[12-11 16:58:43] 来源：http://www.tmgc8.com 市政工程 阅读：3256次
软土层的地基对市政道路使用性能带来不同程度的危害。本文首先分析了软土地基的常见处理方法,并结合工程实例详细阐述了静压排水固结法的具体应用。
关键词:软土;地基处理;静压排水固结法
现代化市政公路运输,不仅要求道路能全天候通行车辆,而且要求车辆能以一定的速度安全、舒适、经济地在道路上运行。这就要求路基具有良好的使用性能,提供良好的行驶条件和服务水平。但是,软土地基给公路带来不同程度的危害,如路基的滑移,开裂,路面起伏不平,桥涵通道等人工构造物处的跳车颠簸等。为了满足公路工程建设的需要,我市引进、发展了多种软土处理技术,积累了一定的经验,取得良好的效果。
1.软土地基常见处理方法
1.1静压排水固结法
此法是在路基施工前,对天然路基或已设置坚向排水体的路基上加载预压,挤出软土地基中过多的水份,使土体固结沉降基本完成或大部分完成,从而提高地基土强度,减少地基工后沉降的一种地基加固方法,其系统由排水、加压两部分组成。目前,实际工程中应用较多的排水固结法有沙井(塑料排水板)加载预压和砂井(塑料排水板)真空预压。排水固结法一般适用于饱和软粘土、吹填土、松散粉土、新近沉积土、有机质土及泥炭土地基。排水固结法主要特点是理论成熟,施工设备简单,费用低。
1.2换填土法
当软土地基的承载力和变形满足不了设计要求,而软土层的厚度又不是很大时,将路基底面下处理范围内的软弱土层部分全部挖去(通常厚度小于3 m),然后分层换填强度大的砂(碎石、素土、灰土、二灰土等)或其它强度较高、性能稳定,无侵蚀性的材料,并用人工或机械方法压(夯、振)实至要求的密实为止。如果软弱层厚度大于3 m,可将基底下一定深度范围的湿软土层挖去,在底面铺一层碎石或片石,再换填砂或砂砾,这种方法由于换填材料的极限承载接近,使得路基沉降比较均匀,目前,公路建设中广泛采用,但不适用于超厚软基。
1.3强夯法
强夯法是将重锤(80~400 kN,甚至2000 kN)从6～40 m高处自由落下,使受夯击的土层产生很大的应力和冲击波,致使土中孔隙压缩,土体局部液化,夯击点周围一定深度内产生裂隙,形成良好的排水通道,使土中水顺利溢出,土体迅速固结,从而降低了土的压缩性,提高了承载力。强夯法主要适用于加固砂土和碎石土、低饱和度粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土等地基。强夯法以其工艺简单、适应性广、效果好、造价低、工期短等优点,成为我国地基处理的一项重要技术。缺点是由于噪音大和振动大,不宜在人口密集和防震要求高的地方使用。
2.工程实例
2.1工程概况
我市某市政道路工程依汶河而建,途经大面积软土层。经地质勘察,填土以下依次为2、3、4号土层,第2号土层为湿陷粉质黏土地基,承载力仅为120 kPa;第3号土层为粉质黏土地基,承载力较低,仅为130 kPa,且土层厚度差异较大,呈坡状分布,有滑移倾向;第4号土层为粉质黏土,承载力为150kPa。在选择地基处理方法时,根据施工现场地基的地质条件、道路使用要求、工程施工对周围环境的影响及施工条件等因素,本工程决定采用静压排水固结法进行地基处理。
2.2施工要点
2.2.1场地清理和平整。拆除、迁移场内现有建筑物,设施和障碍物;清除场内块石、树木、根植物;场地推挖平整,道路沿线场地平整后的设计控制标高为1.0 m,对大面积长直段落较平坦时,根据实地现状标高进行平整,同时注意不同平整层面之间的顺接以满足下步工序的施工要求。
2.2.2 铺土工布厦砂垫层。土工布采用双排线折叠缝合连接,接缝处缝合总宽度30 cm。砂垫层为干净的中粗砂,其含泥量不大于5% ,细度模数不小于2.3,厚度为50 cm。砂垫层铺于土工布上。
2.2.3 施工盲沟及集水井
(1)排水盲沟在砂垫层施工完成后施工,纵向布置在道路中轴线上,横向每100 米布设一道。
(2)盲沟断面形状为倒梯形,顶宽80 cm,底宽40 cm,平均高75 cm。盲沟构造为用针刺无纺土工布包裹3～5 cm的级配均匀的碎石,土工布搭接长度不小于20 cm,土工布用料同上。
(3)每100 m布置一个集水井,处于土工布之上。集水井用D700的钢筋混凝土管。
(4)在相邻集水井中间位置作为分水点,对盲沟进行纵向找坡,坡度不小于1% 。
(5)在整个施工和预压过程中,井内水高于60 cm时必须抽水。
2.2.4 塑料排水板的施工
(1)塑料排水板的型号为SPR_IB型,尺寸为100 mm×4 mm,其抗拉强度、排水等指标均应符合规范要求,在施工前应有出厂合格证及复检资料。抗老化强度应为1.5 a以上。www.tmgc8.com
(2)板位误差不大于5 cm,垂直允许偏差不超过板长的1.5% ;塑料排水板深度以穿透软弱层为原则,设计平均深度为20 m。
(3)反压护道应用粘土分四层填筑,每层50 cm,并用推土机推平重叠轮迹碾压2遍。
2.2.5 路基填土
(1)路基填土采用粉细砂,两侧用粘性土包边,包边粘性土设计水平宽度不小于2.5 m,边坡最大放坡为1 1;填筑前,提供土(砂)料的重型击实试验资料。
(2)在填筑过程中由于地基的沉降在不断进行,因此,应考虑实际沉降情况,在超载前分层碾压达到路面高程;路基填土的密实度应满足设计要求。
(3)填土的松铺厚度随压实机具和方法而异,一般不大于30 cm。第一层可适当加厚,但不应超过50 cm 填土含水量控制在最佳含水量:L2%的范围内。
(4)在填筑过程中,根据现场观测结果控制填土速率。
2.2.6 超载预压、卸栽
(1)在路基填土达到路面高程经验收合格后,开始堆超载土;超载厚度为2 m,分两层进行并控制填土速率。
(2)超载预压期不少于90 d并且固结度达到85%方可卸载(固结度应通过沉降曲线确定)。
(3)卸载后应进行碾压并使碾压后的高程为路槽高程(路面高程一路面厚度);卸载后交工面的土基回弹模量应达到25 MPa以上。
2.3效果评价
本工程依据规范要求布置路基稳定性观测断面。根据实测的沉降过程线,用三点法(即指数曲线配合法)进行推算,得出各点的最终沉降,剩余沉降和固结度。本工程通过对各观测路段的沉降速率进行统计表明,多数的沉降速率均在0.5～1.0 mm/d之间。通过对布设在不同路段不同断面的侧向水平位移桩的观测,侧向水平位移为5～10 mm,证明路基在堆载过程中是稳定的。
参考文献:
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[2] 孟庆山,王吉利,汪稔.采用不同加固方案处理软土地基的对比研究[J].岩土力学,2002,23(3).
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