随着我国公路建设的迅猛开展, 尤其是沿海、沿河地区的公路建设日益增多, 软土路基的处理尤为重要。软土地基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土或其他高压缩性土构成的地基。其承载能力很低, 一般不超过50kN/m2。在软土地基修筑构造物工程, 必须解决好四个方面的问题: (1) 地基的强度和稳定性问题。 (2) 地基的变形问题。 (3) 地基的渗漏和溶蚀问题。 (4) 地基的振动液化与振沉问题。软土路基的处理应以解决上述问题为主要目的, 以复合地基承载力及工后沉降为主要控制指标。
1项目概况
陆丰市东 (东港) 湖 (湖东) 公路工程位于陆丰市碣石湾畔, 双向四车道, 路基总宽24.5m, 全长15.33公里的一级公路。路基填土高0m~3.1m, 项目地下水位较高, 离地表约0.5m~1m处, 勘察期间钻孔开孔测得初见水位埋深1.30m~3.00m, 勘探结束后测得孔内静止水位埋深1.10m~2.30m (水位为黄海高程0.44m~2.30m) , 根据含水层岩性及地下水埋藏条件, 本工程所涉及地下水类型划分为:覆盖层孔隙水和岩层裂隙水。
经综合分析野外勘探、室内试验及标准贯入试验, 各岩土层地基土的承载力基本容许值[fa0]、主要物理力学指标 (重度γ、压缩模量Es、凝聚力C、内摩擦角Φ、垂直渗透系数KV、水平渗透系数KH) 数值如表1所示。
目前公路工程常用的软基处理方法有清淤换填、抛石挤淤、堆载预压、真空预压、袋装沙井、塑料排水板等排水固结法以及搅拌桩、粉喷桩、碎石桩、CFG桩等处理方法。本项目软基分布范围较广, 工期较紧, 经综合考虑采用的软基处理方法有C F G桩、清淤换填、抛石挤淤辅以强夯处理。
1.1 CFG桩处理
本项目 (K8+535~K9+025、K10+855~K11+285) 沼泽地及软土层较厚的路段, 其地质主要为较厚的 (2) -1淤泥质土, 地基承载力较低, 设计时采用CFG桩处理, CFG桩处理软土路基设置桩径0.4m, 间距1.5m, 正方形满堂布置, 桩尖应打入持力层不少于50cm, 桩长15m~25m, 合计桩长310km。
CFG桩它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩, 和桩间士、褥垫层一起形成复合地基。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接, 无论桩端落在一般土层还是坚硬土层, 均可保证桩间土始终参与工作。由于桩体的强度和模量比桩间土大, 在荷载作用下, 桩顶应力比桩间士表面应力大。桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。这样, 由于桩的作用使复合地基承载力提高, 变形减小, 再加上CFG桩不配筋, 桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和料, 大大降低了工程造价。
2.2清淤换填处理
局部路段 (K1+600~K1+860、K1+950~K2+130) 采用直接清淤换填处理, 由于项目地下水位较高, 换填采用碎片石材料, 加铺30cm砂垫层后再填筑路基, 本项目换填深度为0.5m~2.5m, 换填数量29km3。
挖除换填碎片石方法:对于深度不太大的软基工程, 在路堤范围内, 将需要处理的软土挖除, 动力触探合格后, 用碎片石换填, 可采用分段挖除, 分段分层回填的方法。用于换填的石料强度应不小于15MPa, 分层厚度不宜大于30cm, 石料最大粒径不应大于层厚的2/3, 依据规范, 分层回填的碎片石应碾压合格, 表面石块嵌挤紧密无松动, 用镐刨不动, 一般采用激震力320kN以上的压路机强震碾压无轮迹。
1.3抛石挤淤辅以强夯处理
对于沿线存在不少鱼塘路段, 且鱼塘面积较大, 主要集中在 (K4+323~K6+838) , 淤泥层厚约在1m~4m, 采用抛填挤淤辅以强夯处理, 对于部分有表层耕植土采取先清表层硬壳层, 再行抛填石, 本项目投入石方约565千立方, 夯击次数约50万次。
抛石挤淤法就是把一定量和粒径的块石抛在需要进行处理的淤泥或淤泥质土地基中, 将原基础处的淤泥或淤泥质土挤走, 从而达到加固地基的目的。通常将不易风化的石料 (尺寸一般不宜小于30cm) 抛填于被处理路基中, 抛填方向根据软土下卧地层横坡而定。最后在上面铺设反滤层。这种方法施工技术简单、投资较省。
强力夯实是将80kN以上的夯锤, 起吊到很高的地方 (一般6m~30m) , 让锤自由落下, 对土进行夯实。经夯实后的土体孔隙压缩, 同时, 夯点周围产生的裂隙为孔隙水的出逸提供了方便的通道, 有利于土的固结, 从而提高了土的承载能力, 而且夯后地基由建筑荷载所引起的压缩变形也将大为减小。强夯法适用于河流冲种层, 滨海沉积层黄土、粉土、泥炭、杂填土等各种地基。
每一种地基基础处理方法, 都有其使用的地质条件和范围, 以及特定的施工方法, 在不同的条件下, 会遇到不同的问题, 采用不同的处理方法。本文从陆丰市东 (东港) 湖 (湖东) 公路工程工程实际出发, 分段使用了不同的处理方法, 达到了很好的处理效果, 同时节约了投资。
摘要：在广东沿海地区公路工程建设中, 软土路基的处理是公路工程设计中较为关键的问题之一。在软土地区修建公路, 软土处理不当, 在路堤自重及交通荷载的作用下, 常使道路沉降变形, 严重影响道路的质量和使用, 由此造成的经济损失是巨大的。本文从陆丰市东 (东港) 湖 (湖东) 公路工程的工程实际, 设计过程中对软基处理的几种心得与体会。
关键词：软基,施工,承载力,沉降