摘要:由于我國地域幅員遼闊所以在高速公路的建設過程中會遇到多種特殊土,所以對特殊土的研究和治理對于公路建設有著至關重要的作用。本文針對公路建設過程中幾種常見的特殊土的性質和處理方法做了簡要探討。
【關鍵詞】: 特殊土 路基 處理方法
特殊路基不同于一般路基,因其組成成分的性質不滿足工程要求,需要全部或部分進行處理才能使用。常見的特殊路基有特殊土路基、沙漠地區路基、雪災地區路基、泥石流地區路基、巖溶地區路基、采空區地區路基、水庫地區路基和滑坡地區路基等。為了保證公路路基在較長時間內的穩定性和路面的平整度,必須對特殊路基進行處理。
1、特殊土的處理方法
(1)換土墊層法;(2)振密、擠密法,包括:a.表層壓實法;b.重錘夯實法;c強夯法;d.振沖擠密法;e.土樁與灰土樁法;f.砂樁;g.爆破法;(3)排水固結法:包括:a.堆載預壓法;b.砂井法;c.真空預壓法;d.降低地下水位法;e.電滲排水法;(4)置換法:a.振沖置換法(碎石樁法);b.石灰樁法;c.強夯置換法;d.水泥粉煤灰碎石樁法(CFG 樁法);(5)加筋法,所加物質主要為:a.土工聚合物;b.加筋土;c.土層錨桿;d.土釘;e.樹根樁法;(6)膠結法:根據膠結物和施工方法主要有:a.灌漿法;b.高壓噴射注漿法;c.水泥土攪拌法;(7)冷熱處理法:a.凍結法;b.燒結法。
(2)換填墊層法。 對不符合要求的路基墊層采用合格的礫石、 砂、 石屑、 礦渣、 碎石、 粉質黏土等材料進行換填,選用的材料宜就地取材,通常以中、 粗砂料換填效果較好。 換填前應將一定深度的原路基軟土挖除,然后分層進行回填和碾壓。 這種類型的軟基處理方法除了換填土之外,還有拋石擠淤法及爆破擠淤法等。
(3)振密擠密法。 如擠密砂樁,通過打樁機在松散的人工填土或砂性土中成孔,通過成孔的過程產生擠密或振密作用,使周圍土體的密度得以提高,然后灌填砂料后形成樁體,減少了地基的沉降量,改善了地基的承載性能和整體穩定性,濕陷性或液化性也大幅境地降低。 這種加固方法通過與預壓法聯合使用,在軟弱粘性土地基的處理上獲得了較為廣泛的應用。
(4)排水固結法。 若軟土路基的土質較好而含水量超標了,可通過表層排水法進行處理,即在路基表面開挖溝槽,將地表水收集并排掉,使地基表層的含水量降低,然后采用透水性良好的砂礫進行回填,以發揮溝槽的盲溝作用,若埋設孔管,必須使用過濾材料保護。
(5)強夯法。 即采用重錘從高處自由落下,對原軟土路基進行多次夯擊,以提高路基的密實度,從而減少沉降。 這種處理方法對于非飽和、 粗顆粒含量較高的土質處理效果較好。 還有一種強夯置換法,也就是通過在夯坑內回填塊石、 碎石、 砂等材料,然后進行夯擊使軟土排開,在軟基中形成塊(碎)石墩,從而提高其整體承載力。
(6)加筋法。 對特殊路基加筋的材料有好幾種,主要包括:不銹鋼帶、 鍍鋅鋼帶等金屬材料,玻璃纖維、 尼龍、 聚丙烯等合成材料,以及鋼-塑復合加筋帶、 鋼筋混凝土帶等復合材料。 通過在軟土路基下鋪設一層或幾層加筋材料,同填料共同形成加筋墊層,它能均化地基應力,提高地基的整體承載力,從而使路基的不均勻沉降也減少。
(7)水泥攪拌樁加固法。 即通過機械設備將水泥噴入一定深度的軟土路基中,并將其攪拌均勻,使得水泥同土層中的水分發生水解反應形成膠體,同周圍的土體形成一個整體而大大提高了土體的整體強度。 水泥攪拌樁分為漿噴法和粉噴法兩種,若軟基的塑性指數大于10天然含水量超過30%時一般采取粉噴法,這樣可通過水泥的水化作用來降低地基的含水量,提高及固結效果,但漿噴法施工便利,容易控制施工質量。
2、施工注意事項
土料的挖運在取土場按要求將土料處理好后,采用自卸車運至作業面,土堆應形成梅花形,這樣可使推土機推平后松鋪厚度大致相同。卸土量由試驗段確定,每層松鋪厚度不宜大于 200mm,砂類土松鋪厚度不宜大于 300mm。 路床頂面最后一層的壓實厚度不應小于80mm。攤鋪整平攤鋪時先用推土機或裝載機初平,再用平地機精平,初平與精平要同時穿插進行,以節約時間。 在精平后檢測其松鋪厚度是否與試驗段確定的松鋪厚度吻合,在確認一致后準備開始碾壓作業。 碾壓成形路基壓實宜在土料處于最佳含水率時進行壓實。 用礫類土和砂類土填筑時,不得超過最佳含水率的±2%;用細粒土填筑時,碾壓含水率不宜大于最佳含水率 1%。 如果含水率過高,要進行翻曬;如果含水率過低,要進行灑水,灑水要均勻,不得有片狀過濕或過干現象。
3、特殊路基處理工程實例分析
3.1 工程概況。重慶市南岸區茶園新城區D區美的家用空調生產基地道路管網工程。其具體為D標準分區內道路開挖回填、特殊路基處理、路面、雨污水管網及1號地塊平場土石方回填區域。
3.2 垃圾填埋場特殊路基處理。
(1) 垃圾填埋場概況。路線經過段莊時,在樁號 K0 + 900 ~ K1+500 m處原為大坑, 坑深約8.0 m。 后被設為垃圾填埋場。該場地垃圾為近期人工堆積物,均勻性差,填土成分以生活垃圾為主,已勘探深度,內地層可劃分為 2 層:一層為雜填土,以生活垃圾為主,深度分布不均勻;二層為粉土。
(2)處理方案。由于該處填土較厚,其成分較為復雜,均勻性差,厚度和強度存在明顯差異,建議將該處填土全部挖除,采用沖擊碾壓對路基進行壓實處理,后用素土或灰土分層壓實處理。
3.3棄土場特殊路基處理。
(1)棄土場概況。路線經過上閆垌時,在樁號 k3 + 200 ~ k3 + 450 m 處原為大坑,坑深約 12.0 m。后被南水北調棄土填埋,該場地填土為近期人工堆積物,均勻性差。在樁號 k3 +276 m 處填土成分以生活垃圾為主,含少量粉土;在樁號 k3 +276 ~ k3+450 m 處填土成分以粉土為主。已勘探深度內地層可劃分為 3 層:一層為素填土:以粉土為主,均勻性差;二層為雜填土:以生活垃圾為主,含少量粉土;三層主要為粉土。(2)處理方案。①k3 + 250 ~ k3 + 276 m 特殊路基處理。由于該處填土較厚,且下部有厚約 8.0 m 的雜填土,其成分較為復雜,均勻性差,厚度和強度存在明顯差異,建議將本處填土全部挖除,采用沖擊碾壓法對路基進行壓實處理,再用素土或灰土分層壓實處理。對于交接部位應按有關規范進行設計。②K3 + 276 ~ k3 + 450 m 特殊路基處理。該處填土局部在回填過程中經過壓實處理, 其厚度和強度存在明顯差異,均勻性較差。建議先將上部土層挖除,余下部 6 m 土層,采用沖擊碾壓對路基進行壓實處理,然后采用灰土擠密樁對土層進行處理。
4、結束語
現在公路建設中對于特殊土路基礎的處理已經成為影響公路使用壽命和施工成本的關鍵因素,針對特殊路基的處理人們已經提出了較為完善的方法應對各種不良地基的影響,但是如何將這些方法能夠合理的應用仍然是行業內需要研究的問題。
參考文獻
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