, 同时增加固结压力, 让饱和的软粘土地基在承载一定力的的情况下通过减少孔隙水强敌孔隙比, 让沉降提前完成, 主要包括堆载法、真空预压法、降水降压法。

1) 堆载法:这种方法利用了依次填筑、增加载荷而使的地基水体加固, 地基的载荷就会因此增加, 同时, 施工中的固结沉降也可以因此降低。2) 真空预压法:此方法主要将软土地基设置后, 通过地面铺设砂层和密封膜, 再将铺设排在管道中吸水, 最后抽气, 形成真空。3) 降水降压法:这种方法利用低水位的地下水, 将水位下降由地基中的软土层承受, 不仅可以预压, 也使得土的质量大大提高。它的效果与降水降压法接近, 却不会有破坏地基的副作用。

4 化学加固法

1) 灌浆法。这种方法利用了电化学和液气压原理, 把浆液冲入地层中, 通过填充或挤密进而渗透的方式把残留在一些土粒和岩石中的缝隙中的水和气体去掉。在一段时间以后, 浆液将会使这些缝隙逐渐粘合起来, 变成拥有更高强度和防水性高的整体。

2) 高压喷射注浆法。这种方法是在等到用工程钻机钻至预定深度后, 通过安装在钻杆机端的特殊喷嘴, 用发生装置如高压泥浆泵向周围土体喷射化学浆液, 钻杆慢慢的升高位置。由于高压射流对土体结构产生了破坏, 混合后的化学浆液在地基中逐渐硬化, 最终形成一种均匀圆柱体。同时, 可依照工程要求来改变上升的速度和变化喷射压力, 也可以更改喷嘴直径的大小, 最终使其固结成为要求的设计形状。

3) 水泥土搅拌法。以水泥浆或者石灰浆为固化剂, 通过搅拌机械在地基深处强制搅拌软土和固化剂, 使软土产生物理和化学反应, 固结成一个整体。这种桩柱体成为水泥粘土桩、石灰粘土桩或某胶结物粘土桩, 它的强度和水稳性很好。

5 侧向约束法

此法主要在软土层较薄, 底层有坚硬土层且施工期紧迫的情况下采用。在路两旁的坡脚处增加木桩或混凝土钢筋, 限制了软土的移动, 进而增加了稳定性。也因此节省了土方和耕地的占用。

6 土工织物加固法

此法主要是将土工聚合物、拉筋、受力杆件等强度较大的物件埋设在土层中, 在土体抗压弯等方面大大增强, 从而增加地基的稳定性和地基承载力。

7 换填法

在一种厚度不大、但承载力不能符合路基规划的软土层中, 这些路基以下的部分就可以舍去, 然后以更高强度的土层代替。主要分类为:1) 机械换土法。这种方法主要用来处理浅层非饱和软弱地基、膨胀土地基、季节性冻土地基、湿陷性黄土地基、杂填土地基和素填土。处理此类地基时可以使用机械碾压法、振动压实法、重锤夯实法等。这些方法不但可以用于回填土方量较大的工程, 而且还可以用来开挖基坑面积大的地方。2) 爆破挤淤法。此种方法主要包括先爆后填和先填后爆两种方式。具体是指通过在软土中爆破的巨大冲击力去除无用的淤泥等, 之后再把渗水性土填充到被爆破的地方。处理软土、泥沼时均可用此种方法。3) 抛石挤淤法。采用这种方法施工, 可以不用抽水, 不用挖淤, 施工十分简单。只要将片石抛投在路基底部, 以基底范围为界, 将淤泥排除。通过这种方式可以使地基拥有更好的强度。4) 平板振动法。这是一种在处理无粘性土等透水性好、粘粒少得杂填土地基中比较适宜的方法。