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公路軟土路基處理綜述
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文章首先針對軟土地基處理技術的發展概況進行了回顧,然后在分析公路軟土地基處理方法存在問題的基礎上,闡述了在實際施工中應注考慮的因素,總結了常見公路軟土地基處理方法,并探討了其中存在的問題。
公路施工;軟土路基;技術
經濟的發展,帶來了交通的發展,高速公路的建設,作為交通發展的一個重要分布,有著投資大,作用大和影響大的“三大”特點,一旦出現質量問題,必將導致巨大的損失。高速公路建設中,對路基的處理尤為重要。軟土路基,是高速公路公路不良路基中經常遇到的一種,正確的看待有效的處理,是高速公路從業者高度重視的問題。
軟土地基處理技術的發展無疑給我們的公路工程建設事業帶來了一股新的動力,不僅使我們從中獲得了巨大的經濟效益與社會效益,而且也使得我國整體的公路地基處理技術發展來到了一個更高的水平。
近幾十年來,我國在引進了國外比較先進的軟土地基處理方法的同時,逐步發展了符合我國國內具體公路工程地質條件的軟土地基處理方法。譬如,我們對國外的強夯置換法,振沖法,深層攪拌,土工合成材料,強夯法,高壓噴射注漿法,EPS超輕質填料法等許多地基處理技術進行了引進與發展。
由于高速公路路堤高度一般都會超過軟土填土的極限高度,同時軟土在大交通量,重載車輛的作用下,路基容易產生側向膨脹擠出滑動,基底沉降現象也比較嚴重,必須對基處理。對高速公路路基處理的一般原則是:(1)盡可能早的采用堆載預壓,不作深層的處理,以自然沉降的方式逐漸達到路基穩定。這種既簡單又十分經濟的方法,但是由于我國公路基本建設的資金和工期的特點,一般較難以實現。(2)倘若施工工期緊迫,時間有限,除非個別低路堤地段的高度在臨界高度以下,此時可不作地基處理,在橋梁采用的基礎處,其余軟土都需采用不同方法處理,有時還需要進行多種方案的有機組合。
3.1 道路形狀。在公路施工中,路堤設計的高度與寬度是更要考慮的重要因素,因為他們直接影響運用何種施工處理方法,如采用填換法時,工而低的路堤易發生局部破壞,反這窄而高的路堤,下面易被換填。在設計高度大而穩定有危險的情況下,采用壓重法將受到限制,還有路堤越寬越高,則地基產生壓力球的根部越深而引起深處黏土層沉降。
3.2 道路的條件。對于等級較低的公路來講,可以先進行了路面的路基鋪設,對于高等級公路的施工,平整度是一項要考慮的標準,因此這就需要在公路施工過程中采用有效的沉降處理辦法。
3.3 施工周圍的環境影響。公路施工中要考慮的環境因素也有很多,比如周圍環境中的噪音,地下水的變化,振動地基等等都是要考慮的,而在一些特殊的環境中,還要有特殊的因素對施工產生影響,比如在地基特別軟弱的情況下,如果路堤高度較高,就會引起施工周圍地基的隆起或沉降。要避免這種類似現象的發生,就要考慮控制剪切變形的方法,如果有些情況下,這種方法不能實施,就要考慮是否可以運用高架構造來代替路堤以克服環境因素所帶來的困難。
3.4 道路所在地段。在公路施工中,一般地段上,剩余沉降即使大到一定程度,只要不均勻宙降不大,路面基本上不會喪失其平整度,但與構造物相連地段,剩余沉降將造成錯臺,形成非常危險的狀況,而旦若路基穩定性不夠,橋臺將受到大的土壓力作用引起側向位移的事故屢見不鮮,因此,構造物鄰接地段的處理措施非常重要。
4.1 強夯法。強夯法又名為動力固結法或動力壓實法。強夯法適用于處理碎石土,砂土,粉土,黏性土,雜填土和素填土等地基,它不僅能提高地基的強度,降低其壓縮性,還能改善基抗振動液化的能力和消除土的濕陷性,所以還常處于可液砂土地基和濕陷性黃土地基等。強夯法對于飽和度較高的黏性土,一般來說處理效果不顯著,尤其是淤泥質土地基,處理效果更差。因此對于淤泥質土地基應謹慎選用或采取其他方法。
4.2 塑料排水板施工。一般來說,塑料排水板施工是將0.1M寬,厚3~5MM的塑料板插入軟土層中,板中設有深溝,土中孔隙水在受壓情況下順溝排出。塑料排水板應采用原生塑料制成,以保證質量均勻性和一致性,不致在施工時拉斷和折裂,插入土中時要按設計要求的位置和深度垂直而下,不要讓其偏斜和減短。塑料排水板的施工機械,基本上可與袋裝砂井打設機械,同類只是將圓形套管改為矩形套管,套管下口為扁嘴形。塑料排水板的施工機械,基本上可與袋裝砂井打設機械,同類只是將圓形套管改為矩形套管,套管下口為扁嘴形,塑料排水板的施工方法與袋裝砂井法的施工步驟類似。
4.3 碎石樁法。利用一個產生水平向振動的管狀設備在高壓水流作用下邊振邊沖,在軟弱黏土中成孔后,再往孔內分批填入碎石等堅硬材料制成一根根樁體,由碎石樁體和樁間土組成復合地基,從而提高原有地基承載力,減少沉降量,這種加固地苦技術叫做振沖置換取碎石樁法,此種方法由擠密砂體的振沖技術演變發展而來,其主要作用是置換部分軟土,形成一個類似于鋼筋混凝土復合結構,由于此種方法不受地下水位影響,且造價低,又能減少路基沉降,所以在高等級公路建設中越來越受到普遍重視。
4.4 排水固結法。排水固結法是在地基中設置砂井等豎向排水體,然后利用建筑物本身重量分級逐漸加重。
4.5 砂墊層法。砂墊層設置于路堤填土與軟土地基之間的透水性墊層,可起排水的作用,從而保證了填土荷載作用下地基中孔隙水的順利排出,既加快了地基的固結,還可以保護路堤免受孔隙水浸泡。設置砂墊層要注意防止被細粒污染而造成排水間隙堵塞,在砂墊層的上下應設反濾層,砂墊層適于施工期限不緊,路堤高度為極限高度的2倍以內,砂源豐富,軟土地基表面無隔水層的情況,當軟土層較薄,或軟土墊層底層又有透水層時,效果更好。
4.6 表層分布厚度小于3M的軟土時,可采用淺層拌和,換填,拋石等方法進行處治。淺層拌和料可有石灰等無機結合料,換填材料宜用水穩性好的材料。換土能根本改善地基,不留后患,效果較好,適用于軟土層不厚且易于排水的情況,但因軟土地區地下水位較高,挖掘困難,換土黌度一般不宜超過2M,拋石擠淤是強迫換土的一種形式,它不必抽水挖淤,施工簡便,爆破擠淤也是一種淺層處治的換土方式。利用炸藥爆破時的能量將軟土揚棄或壓縮,然后填以強度較高的滲水土或一般黏性土,達到換土的目的。爆破擠淤法的換填深度較深,工效較高,適用于軟土層相對較厚,稠度大,路堤較高,施工期緊迫的情況。
在實際的公路施工過程中,軟土地基處理方法運用的成功與否直接關系到公路建成后運行的安全。在軟土地基上進行路基施工,對軟土地基進行處理的目的主要是改善地基土的工程性質,達到滿足施工對地基穩定和變形的要求。
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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.07.041