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摘要:软土地基的处理效果直接影响到软土地区的公路建设周期与建设投资。本文结合浙江省宁波市某公路建设,详细阐述了公路软土地基处理所应遵循的原则与需要考虑的因素,探讨公路软土地基的处理技术。
关键词:公路;软土地基;处理技术
中图分类号:X734文献标识码: A
我国公路行业规范对软土定义是指天然含水率高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高的的细粒土,而软土地基的定义是指有软土层分布,在荷载作用下易产生滑移或过大沉降变形的土质地基。软土地基处理的目的是为了提高公路路基的稳定性和承载能力。软土地基对公路建设危害重大,不仅影响行车的舒适性,降低行车速度,还影响行车安全性,甚至可能导致程度不同的交通事故。所以处理整治好软土地基,能够进一步提高公路建设质量,确保出行车辆及司乘人员安全快捷、平稳舒适的行驶在公路上,进而促进地区社会、经济的发展。公路在软土地基施工时,应根据施工环境的不同,设计不同的软土地基处理方法。通过对软土地基处理质量控制,达到延长公路的使用寿命,保证人们日常安全出行的效果。
1 我国公路软土地基处理概述
随着我国公路建设的迅速发展,其施工工艺与难度也在不断提高,这就对公路软土处理技术提出了更高的要求。通过勘察、设计、施工等单位通配合作,目前,我国公路软土地基的处理取得一定的成效。但在公路运营阶段,仍暴露出大量问题,例如桥头路基沉降导致桥头跳车、路面开裂等,这不仅影响公路的正常使用,还减损了公路的使用寿命。目前,交通部下设专门的科研院所,为了软土科研与试验工程还成立临时的科研小组。此外市面上还出现集科研、设计与施工为一体专门服务于软土地基处理的新型的岩土公司。勘测方面,新的钻探方法,为设计工作提供可靠的地质资料与各种必须土工试验数据,大大提高了设计成果的可靠度与准确度。设计方面,一改往常采用人工手算,更多的借助计算机辅助设计,不仅加快了设计速度,也节省了人力物力。软土地基学术交流,通过彼此间学习,取长补短,软土地基处理技术得到完善与提高。我国软土地基处理总体上已经趋向专业化。
2 公路软土地基处理设计基本原则
软土的承载力都是很低的,因此,在实际的公路工程施工过程中,软土需要经过相关技术处理。在工程施工前,通过相关的验算,结合实际情况计算出公路使用年限内的地基沉降,若地基沉降超过规范要求值,就需要根据工程施工地的实际情况,采取相应的软土地基处理技术,进而提高工程的施工质量。
公路软土地基处理设计遵循的基本原则是符合《公路软土地基路堤设计与施工技术细则(JTG/T D31-02 2013)》规定的公路容许工后沉降的要求与满足公路安全舒适性运行和防止路面开裂要求的差异工后沉降,同时还满足软土地基上公路建设和运营中软土地基的承载力和稳定性要求。选择软土地基处理方法需要综合地基情况、道路性质、施工条件与周围环境等因素。
3公路软土地基的处理技术
3.1浅层软土地基处理技术
浅层软土地基指的是最大深度不超过5m的土层。对浅层软土地基常用的处理方法是表层压实法、加筋土法、换土垫层法以及强夯法等。浅层软土地基处理处理方法,能充分利用本地资源、施工简单、成本低、施工质量容易控制等。表层压实法适用于亚粘土或砂土性质的土层,压实效果与土质含水率、压实机械的性能等有着紧密的联系。加筋土法通常应用于软土、沙土、粘土以及因回填土形成的路堤。其方法是通过向软土地基中植入一些土工织物,进而改善软土地基的承载力,降低软土沉降。换土垫层法适用于饱和状态下的淤泥质粘土。方法是通过挖掘机或推土机将表层土挖除,然后对其进行换土垫层。一般情况下,所换的为一些碎石、矿渣、砂土等透水性、稳定性好的材料,在分层填筑时用砂卵石进行填筑,这是因为砂卵石稳定性较高,遇水后不会快速变软,稳定性好,能够很好的避免地基的剪切破坏。积水问题会影响土层的承载力,天然砂砾透水性强能够使路基始终处在干燥状态下,保障其稳定性。换土垫层这种方法在古代就有所使用,比如中国长城的城墙基础的地基就是用灰土处理的。强夯法指的是通过重物挤压的方式将软土地基压实,加大其密实度,改善路基的承载能力。强夯法是在重锤夯实法基础上发展起来的,而其加固机理又与它不一样,这是一种地基处理的新方法。在使用时需要注意在施工前要进行必要的测量放样,选择合适的夯点位置与间距,这样做可以最大程度的提高工程质量。
3.2深层软土地基处理技术
深层软土地基指的是深度超过5m的软土地基。处理方法包括深层搅拌法、碎石桩法、塑料排水板法等。深层搅拌法指的是通过向软土层中加入水泥或水泥浆,借助深层搅拌机在地基深处,强行将软土与固结剂两者进行搅拌,进而形成透水性、稳定性、强度良好的加固型土体。这种方法具有操作简单、成本低、效率较高等优点;此外将搅拌形成的加固体同天然的地基有机结合在一起,形成复合型地基,还可以大大改善地基的承载力。塑料排水板法是一种垂直排水材料,它可以使软土地基快速发生固结,进而大大改善软土地基的承载能力。目前我国公路施工中,常用的是复合型结构的塑料排水板。碎石桩法由挤密砂石中的振冲技术发展演变而来,因为它不受下水位的限制,成本又低,因此在高等级的公路施工中应用较广。具体方法是通过将能够在水平方向震动的管状设备,在高压水流的冲击作用下,在软土曾中形成孔状结构,然后向这些孔状结构中填充碎石等较坚硬的材料,形成一根根的桩体,这样桩间土与大量的碎石樁体之间就形成了复合型的地基,进而大大改善了软土层的承载力,同时也减少了软土层的沉降量。
4软土处理事例概述
本文采用的软土处理实例是浙江省内某公路工程。该公路工程属于邻近市区的一条干线公路。全线建设标准为双向4车道一级公路,设计速度采用80km/h,路基宽度24.50m。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。该区属于沿海地区因此区内普遍存在着一层冲海积成的厚1.5~2.5 m 左右的粉质粘土(硬壳层),其下为10.0~24.5 m 的淤泥质软土,该土质特点属于高压缩性、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。该工程基本全线都为软土地基,软土路基总长 5.608km(含桥梁)。本文选取 K1+522.40(桥头)~K1+700.00(一般路段)的软土地基处理的初步设计为例,介绍软土处理技术的使用。
据路段地质纵断面情况分析得出: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,通过相关计算,软土地基需进行处理才可以满足规范规定的工后沉降和路基稳定要求。该路段软土地基初步设计基本思路为:桥头路段采用钉形双向水泥搅拌桩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双向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淤泥质粘土确定;桥头台后回填采用气泡轻质材料替代一般路基填料,以减轻台后回填土自重,更有利于控制总沉降和工后沉降,减轻桥头跳车病害。
参考文献:
[1] 张群,张林刚.浅谈公路软土地基处理现状[J].土木工程,2011(2):275-272.
[2] 冯红学.公路软土地基处理技术与质量控制[J].交通标准化,2014(8):59-61.
[3] 何宁,高凯,王国利.公路软土地基处理设计方法探讨[J].现代交通技术,2010(6):18-21.
关键词:公路;软土地基;处理技术
中图分类号:X734文献标识码: A
我国公路行业规范对软土定义是指天然含水率高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高的的细粒土,而软土地基的定义是指有软土层分布,在荷载作用下易产生滑移或过大沉降变形的土质地基。软土地基处理的目的是为了提高公路路基的稳定性和承载能力。软土地基对公路建设危害重大,不仅影响行车的舒适性,降低行车速度,还影响行车安全性,甚至可能导致程度不同的交通事故。所以处理整治好软土地基,能够进一步提高公路建设质量,确保出行车辆及司乘人员安全快捷、平稳舒适的行驶在公路上,进而促进地区社会、经济的发展。公路在软土地基施工时,应根据施工环境的不同,设计不同的软土地基处理方法。通过对软土地基处理质量控制,达到延长公路的使用寿命,保证人们日常安全出行的效果。
1 我国公路软土地基处理概述
随着我国公路建设的迅速发展,其施工工艺与难度也在不断提高,这就对公路软土处理技术提出了更高的要求。通过勘察、设计、施工等单位通配合作,目前,我国公路软土地基的处理取得一定的成效。但在公路运营阶段,仍暴露出大量问题,例如桥头路基沉降导致桥头跳车、路面开裂等,这不仅影响公路的正常使用,还减损了公路的使用寿命。目前,交通部下设专门的科研院所,为了软土科研与试验工程还成立临时的科研小组。此外市面上还出现集科研、设计与施工为一体专门服务于软土地基处理的新型的岩土公司。勘测方面,新的钻探方法,为设计工作提供可靠的地质资料与各种必须土工试验数据,大大提高了设计成果的可靠度与准确度。设计方面,一改往常采用人工手算,更多的借助计算机辅助设计,不仅加快了设计速度,也节省了人力物力。软土地基学术交流,通过彼此间学习,取长补短,软土地基处理技术得到完善与提高。我国软土地基处理总体上已经趋向专业化。
2 公路软土地基处理设计基本原则
软土的承载力都是很低的,因此,在实际的公路工程施工过程中,软土需要经过相关技术处理。在工程施工前,通过相关的验算,结合实际情况计算出公路使用年限内的地基沉降,若地基沉降超过规范要求值,就需要根据工程施工地的实际情况,采取相应的软土地基处理技术,进而提高工程的施工质量。
公路软土地基处理设计遵循的基本原则是符合《公路软土地基路堤设计与施工技术细则(JTG/T D31-02 2013)》规定的公路容许工后沉降的要求与满足公路安全舒适性运行和防止路面开裂要求的差异工后沉降,同时还满足软土地基上公路建设和运营中软土地基的承载力和稳定性要求。选择软土地基处理方法需要综合地基情况、道路性质、施工条件与周围环境等因素。
3公路软土地基的处理技术
3.1浅层软土地基处理技术
浅层软土地基指的是最大深度不超过5m的土层。对浅层软土地基常用的处理方法是表层压实法、加筋土法、换土垫层法以及强夯法等。浅层软土地基处理处理方法,能充分利用本地资源、施工简单、成本低、施工质量容易控制等。表层压实法适用于亚粘土或砂土性质的土层,压实效果与土质含水率、压实机械的性能等有着紧密的联系。加筋土法通常应用于软土、沙土、粘土以及因回填土形成的路堤。其方法是通过向软土地基中植入一些土工织物,进而改善软土地基的承载力,降低软土沉降。换土垫层法适用于饱和状态下的淤泥质粘土。方法是通过挖掘机或推土机将表层土挖除,然后对其进行换土垫层。一般情况下,所换的为一些碎石、矿渣、砂土等透水性、稳定性好的材料,在分层填筑时用砂卵石进行填筑,这是因为砂卵石稳定性较高,遇水后不会快速变软,稳定性好,能够很好的避免地基的剪切破坏。积水问题会影响土层的承载力,天然砂砾透水性强能够使路基始终处在干燥状态下,保障其稳定性。换土垫层这种方法在古代就有所使用,比如中国长城的城墙基础的地基就是用灰土处理的。强夯法指的是通过重物挤压的方式将软土地基压实,加大其密实度,改善路基的承载能力。强夯法是在重锤夯实法基础上发展起来的,而其加固机理又与它不一样,这是一种地基处理的新方法。在使用时需要注意在施工前要进行必要的测量放样,选择合适的夯点位置与间距,这样做可以最大程度的提高工程质量。
3.2深层软土地基处理技术
深层软土地基指的是深度超过5m的软土地基。处理方法包括深层搅拌法、碎石桩法、塑料排水板法等。深层搅拌法指的是通过向软土层中加入水泥或水泥浆,借助深层搅拌机在地基深处,强行将软土与固结剂两者进行搅拌,进而形成透水性、稳定性、强度良好的加固型土体。这种方法具有操作简单、成本低、效率较高等优点;此外将搅拌形成的加固体同天然的地基有机结合在一起,形成复合型地基,还可以大大改善地基的承载力。塑料排水板法是一种垂直排水材料,它可以使软土地基快速发生固结,进而大大改善软土地基的承载能力。目前我国公路施工中,常用的是复合型结构的塑料排水板。碎石桩法由挤密砂石中的振冲技术发展演变而来,因为它不受下水位的限制,成本又低,因此在高等级的公路施工中应用较广。具体方法是通过将能够在水平方向震动的管状设备,在高压水流的冲击作用下,在软土曾中形成孔状结构,然后向这些孔状结构中填充碎石等较坚硬的材料,形成一根根的桩体,这样桩间土与大量的碎石樁体之间就形成了复合型的地基,进而大大改善了软土层的承载力,同时也减少了软土层的沉降量。
4软土处理事例概述
本文采用的软土处理实例是浙江省内某公路工程。该公路工程属于邻近市区的一条干线公路。全线建设标准为双向4车道一级公路,设计速度采用80km/h,路基宽度24.50m。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。该区属于沿海地区因此区内普遍存在着一层冲海积成的厚1.5~2.5 m 左右的粉质粘土(硬壳层),其下为10.0~24.5 m 的淤泥质软土,该土质特点属于高压缩性、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。该工程基本全线都为软土地基,软土路基总长 5.608km(含桥梁)。本文选取 K1+522.40(桥头)~K1+700.00(一般路段)的软土地基处理的初步设计为例,介绍软土处理技术的使用。
据路段地质纵断面情况分析得出: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,通过相关计算,软土地基需进行处理才可以满足规范规定的工后沉降和路基稳定要求。该路段软土地基初步设计基本思路为:桥头路段采用钉形双向水泥搅拌桩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双向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淤泥质粘土确定;桥头台后回填采用气泡轻质材料替代一般路基填料,以减轻台后回填土自重,更有利于控制总沉降和工后沉降,减轻桥头跳车病害。
参考文献:
[1] 张群,张林刚.浅谈公路软土地基处理现状[J].土木工程,2011(2):275-272.
[2] 冯红学.公路软土地基处理技术与质量控制[J].交通标准化,2014(8):59-61.
[3] 何宁,高凯,王国利.公路软土地基处理设计方法探讨[J].现代交通技术,2010(6):18-21.