軟土地基具有孔隙比大、天然含水量高、壓縮性強、承載能力低等特點(diǎn),因此軟土地基處理是公路工程施工中遇到的難點(diǎn)之一,也是勘察設計及施工單位重點(diǎn)解決的一個(gè)環(huán)節。否則,隨著(zhù)時(shí)間的推移,將會(huì )出現路面沉陷、橋頭跳車(chē)等病害,直接影響到交工后公路的使用功能。因此,在高等級公路建設過(guò)程中,對軟土地基的處理要引起高度重視。
軟土地基的路堤處理一般原則
結合近幾年國內對軟土地基的處理經(jīng)驗,在目前有限的施工期內,要通過(guò)軟土地基處理技術(shù)完全消除工后沉降是不可能實(shí)現的,也就是說(shuō)在施工后修補沉降是不可避免的。因此,軟土地基處理應結合當地工程地質(zhì)條件、經(jīng)濟技術(shù)條件和施工工期要求,制定切實(shí)可行、經(jīng)濟合理的處理措施,使處理后的工后沉降滿(mǎn)足地基處理設計的控制指標。
通過(guò)近幾年對軟土區修建的公路工程項目跟蹤監測結果,當路堤填筑高度小于臨界高度時(shí),天然地基在低路堤荷載作用下,總沉降量不大。且很快就能達到穩定狀態(tài)。因此在施工工期緊迫、時(shí)間有限的情況下。路堤填筑高度小于臨界高度的路段可不作地基處理。
當填筑路堤高度大于臨界高度時(shí),在施工工期允許的條件下,應優(yōu)先采用堆載預壓法。即盡早用堆載預壓而不作深層處理軟基的方法。這種以自然沉降逐漸達到路基穩定的作法,是一種最經(jīng)濟也簡(jiǎn)單的方法。但按照我國公路基本建設的程序和不能盡早拔款、征地和從容施工的情景,一旦工程項目付諸實(shí)施后,又往往限于工期,所以一般情況下用自然沉降法很難實(shí)現。
勘察、設計和施工
首先要弄清楚軟土地區的地質(zhì)情況,如工程地質(zhì)條件復雜。還應進(jìn)行工程地質(zhì)分區。以便按分區不同,有區別地予以處理。
對設計方案進(jìn)行充分論證,使之經(jīng)濟、合理。且結合當地實(shí)際情況,不能為了提高工后沉降控制指標而使投資過(guò)分增大。
施工時(shí)要嚴格遵守施工技術(shù)規范和操作規程辦事,以保證施工質(zhì)量。軟土地段特別要注意控制填±速率。避免產(chǎn)生路堤滑移。
沉降觀(guān)測工作要按照一定的間隔進(jìn)行,及時(shí)進(jìn)行觀(guān)測和記錄,以保證施工的質(zhì)量和安全。
處理方法
排水固結法
在公路方面處理軟土地基常用的方法是排水固結,多用各種不同長(cháng)度和間距的袋裝砂井或塑料排水板與砂墊層相結合。雖然這種方法般化,但卻是有效的、經(jīng)濟的。
輕質(zhì)路堤法
我國輕質(zhì)路堤采用的材料一般是粉煤灰,國外也有用大塊型硬質(zhì)泡沫塑料。粉煤灰路堤有三種類(lèi)型。即單一填筑粉煤灰型、土和粉煤灰分層混填型和土砂及粉煤灰等混合填筑型。
輕質(zhì)路堤的作用是減輕路堤自重,減小軟土地基的附加應力,從而達到減少工后沉降的目的。同時(shí)它作為填料還有節約投資、減少占地等效益。河北省石安高速公路大量采用了粉煤灰進(jìn)行路基填筑。既節約了土地和充分利用了電廠(chǎng)的廢料,又能在很大程度上降低路基的沉降,可謂一舉多得。
深層處理法
對于高填方路基,尤其是橋頭路基?筛鶕浲谅坊暮穸群秃康膶(shí)際情況,采用旋噴樁或粉噴樁進(jìn)行軟土路基處理,效果較好。如京秦高速公路(廊坊段)的軟士路基處理就是采用了此種方法。至今通車(chē)運營(yíng)已經(jīng)五年了。橋頭跳車(chē)現象很少。
堆載預壓法
對于施工工期允許的工程項目可采用堆載預壓法。即在路基施工完畢后。在路基頂面加載重量等于或大于路面結構層的土方,使軟土地基固結沉降,達到穩定狀態(tài)后再繼續施工。預壓荷載分為超載、等載和欠載3種類(lèi)型。其中超載預壓是減少工后沉降的有效方法,對于天然地基和砂井處理地基,采用超載或等載預壓形式效果比較理想。但據統計分析。不論采用哪種荷載形式,堆載預壓處理法都需要有足夠的預壓期。
真空預壓法
真空預壓法可使軟土路堤迅速沉降,且能提高地基承載力,效果較佳,但缺點(diǎn)是造價(jià)較高。
其他輔助方法
軟土地基處理后可輔助鋪設土工合成材料,這些材料可提高地基整體性,減少地基不均勻的沉降。土工合成材料分有紡和無(wú)紡兩種形式,一般多用編織型材料。也有采用兩種類(lèi)型組合的形式,可以達到優(yōu)點(diǎn)互補的作用。此外,還有淺層拌合和換填優(yōu)質(zhì)材料及拋石擠淤等淺層軟土處理,以及設有反壓護道等方法。
結構物的軟土地基處理
在軟土地區的橋梁,特別是采用樁基礎的橋梁,由于基礎埋置較深。多已穿過(guò)軟土層,故一般沉降量很小。而在橋頭與路堤接合處由于沉降差異較大,往往出現臺階,在車(chē)輛通道處多出現縱坡突變。導致橋頭跳車(chē)。感覺(jué)很不舒適。一般采取下列方法進(jìn)行處理。
涵洞、通道處與路堤一樣同時(shí)填筑施工,后期再開(kāi)槽做基礎。在橋臺處最好前后都填土;蛟跇蚺_后背填以滲水性好的砂礫材料。
在涵洞、通道等人工構造物處及橋頭兩側引道80~100m范圍內采用超載預壓,以加速固結,減小通車(chē)后過(guò)大的沉降。
如構造物銜接段路堤過(guò)高,下部軟土層厚,沉降量過(guò)大,沉降期過(guò)長(cháng),處理地基費用過(guò)高,且處理效果不一定好時(shí),就不如改用橋梁跨過(guò)。如京津塘高速公路軟土地區,路堤超過(guò)6m路段,就采用橋梁結構物跨越通過(guò)形式。
橋臺處路堤處理。為了加快地基固結。提高地基承載力,減小路堤與橋臺間沉降差,在橋臺后的定距離內采用砂樁、粉噴樁、旋噴樁加固地基,以及在填土前加鋪土格棚等防止路基不均沉降。如京秦高速公路(廊坊段)的橋頭處理就是采用旋噴樁先進(jìn)行路基處理,然后在地表面加鋪土工格柵。在臺后一定范圍內,路基頂面以下全部采用石灰土進(jìn)行填筑。通車(chē)多年來(lái)沉降很小,取得了很好的效果。如果施工條件許可,也可對橋頭兩側路基先行施工,在路基施工完畢后再進(jìn)行橋臺樁基的施工,這樣避免了臺后填土不易碾壓的缺陷,保證了臺后路基整體施工質(zhì)量。
目涵洞和通道可采用鋼筋混凝土箱形整體式結構,同時(shí)采用擴大基礎形式,其施工簡(jiǎn)便、沉降量小,造價(jià)比樁基礎低。
結束語(yǔ)
隨著(zhù)高等級公路建設在全國各地迅速展開(kāi),隨之而來(lái)的則是由于軟土地基處理措施不當而出現的各種病害。如何采取行之有效的處理措施控制工后沉降。保證公路運營(yíng)的安全性和舒適性,已越來(lái)越引起人們的廣泛關(guān)注。只有在設計上充分重視,針對不同的地質(zhì)基礎采取不同的處理方案,不斷應用新技術(shù)新工藝、新材料,/工施工中嚴格遵守規程,控制好填筑材料的質(zhì)量、級配及填筑速度,必要時(shí)可多種處理措施綜合使用。才能夠使工后沉降滿(mǎn)足設計控制要求。
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