高速公路软基处理（精选12篇）
高速公路软基处理 第1篇
关键词：高速公路,软土地基,加固
0 引言
随着我国经济体制的改革,交通运输经济已经进入一个全新的发展时代,同时提高了对公路的质量要求。公路的质量,路基的好坏起着至关重要的作用,在施工过程中如不重视路基的处理,会直接影响到竣工后公路的运营状况及其使用寿命。
1 软土路基成因及其软土路基特征
所谓软土,比规范中的定义广泛,包括强度达不到设计要求的湿粘土,淤泥及淤泥质土在工程上统称为软土,亦指高压缩性的软弱土层,软土的主要成分是粒及粉粒,常成絮状结构,含水量高。孔隙比大、透水性差、抗剪强度低、灵敏度高。路基强度及稳定性与路基干湿状态密切相关。路基干湿状态是由土中含水量的高低决定的,而含水量的高低取决于各种湿源的作用和延续时间。由于路面宽、路基低、排水设施不全或失效,使得雨水和生活污水向路基内渗透、地下水位升高,路基长期处于潮湿状态,加上土的水稳定性差等原因,导致路基软化。在荷载的作用下,地基承载力低,容易发生失稳事故。地基沉降变形大,不均匀沉降也大,而且沉降稳定历时较长。所以在软弱路基设计和施工处理过程中,必须通过详细的研究,掌握软土的性质和土层特征(特别是软土的强度和变形动态变化规律),采取合适的工程措施,才能防止路堤塌方、失稳及桥台破坏、路面开裂、桥头跳车等等问题。
2 高速公路软土地基处理方法
2.1 抛石挤淤
适用范围:路基位于水塘、鱼塘、藕田、泥砂、流砂或不易抽干水或无法挖除淤泥或淤泥较深或水不能自流的地方。
处理方法:在其上面直接抛填大块径不易被水侵泡软化的石块,石块块径控制在50-80cm之间,并在大块石缝隙内填筑20-50cm的不易被水侵软化的小块石,抛填高度控制在常水位以上50cm左右,铺平后,用轮式压路机或拖式压路机振动压实,直到淤泥被挤出路基坡脚外,没有明显的再下沉现象为止;如果抛填深度较深,一定要分层抛填压实,其每层厚度控制在50-80cm,整段处理完后,在其上面铺一层10cm厚的碎石有必要时加铺一层土工格栅,再进行填筑土石方,并把此过程称为路基的原地面处理。
作用:由于抛填了大块径的石块,可将路基底的大部分淤泥挤出,在路基底部形成一个坚硬的骨架结构,并在大石块间填筑了小的石块,通过压路机振动碾压,石块与石块间嵌固的更紧,整体承受荷载的能力增强,对今后承受路堤的整体压力能起到很好的作用。
2.2 敷设盲沟适用范围:
一般水田或淤泥深度在2米以下的稻田或不易自流干水的地方。作用:通过敷设盲沟,能大大降低土体的水位,能将土体内的大量水分排入盲沟,并通过盲沟排出路基以外,并通过日晒,使土体达到比较干的状态。
盲沟的结构形式有两种:矩形盲沟和梯形盲沟。
处理方法:首先沿公路横向每10米间距用人工或机具挖成矩形沟或梯形沟,对软土层在1.5米以上的采用150×150cm的盲沟;对软土层在1.5米以下的可根据情况采用其他几种形式。其次,沿公路纵向设置纵向盲沟,其间距控制在10米左右;第三,在挖好的盲沟中填充块径在30-50cm的不易被水泡软化的石块,填满后在其上面铺设10cm的碎石,并在碎石上铺一层土工布,防止盲沟内水上溢,防止土尘下漏,堵塞盲沟,影响排水效果;第四,在上面回填一层土石混和料,摊平压实直至合格。把此过程称为路基原地面处理。
2.3 换填软土适用范围:
路堤填方高度小于3米且软土层不厚,一般软土层厚度在1.5米以内的软土地基段。处理方法:将深度在1.5米以内的软土挖掉运往弃土场堆放或倾倒,然后利用挖方出来的好料或从借土场取来的好料进行分层回填压实直至合格。施工时要特别注意天气的变化,要求每个换填段必须在同一个工作日完成,对面积大或长度长的段落要求必须分段进行换填,否则未完成遇雨将全功尽弃。同样将此过程称为路基的原地面处理。作用:通过换填好的填方材料,经过压实达到路基基底的承载力要求,能有效承受车辆荷载的作用力和路堤的自重,是最简单的施工方法。
2.4 碎石桩适用范围:
软土深度在15米以内且路基处于高填方地段。作用:(1)挤密作用,对土体产生两个方向的横向挤压力。一个是成桩过程中沉管对周围土层产生较大的横向挤压力;另一个是在填入孔内碎石振动挤压时对土体周围产生的横向挤压力,使桩周围的孔隙减小,增加密实度;(2)消散孔隙水,加快地基固结。碎石桩的材料可使桩因土体的渗透能力高出很多的优势,能形成竖向排水管,让土体内的水排出地面,排出路基外,加快路基排水固结。
施工方法:
(1)碎石桩的几大控制指标:平面位置——应按正三角形或梅化形部置;桩的直径——多数采用50-100cm;桩的长度——其长度不能大于15米;桩的部置范围——一般不少于路基款度的1.2倍。
(2)用于碎石桩径相同或接近的钻孔机按照事先部置好的位置进行钻孔,并清除孔内的泥浆或水,边倒入碎石边进行振动使碎石达到密实。
(3)在碎石顶设置一层30-50cm的碎石垫层,使附加应力合理地传递到复合地基上。
由于此种施工较为复杂,且费用较高,在软土地基处理中较少应用,而多用于涵洞的软弱地基处理上。
3 高速公路软土地基加固方法
高速公路对地基变形量的要求很高,一般要求在使用期内路堤的工后沉降不超过30cm,路桥搭接处不超过10cm。大量的工程实践证明,软土地基加固工程成败的先决条件之一是地质资料的可靠性。地基加固的费用可占总投资的1/3,甚至更大,所以选取经济、有效的加固方案非常重要。要想确定科学合理的加固方案,除了设计上重视工程地质调查外,应尽可能采用精密和现代化的勘探仪器与手段,获得准确数据,综合考虑土的特性、产生压缩变形的机理、加固方案和质检的难易程度以及施工队伍的素质等条件。
软土地基加固处理技术比较复杂,地基的沉降过程长达几十年,为使软基加固处理取得长远的效果,应尽量采用理论上成熟、计算方法完善的加固处理技术。
经过多年的实践,可以得出如下经验:(1)强夯对于以泥炭为主的软土层,仍然是有明显效应的;(2)对于基础面积较小的软粘土地基,如柱基、墩基等,采用强夯,即使不能形成良好的排水通道,产生周围隆起,但也能达到强迫预沉降、强迫换土的效果。(3)软粘土采用强夯,最好配以较疏的砂井,而砂井的井径,尽可能采用较大直径,以加强压密排水效应。(4)软粘土采用强夯,孔隙压力消散迟缓,相邻夯点,先后夯击的间歇时间,常需达到3周~5周,如果平均按一个月计算,则整个施工期间,必须在3个月以上。
4 高速公路软基处理研究存在的问题及展望
目前公路软基处理的研究己经达到了相当的水平和规模。但从国内、外现有资料来看,仍存在着一些不容忽视的问题,因此,结合当前公路软基处理研究的现状,应在相应的方面加强研究。
4.1 数值计算技术没有充分表现出其优越性。因为以太沙基(Terzaghi)的经典土力学为基础的理论公式法仍被广泛应用,所以在实际工程应用的研究中应将深入开展软土地基沉降计算方法的研究和数值计算方法的实用研究作为今后的工作重点。
4.2 地基加固新技术的研究还不够,应加强复合地基的应用及其研究。对于软土层厚度较大,深层土体强度很难改善时,复合地基能将外力较合理地传递给全土层,并按桩(柱)体刚度和置换率的不同,承担不同的外力,减轻土直接受力的负担,不必对较难改善强度的深层软土进行加固处理,如采用深层搅拌桩、预制桩法均可形成复合地基,工程实践证明效果很好。
4.3 地基处理方案的决策分析研究不够,目前的方案选择基本上停留在人为凭经验选取阶段。应加强公路软基处理方案的决策分析,对软基处理方法进行优选。使目前人为定性决策方法数值化、科学化和智能化。(1)加强公路软基处理的系统化研究。近年来,大量出现的实例研究为系统性的理论研究提供了基础,应着手对这些实例研究资料进行系统化的研究,对软土的工程评价,处理方法的选择等都具有重要的理论和实践意义。(2)应用系统工程(system engineering)“量化评分”法进行软基处理方法的选择。因为不同地区的土层厚度、分布、质量有所差异的,地基处理在技术、造价、时间和施工难度上均是不同的,所以只有对具体的工程地基加固采用系统工程“量化评分”法进行分析、优选,才能收到较好的效果。如上海新港址软基处理方法选择,上港十四区对多个试验成果进行优选,均采用系统工程的量化分析理论,得到有关专家的好评。(3)提高公路软基处理研究的智能化水平,研究表明,在工程领域,寻求最优解往往很困难,获取满意解不失为一种合理的选择,人工智能方法是目前获取满意解最好方式之一。
4.4 地基处理方法的选择应与环保问题结合起来。
4.5 地基处理效果的检测技术有待进一步发展。
4.6 经济快速的处理方法是有生命力的处理方法。随着工程建设的高速发展,要求对地基的处理速度要加快,周期要缩短;再由于建筑市场的开发,往往经济实惠的方法较易被市场所接受。因此经济快速的加固方法仍然是今后发展方向。
参考文献
[1]李建龙.浅谈高速公路软基鉴别、处治及检测方法[J].黑龙江交通科技,2011,(08).
[2]毛松彬.高等级公路工程施工中软基处理的探讨[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2011,(06).
[3]尹新春.高速公路软基处理检测方法[J].中国新技术新产品,2011,(14).
[4]李家俊.公路填方路基软基处理技术[J].淮北职业技术学院学报,2007,(05).
[5]黄引煌.公路软基处理几种常用方法的分析与探讨[J].科技创新导报,2008(08).
[6]黄旭洪.公路软土地基处理砂垫层排水理论初步探讨[J].山西建筑,2011,(03).
[7]刘增贤.公路软基次固结及其工程意义探讨[J].公路,2006,(02).
[8]高音,贾丽.高速公路软基处理的方法[J].民营科技,2008,(09).
高速公路软基处理方案综合评价方法 第2篇
为提高高速公路软基处理方案确定方法的科学性,借助系统综合评价技术和概率统计理论,建立了一个新的软基处理方案综合评价方法.该法在方案评选中引入相关系数概念,通过比较各方案与理想方案的相关系数大小,确定各方案的优劣程度.作为该方法的.论证,对佛山“一环”软基处理方案进行计算分析,结果显示本文提出的分析方法具有较好的可靠性和实用性.
作 者：杨传建 李红 韩尚宇 YANG Chuan-jian LI Hong HAN Shang-yu 作者单位：杨传建,YANG Chuan-jian(山东省交通规划设计院,山东,济南,250031)
李红,LI Hong(南昌大学科学,技术学院,江西,南昌,330029)
韩尚宇,HAN Shang-yu(河海大学,岩土工程科学研究所,江苏,南京,210098)
高速公路软基处理 第3篇
【关键词】高速公路；路基处理；软基施工；路基填筑
1．工程概况
某高速公路边坡的岩性、产状、构造裂隙分布、破碎状况以及边坡的稳定性较为复杂，本地区自然区划属于自然区划属Ⅳ6，路线所经地区位于云城区东北部，地处西江中游南岸，地形介于山地和丘陵之间。同时该公路存在鱼塘和水田路堤、填石路基等特殊路基情况，经勘察取样分析，本路段所经的洼地、鱼塘、水田、沟河，部分基底蕴有浅层软土地基，埋藏较浅，一般厚1m以下，土质主要为淤泥质亚粘土。为此对本高速公路的不良地质路段采取路基处理是首要的关键技术。
2．不良地质处理技术
对于本高速公路所经的洼地、鱼塘、水田、沟河，部分基底蕴有浅层软土地基，埋藏较浅，一般厚1m以下，土质主要为淤泥质亚粘土，经现场勘察取样、根据软土的厚度、埋深、物理力学性质，分析计算，软土地基浅层处理（h≤2.5m）时一般拟采用换填砂（砾）+砂垫层进行处理、低洼积水路段则采用换填砾石+砂垫层的设计方案进行软基处治，铺设宽度为路堤底宽并且两侧各外加100厘米；深厚层软基(H＞2.5m)时采用CFG桩+中粗砂垫层+预压处理。据地质勘察揭露，淤泥质土的埋藏深度为1～2m，路基填土高度21～31m，软土层厚度为2m左右，设计采用CFG桩处理，CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，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，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。根据路基填土的厚度以及地质情况，分别采用不同间距、不同长度的CFG桩，CFG桩采用梅花形布置，桩身应穿透夹层至稳定持力层。
施工时，根据实际情况先围堰、抽水，适当干塘后，填中粗砂100cm，平整后作为施工平台，CFG桩施工完后，整平场地，铺50cm厚的褥垫层，并在砂垫层的上下各铺一层土工格栅。鱼塘、水田路段在地基处理前，两侧首先应开挖临时排水沟， 施工期间的边沟应形成独立而完整的排水系统，在整个填筑和软基堆载预压期间，务必加强边沟清理，避免边沟淤积，影响排水。永久性的边沟铺砌要待路基稳定后方可进行，否则，已铺好的边沟将产生开裂。土工格栅应采用高强度、低蠕变且具有良好抗腐蚀性的聚丙稀材料，土工格栅抗拉强度分为单向和双向。对于土工格栅受力方向搭接长度不小于30cm。材料的纵向或强度高的方向应按设计要求的方向铺设，铺设时应有足够的锚固长度。
软基路段填筑施工时，路堤最后填筑标高应达到设计图上的预压填高，而侧坡余宽及边坡率亦应留有余地，使其压实宽度大于路堤设计宽度，保证最后的有效的断面尺寸和路基宽度。路堤填筑时路堤的坡率及加宽值，在施工填筑过程应根据实际沉降来推测修改其数值。预压结束时应对路堤的宽度及边坡进行修整。凡软基上填筑路堤都必须严格控制填土速率，填土速率控制标准为：路堤中心沉降速率小于10mm／d，边桩侧向位移速率小于5mm／d。每填一层土，应进行一次监测，如超过此标准应立即停止加载。每填一层土前后过程都要满足填土速率控制标准，若两次填筑间隔时间较长时，每3天至少观测一次。填筑路堤应合理安排，软基上的路堤应优先填筑。严禁填土前期慢后期快。填土至预压期填土高度后，应加强沉降观测，视地基稳定情况，一般半个月或每个月观测一次，直至预压期结束，当发现路堤顶面标高低于预压期填土标高10厘米时，应及时补填土，不得最后一次性补足填土。
3．路基压实施工技术
3.1陡坡路堤、半挖半填路基
对于地面坡度陡于1∶5的填方路段，无论纵向、横向，均须做成向内倾斜2%、宽度不小于2m的台阶进行处理。当地表覆盖土层厚度小于2.5m时，须清除表层覆盖土层后在基岩开挖反向台阶，并结合地形、地质条件和填土高度，设置挡土墙收缩坡脚，以利于路基稳定，节省占地。对于土质陡坡地段的半填半挖路基，在挖方一侧宽度不足一幅行车道时，应将路床深度内的原有土质全部挖除换填，以保证行车道内土基的均匀性。
3.2高填深挖路路基
当土质挖方边坡高于20m、石质挖方边坡高于30m，以及边坡虽不高但夹有软弱岩层的顺倾山坡等不良地质地段，对于填石路堤均应分层填筑，分层压实。填石路堤的压实质量标准采用孔隙率作为控制指标，强度低于10MPa的易风化岩石及软质岩石应按填土路堤要求施工。填石路基填高小于5m时，边坡码砌厚度不小于1m；填高为5m～12m时，边坡码砌厚度不小于1.5m；填高为大于12m时，边坡码砌厚度不小于2m。填石路堤在铺筑其他填料前，设置过渡层，过渡层铺筑厚度为100cm，过渡层碎石粒径应小于15cm，其中小于0.05cm的细料含量不应小于30％，在路床底面及顶面各铺设一层土工格栅, 土工格栅纵向抗拉强度不小于50KN/m，应变小于10mm，顺横断面布设，其纵向连接采用铅丝绑扎，横向可采用搭接，搭接宽度不小0.2m。
4．路基填料选取及其压实
对于路基压实所选取的填料应具有一定强度，路基填料应经野外取土试验。土质填料的最小强度（CBR）、最大粒径应符合上表的要求。通过试验确定的液限大于50、塑性指数大于26的土以及含水量超过规定的土，均不得直接作为路基填料，可采取晾晒或掺灰等技术措施处治后再填筑。填石路堤填料最大粒径应小于摊铺层厚的2/3，并且在路床底面以下40cm范围内，填料粒径应小于15cm，其中小于0.05mm的细粒料含量应大于30％。全线挖方均为角砾土、残积砂质粘性土、全风化石英砂岩和强风化石英砂岩，满足路堤填料要求，因此路堤填料尽量利用路堑开挖土石方。填土路基应选用较大功率的振动压实工具，并在施工前应进行现场试验，确定能使填土路堤达到最大密实度的施工参数，如含水量、填筑厚度、碾压遍数与压实度之间的关系，据此控制好填土路堤的压实质量。路基应分层摊铺压实，每层松铺厚度不宜超过30cm，路基土压实度标准采用重型击实标准，不能因为地下水位高，含水量大而降低压实标准要求，必要时应采用晾晒等处治措施以保证压实质量。对于填土路基应选用较大功率的振动压实工具，并在施工前应进行现场试验，确定能使填土路堤达到最大密实度的施工参数，如含水量、填筑厚度、碾压遍数与压实度之间的关系，据此控制好填土路堤的压实质量。
5．结语
文章结合某高速公路软基路段实际情况，提出结合本区域地下水位埋深较浅的特点，路基设计考虑以地面积水高度为主，通过沿线地表长期积水水位调查及地质勘察显示，部分挖方路段地下水位较高，该路段采取换填砂砾或增加砂砾或碎石排水垫层等方案，以保证路基的稳定和安全；同时详细地探讨了该公路的不良地质处理及其路基压实施工，为同类工程提供参考借鉴。
【参考文献】
［１］吕红岩．公路施工中常见不良地质以及处理方法[J]．科技与企业，2011，28(11)：118-119．
［２］杨洋．安徽省高速公路沿线不良地质的处理措施[J]．安徽建筑，2009，27(06)：31-33．
刍议高速公路软基的处理对策 第4篇
1 高速公路路基处理的基本原则
高速公路布线应尽量避开软基地段, 特别注意要避开深厚软土的地段, 这样可缩短工期, 降低工程造价, 提高高速公路的社会及经济效益。由于高速公路路堤高度一般都会超过软土填土的极限高度, 同时软土在大交通量, 重载车辆的作用下, 路基容易产生侧向膨胀挤出滑动, 基底沉降现象也比较严重, 必须对其处理。对高速公路路基处理的一般原则是:第一, 尽可能早的采用堆载预压, 不作深层的处理, 以自然沉降的方式逐渐达到路基稳定。这是一种既简单又十分经济的方法, 但是由于我国公路基本建设的资金和工期的特点, 一般较难以实现;第二, 倘若施工工期紧迫, 时间有限, 除非个别低路堤地段的高度在临界高度以下, 此时可不作地基处理。在桥梁采用的基础处, 其余软土都需采用不同方法处理, 有时还需进行多种方案的有机组合。
2 高速公路软基处理常用的方法对策
2.1 换填处理法
换填处理法是一种传统的软基处理方法, 这种处理方法比较经济, 也是一种浅层处理方法, 它主要包括挖除换填和强制挤除换填两种类型。挖除换填包括全部挖除换填和部分挖除换填;强制挤除换填包括强制挤除换填和部分强制挤除换填。
这种换填方法是将地基表面以下的一定范围内的软土全部或部分挖去或挤除, 然后再分层回填强度较高的材料后并进行夯实, 从而使地基的强度得到提高。此方法的加固原理是:根据土中附加应力分布的规律, 让换填部分的硬土承受上部较大的应力, 而软弱层承受较小的应力, 从而达到设计的要求。换填后的土与原来的软土相比, 其主要优点是刚度大、承载力高、变形小。这种方法简单易行, 但一般仅用于浅层处理, 其处理深度不超过3米。
2.2 粉喷桩处理法
对于较深的软基, 如果全部挖出换填的话, 工程量太大, 可以采用粉喷桩处理法。此法是深层搅拌法加固地基的一种形式, 又称为加固土桩, 此方法是对软基进行深层处理的有效办法。这种处理方法的原理是:通过深层搅拌机使用粉体喷搅法, 将粉体加固料用高压空气压喷入地基的深部, 借助搅拌头叶片的回旋作用, 与原位软土进行强制性的搅拌混合, 并吸收地下水, 使加固料与软土之间发生物理化学作用, 最终形成具有水稳性、整体性及一定强度的柱状加固体, 然后, 与软土基一起形成复合地基, 从而提高地基承载力, 达到减少沉降的目的。这种方法有提高地基的承载力、止水防渗、降低土中的含水量、防止土体液化及减小支挡结构土压力等多种作用。其优点是:施工过程中没有噪声、工期短、对周围建筑影响小、没有公害且不排污, 施工过程中不停止生产运营, 不中断行车。其主要处理的路段是:工期时间要求紧、地段的自然地质条件差, 一般适合于老路堤加宽、桥头过渡及结构物路段等。
2.3 加载预压法
在饱和软土填筑施工过程中, 由于有较多的孔隙水, 地基承载力很低, 压缩性非常大。对于各种软弱的地层都可以使用排水固结法来加固地基, 其原理是在路基范围内加载预压, 使土体被压缩, 孔隙被排除, 让大量的沉降在工程完成前就基本结束, 经过处理后, 地基的承载力可得到较大提高。加载预压法是排水加固法的一种情况。加载预压包括等载和超载预压, 加载填筑的路基再经过一定的时间, 使地基土在自然状态下逐步进行固结。
使用此法时, 应逐级加荷载, 在前一级荷载作用下达到固结后, 再开始施加下一级荷载。卸荷也要逐级进行, 以使地基逐步稳定。加载要符合设计的要求, 每次加载的数量及速率要引起重视, 当加载的数量及填筑的速度超过地基当时极限荷载时, 土体就会遭到破坏。
2.4 CFG桩处理法
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称, 它是由碎石、粉煤灰、石屑加入适量的水泥和水搅拌, 用振动沉管打桩机或者其他成桩机具制成具有一定粘结强度的桩, 它和褥垫层、桩间土一起形成复合地基。其加固原理可概括为桩体的置换作用及对土体的挤密作用。
褥垫层是CFG桩复合地基的核心, 在CFG桩复合地基中, 上部传来的荷载由褥垫层传给桩与桩间土。在上部荷载的作用下, 褥垫层产生向下的变形;当桩顶的压力超过褥垫层局部抗压的强度时, 桩顶有相对褥垫层的向上位移, 改善了桩顶的受力状态, 充分发挥桩的承载力, 减小了地基的沉降, 达到了桩土共同承担荷载的目的。由于桩体有一定的强度, 能承担上部传来的水平及竖向荷载, 对土体有一定的挤密作用, 提高了土体的承载能力。
2.5 抛石挤淤法
在鱼塘和常年积水的洼地等地方, 软土层位于水下, 更换土比较困难, 或者基底直接落在含水量非常高的淤泥中, 其基本物理力学性能表现为稠度大大超过液限、透水性差、天然含水量非常大、压缩性高, 且这些地方多数为高填方路堤, 如果对软基不加任何处理或处置不当, 会导致路基失稳或过量沉降, 造成公路不能够正常使用。对于厚度较薄, 表层没有硬壳, 片石能沉达底部的泥沼或厚度为3米到4米的软土, 可采用抛石挤淤法。抛石挤淤就是向路基的底部抛投一定数量的片石, 从而将淤泥挤出基底的范围, 以此提高地基的强度。
2.6 复合地基法
天然地基在地基处理过程中, 按一定间距和分布, 在软土层中打设许多桩柱, 以形成复合土层, 由复合土层组成的地基即为复合地基。复合地基的外界荷载效应由天然地基和增强体共同承受。该方法具有施工简单、经济性的特点, 在地基处理中得到广泛应用。
2.7 塑料排水板处理法
此方法处理软弱地基, 是使用塑料排水板将地基中的水排除, 增加作用于土颗粒的有效应力, 从而达到加速地基固结沉降, 提高强度的目的。其优点是:排水板是正规厂家生产, 质量能够保证, 成本较低;施工过程中无排水孔断面不均匀和受堵塞的情况;断面比较小, 对地基扰动也小;打设机械轻, 可用于较软的地基处理。该方法缺点:塑料排水板的打设会扰动土体, 使原状结构遭到破坏, 增加了软土层的沉降量, 增大了到达下卧软土层的附加应力, 并且产生附加沉降, 沉降时间延长, 加快次固结沉降的发生等。
结语
软基有很大的危害性, 如果不进行处理或处理不当, 就会造成地基失稳的情况, 使道路沉降过大, 对道路成不同程度的破坏。在高速公路建设中, 各个地方软土的化学成分、成因、物理力学性质等都会有很大的差别, 对软基处理的各种方法应结合各地的具体情况, 有针对性地采取合适的措施, 防患于未然。只有这样, 才能有效的解决路基不均匀沉降等危害, 提高高速公路的质量, 收到良好的经济效益。
摘要：在高速公路建设中, 对路基的处理十分重要, 软土路基是高速公路建设中经常遇到的一种不良路基。阐述了高速公路路基处理的基本原则, 对高速公路常用的软基处理方法的加固原理进行了详细的论述, 并介绍了各种方法的适用范围, 为正确选用软基处理方法提供依据。
关键词：高速公路,软基,处理,对策
参考文献
[1]姜平.高速公路软基处理方法技术经济比较[J].中国高新技术企业, 2008, 9.
[2]陈锐, 王明全.浅谈高速公路软基处理方法[J].民营科技, 2011, 1.
高速公路软基处理 第5篇
1。1设计质量不高在对软基路基进行设计时，很多施工单位都存在设计方案质量不高的问题，这主要是因为人员对软基改善问题不够重视，而且没有考虑公路所处的地理环境，在施工前没有对这一地区的地质情况进行了解。软基是一种较难处理的地质，在设计处理方案时，应结合沿途水系统，否则会影响处理的质量。1。2设计人员素质不高软基处理是一项专业性较强的工作，其对工作人员有着较高的要求，但是很多施工单位的设计人员自身专业素质不高，在处理软基时缺乏工作经验，设计方案存在的漏洞与缺陷比较多，这极大地影响了设计文件与图纸的质量。公路工程一般施工周期比较长，设计人员需要综合考虑影响因素，否则公路路基路面施工的质量会大大降低。1。3软基处理方法不当在对软基进行处理时，需要采用适合的施工方案，这是一项重要的工作，也是延长路面使用寿命的有效措施。在实际施工中，很多施工单位采用的技术与设备比较落后，但是一些高速公路工程对软基处理技术要求比较高，相关设计人员没有考虑到不同公路工程对软基处理方法要求的.差异性，采用的是传统的工艺技术，从而导致很多路段出现了排水系统不合理等问题。施工单位考虑不够周全，采用的技术方法不当，导致软基的处理效果大打折扣，从而引起了较多的路面问题。
公路软基处理土工格室施工技术探讨 第6篇
关键词:软土路基;土工格室;施工
1 工程简介
省道S310起点位于凤阳县临淮关,经淮南、寿县、霍邱,终点位于叶集试验区,全长226.49公里,是安徽省西北部的重要通道,也是六安市北部各县联系的重要通道,路线经过多年的运营,多次大中修,形成目前的S310公路。 世行贷款安徽公路项目Ⅲ恢复类工程S310寿县至霍邱段位于六安市寿县和霍邱县境内,路线大致呈东北——西南走向。
项目起点位于寿县县城西南的寿六路、明珠大道、寿县X030、寿霍路五路环形交叉处(K94+227),向西经过西九里沟、马家圩孜、双桥集、涧沟、丰庄、马家圩、淮河堤、正阳、建设、西台、大店岗桥、罗岗、城东湖闸、坝头、新店镇、十里井、陈家埠、甘家庄等城镇及控制点,终点位于霍邱县城东,及湖东路、S310、街道三路环形交叉处(K164+206.857),路线全长69.980公里,分三个标段。该路段是联系寿县和霍邱县的快速通道,对两县及六安乃至全省的经济发展起重要作用。最后一次改建于九六年,该路改建后,经过近十年的运营,致使目前该路段全线路面均呈现不同程度的破坏,部分路段损坏严重,严重影响通行及通过能力,阻碍了沿线的经济发展。为恢复并提高本路段的通行能力,带动当地经济发展,本项目的改造已势在必行,因此本项目被列入世行贷款安徽公路项目恢复类工程改造计划。
项目的建设对于加强沿线城镇之间的联系,推动城镇一体化进程,提高项目沿线地区经济发展水平,改善影响区内居民生活质量具有十分重要的意义。同时,拟建的项目对进一步改善安徽省公路网结构,提高干线公路路网服务水平,具有重要意义。
该条公路设计标准为平原微丘区二级公路,计算行车速度80km/h,路基宽12m,路面宽9m。全线桥梁撤除与加固共3座,改建涵洞53道,大部分利用。主要工程量是级配碎石基层及沥青面层。本文主要研究在钻探取芯中发现的 NO14.2合同段范围内软基路段土工格室处理技术。
2 土工格室特点及原理
(1)土工格室特点:土工格室是一种采用高强度聚乙烯片材,经超声波焊接等方法连接,展开后呈蜂窝状的三维立体网格结构材料,属于特种土工合成材料。在岩石工程中与土、砂、石等填料共同构成不同视粘聚力、不同加筋强度、不同深度的垫层。这些垫层可以根据工程的要求放置于需要的位置,用以加固公路的路基、边坡防护、修建挡土墙等。其最大的特点是可以完成岩石工程中常规方法难以处理的多种疑难问题,如桥头跳车、软基沉陷、翻浆、塌方等。具有材质轻,耐磨损,耐老化,耐化学腐蚀,适用温度范围宽,拉伸强度高,刚性、韧性好,抗冲击力强,尺寸相对稳定,运输方便等特点。在施工中连接简单易行,施工方法简单,从而简化了施工工序,提高了施工速度;并可以反复多次使用。软基处理土工格室中施工中土工格室技术参数如表1。
(2)土工格室施工原理:土工格室之所以具有卓越功效而受到工程界的关注,还应从其基本原理说起。国外文献中在描述其原理时称其为“一种蜂窝状三维限制系统,可以在很大范围内显著提高普通填充材料在承载和虫蚀控制应用中的性能”。它的关键原理就是三维限制。大家都知道,当汽车行驶在沙漠上时,就会压出两道深深的辙印,被压部分深深下陷,车辙两侧会高高隆起。后面的车辆如果继续沿着车辙前进,沉陷部分会进一步下沉、隆起部分会进一步隆起,直到隆起部分蹭到了车底盘、沉陷的车辙埋没了大半个轮子,进而无法前进。之所以如此,就是因为当外荷作用于地基表面时,依据普朗特尔理论和泰勒理论可知:在集中荷载的作用下,主动区受压下沉,并将力向两侧分解传递给过渡区,过度区又传给被动区,被动区就会毫无限制地发生形变而隆起。也就是说,载荷一旦作用于路基,在载荷的下方就会形成起契状的主动区域,它又通过过渡区域进行挤压,从而使被动区域发生隆起。也就是说,通过沿滑移线的剪切力和移动主动、过渡、被动三个区域的力决定了地基的承载能力。不仅在沙基地上可以十分明显的体会到以上原理的真实过程,在软基公路上也会找到这种的样板,只不过其形成的速率较之在砂上的变化慢些罢了。即使较好的路基材料也仍然无法避免其横向移动。一般的高速公路路基都高出地面好几米,吸水翻浆不太容易,但长期沉降依然存在。究其原因,雨水滲透、材料流失、基地下沉是其中部分原因,路基路面在车轮荷载长期碾压、振动力的作用下,材料向路基断面两侧横向位移不可否认是另外一个十分重要的原因。以我省各地各级公路为例,都有在该路的主行车道上可以明显感觉到路面已经被压出了一条“S”型沟状带。部分高速公路也不例外,汽车行驶在行车道上的颠簸明显强烈于行驶在超车带上的感觉,在道桥连接段尤为明显(俗称“桥头跳车”)。这种沟状路基沉降就是路基材料横向滑移的典型。工程中常规处理路基的方法无需赘述,其目的就是提高地基材料的抗剪力和摩擦力,减少或延缓地基材料在荷载的压力或震动作用下发生移动的能力,因而工程中对材料的要求必然有许多苛刻的限制,如果不能就近获取所需材料,就需要外购这些材料,购买材料的费用和运输费用占去整个工程成本的很大部分。而使用土工格室就可以就地或就近取材,甚至可以使用在常规情况下不能使用的材料,从而大幅度减少材料购置费用和运输费用。为什么会这样呢?土工格室承载情况示意:在集中载荷作用下,受力的主动区,依然会把所受的力传递给过渡区,但由于格室壁的侧向限制和相邻格室的反作用力,以及填料与格室壁的摩擦力所形成横向阻力,抑制了过渡区和被动区的横向移动倾向,从而使路基的承载能力得以提高。经过试验,在格室的限制作用下,中密砂的表观粘聚力可以增加三十几倍。很显然,如果能增加路基材料的抗剪力或抑制三个区域移动就可以取得提高地基承载力的效果,这就是土工格室的限制原理。
3 土工格室施工方法
土工格室作为一种新型的土工合成材料。施工快捷、方便、省力,整平施工场地,清除杂物。铺设施工垫层并压实,然后铺设土工格室,铺设中要尽量拉紧,不得有褟皱。及时用填料填充格室内并压实,同时观测格室变形和检查密实度,最后修正边坡完工。S310寿县至霍邱段恢复工程NO14.2合同段由山东路通工程集团公司承建,在该标段内钻探取芯发现的软基路段共三处,分别为K124+080-K133+960、K134+520-K135+480、K137+435-K138+595,处理方法全部采用土工格室,材料要求具有较高的抗拉、抗剪强度,并能适应地基的变形要求,应采用国标内专用型产品TGGS250-400。土工格室采用电阻加热焊接PP板材而成的格室,采用高25cm,副矿宽3.0米,焊距为40cm的六边形蜂窝格,且带纹型的土工格室,格室焊点剥离强度不小于10KN/m,联接剥离强度不小于10KN/m,片材屈服强度不小于18Mpa。由于该项目为省道恢复工程,为边施工边通车,施工起来比较麻烦,主要存在着安全隐患,为保证道路畅通和保证工程质量,因此只能采取半幅施工,现将施工过程综述如下:
(1)施工前首先将半幅封闭,在施工段落两端设立安全警示牌,道路中心线位置设立防护栅栏。
(2)挖除老路结构层,用pc300型挖掘机开挖老路结构层,直至露出老路路基顶面,自卸车将挖除废料运至弃渣场。
(3)铺设垫层。
在老路路基顶面用级配碎石铺筑15cm厚垫层做为土工格室找平层,级配碎石松铺系数采用1.35,人工整平后用YZ25JB型振动式压路机静压一遍,,然后再振压至压实度达到规范要求止(图1)。
(4)沿路基横断面方向铺设,首先将格室张拉,使格室处于张力状态,不许有松弛感。在铺设土工格室的始端, 按土工格室的铆距尺寸,用工具将准备好的钢楔进行固定,钢楔露出部分不高于格室高度。土工格室未张拉开之前,用格室连接件连接格室,将连接好的土工格室按格挂在钢楔上,准备填料(图2)。
(5)填筑碾压。
格室内回填分两次进行,首先用人工按照倒u型回填级配碎石(图3),回填厚度约15cm左右,使格室整体稳定,然后用小型机械从一端开始回填级配碎石至高出格室顶面5cm左右,人工找平后用YZ25JB型振动式压路机进行碾压3-4遍。
碾压完成后再铺筑级配碎石至老路面标高,级配碎石碾压用YZ25JB型振动式压路机和3Y21-25T静压压路机进行碾压,辗压时先慢后快、先轻后重、最大速度不超过2km/h,辗压时应确保均匀,无漏压、无死角、无明显轮迹。最后用三轮压路机碾压并保证表面无轮迹。
辗压开始后,试验工程师在辗压第二遍过后,每辗压次压实度,根据现场检测记录,辗压二遍和三遍后,压实度不能满足设计要求。
辗压四遍后,部分检测点的压实度满足设计要求。辗压第五遍,经检测压实度全部合格。
4 结论和建议
因受交通影响不能完全封闭,格室内需人工填料等因素制约,土工格室施工段落不能过长,宜控制在50m左右一段,而NO14.2合同段格室施工长度接近全幅12km,且只能半幅施工,格室施工对工期有较大影响,质量也很难保证。原因显而意见现场为半幅施工,土工格室靠近路中心一侧留出与另半幅格室连接部分,如留连接部分则格室靠 图3 人工回填级配碎石路中心处需闪出10cm空隙不能填料及压实,将对道路交通造成极大影响,且安全隐患较大,如不留连接部分则格室不能完全形成一个整体。所以设计中没有充分考虑到半幅通车和半幅施工,土工格室的施工质量也不能够很好的保证,对于大面积的施工土工格室在路网恢复和改建项目中不太适用。如今,全国高速公路建设仍在高峰期,所经过地区的地质条件千差万别,需要进行大量的挖填段衔接,还有许多的道桥连接处。这些都是高速公路建设中比较难以处理的难题,虽然以前也有许多处理方法,但效果并不理想,尤其是道桥连接处的“桥头跳车”问题和路基材料在荷载作用下侧移、挤出的问题,严重影响着高速公路的使用寿命和安全。还有防护护坡,无论是用传统的浆砌、干砌或水泥混凝土网格都无法阻挡雨水对其下面土层的破坏性侵蚀,致使高速公路的维护费用增加。如果使用土工格室护坡,配植根系发达的草种,既可固土护坡,又可绿化、保护生态环境,完全符合国家注重环保、建设绿色通道的要求。即使初期工程造价比传统方式略高一些,但其延长公路使用寿命、减少维护成本以及环保、生态等方面的综合经济效益却是功在当代、利在千秋。
参考文献
[1]JTJ/T019-1998.公路土工合成材料应用技术规范[S].1999,189.
古神公路软基处理探讨 第7篇
中山市古镇—神湾一级公路位于中山市西,路线穿行于珠江三角洲平原地貌区,水网密布,鱼塘星罗棋布。主干河流为西江,西江流域辽阔平坦。偶有残丘和台地出现,标高小于50 m,残丘台地发育季节性冲沟,受雨季影响,旱季无水。沿线经济作物种类繁多,鱼、虾塘密布。
2 软基沉降预测方法
2.1 对数曲线法
对数曲线法是参照一维太沙基固结理论得到的。
其中,S∞为最终沉降量。
2.2 双曲线法
双曲线法的推算公式为:
确定式中两个待定参数S∞和α可按以下步骤进行:
如图1所示,以t为横坐标,以t/St为纵坐标,将以掌握St—t的实测数据值按此坐标点绘制在坐标系中,然后根据这些点作出一回归线,根据直线的斜率a=1/S∞,截距b=α/S∞,即可求得S∞和a,从而得到了用双曲线法推算的后期St—t关系(见图2,图4,图6)。
3 各断面表层沉降观测曲线和沉降预测
1)一标各断面表层沉降曲线及预测:
由图3可以看出,断面K4+850工后沉降约500 d趋于稳定,沉降稳定期约1.4年。
2)三标各断面表层沉降曲线及预测:
由图5可以看出,断面K12+350工后沉降约1 600 d趋于稳定,沉降稳定期约4.4年。
根据以上沉降预测结果,我们可以看出,大部分断面地表沉降的变化趋势符合对数曲线或双曲线特性,相关系数R>0.95,并且对数曲线预测的相关性要大于双曲线,对于某些断面(以九标最甚),沉降预测的相关性较差,得到的工后沉降很大(>30 cm),应该加强这些断面沉降的监测,在监测数据增加的基础上进一步对工后沉降进行预测,使工后沉降的预测更符合实际情况(见表1,表2)。
cm
cm
4 各标段沿线沉降分布曲线
对各标段沉降监测数据进行预测,分别得到了各断面的最终沉降和工后沉降,下面分别给出沿线沉降分布情况(见图7)。
5 古神公路软基处理措施
本项目对于一般路段,软土地基均采用袋装砂井排水固结处理。袋装砂井直径7 cm,采用正三角形布置,各区砂井间距均为1.5 m。当软土层厚度小于20 m时,袋装砂井一般打穿软土层,当软土层厚度超过20 m时,砂井最大深度不超过20 m。软土地基预压期为12个月。
对于桥头路段,软土地基采用复合地基法加固,均采用CFG桩加固。CFG桩桩径40 cm,采用正三角形布置,间距为1.8 m～2.5 m,CFG桩一般应打到软土以下持力层不小于0.5 m。采用CFG桩加固的复合地基基底均铺设一层双向土工格栅。
6 软基处理措施评价
1)根据沉降预测结果,工后沉降超过规范规定值(30 cm)的软土地基断面如下:三标:K9+580(60.91 cm),K9+880.5(73.45 cm),K11+680(55.87 cm),K12+350(42.07 cm)。从断面工后沉降预测结果看,工后沉降严重不满足沉降标准的标段有三标,一标各断面工后沉降基本满足规范要求。2)结合沉降监测数据和工后沉降预测结果,工后沉降严重的标段软土地基处理在预压期内没有达到消除工后沉降的目的,究其原因,主要有以下几点:a.标段内有些路段软基很深厚,在砂井处理区以下还有比较厚的软土下卧层,下卧层的固结速度慢,所以工后沉降较大;b.砂井的设计间距偏大,软土地基的固结速度会有所加快,工后沉降也将随之减小;c.预压时间不够,所以,应该增加堆载预压的时间,或者考虑在软土厚、工后沉降大的区间进行超载预压,以缩短预压时间,减小工后沉降。
参考文献
[1]吴邦颖,张师德,陈绪禄,等.软土地基处理[M].北京:中国铁道出版社,1995.
[2]刘增强,潘安济.抛砂、固结铺设土工布方法处理软土地基的工程实例[J].青岛建筑工程学院学报,2003(5):21-22.
[3]陈国兴,樊良本.基础工程学[M].北京:中国水利水电出版社,2002.
[4]叶书麟,叶观宝.地基处理与托换技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
高速公路软基处理 第8篇
软土地基在我国滨海平原、河口三角洲、湖、盆地周围及山间谷地均有广泛分布。而这些地区多为经济发达地区, 对公路交通需要迫切, 在公路修筑过程中在高路堤、大型桥梁、大量的涵洞、通道处软土都给他们带来不同程度的危害, 如:路基的滑移、开裂、路面起伏不平、构造物处的汽车颠簸等等。在软土路基上修筑路基, 若不加处理, 往往会发生路基失稳或过量沉陷, 导致公路破坏或不能正常使用。这些都要花大量的人力、物力、财力和时间去整治, 目的是为了整治好、处理好地基, 使来往车辆及司乘人员安全、快速、舒适的行驶在公路上。
2 软基处理的前期准备事项
软基在公路工程施工中的先后问题, 按理讲应是利用大规模的路基施工之余, 分段处理。一般情况下所承建的高速公路, 凡变更超过五万元均须报请业主批准, 变更周期比较长, 申报程序较复杂, 另外, 该地区入场初期逢较长雨季, 鉴于此种情况, 我们采取了集中精力对全线软基的辨识确认, 事实证明, 在此种情形之下, 该方法处置得当, 早期的这些工作为日后大规模施工创造了条件。
软土路基的确定, 是一项比较容易引起争议的工作, 正因为如此, 才有必要对软基的研究进一步加强, 用比较量化的试验指标来控制。在确定软土时要查明软土及与之相存在的一般土层的成因及类别、范围、物理力学性质及必要的水理化学性质。
然而对软土的鉴别由于各省区各公路工程的软土成因不尽相同, 故而其性质也千差万别, 滨海、谷地、河滩、湖沼等各处辨别也应区别对待, 不宜生搬硬套标准。因此我们对本路段的主要软基取样并作了试验, 所得数据如表:
由以上数据分析可得出以下规律: (1) 一般天然细粒土的天然密度在1.60 g/cm3～1.75 g/cm3之间, 而水又是不可压缩的, 密度远小于土的天然密度1.60 g/cm3～1.75 g/cm3, 所以对于同样的土质含水量的增加必然导致土体干密度的减小。
(2) 液塑限的因素。由以上结果分析, 液塑限对软基的断定并非必然的连系, 事实上, 在本工程中, 我们遇到了相当多的高液限土 (约为60%) , 并且用这些高液限土填筑路基, 若处理得当效果也不错。当然了, 高液限土 (wl>50%) 是一种不适宜材料, 击实试验表明液限大, 最佳含水量也较大, 自然对应的最大干密度就会较小, 一般高液限粘土的最大干密度1.55 g/cm3～1.65 g/cm3。
(3) 孔隙比。孔隙比与含水量有较大的关系, 其公式为e0=Gpw (1+w) /p-1
(式中:ρw为水的密度, G为土粒比重, ρ为湿密度, w为含水量) 其中若w较大将导致分母ρ较小, 必然导致e0较大。事实上, 软土的G并未见有特别之处, 因此可以说w较大程度地决定了e0的大小。本工程推荐使用荷兰轻型触探仪来鉴别软土, 其构造如下图, 使用方法:开沟清表30 cm厚之后的连续第3个晴天, 现场测试地基, 当满足Cu≥25 Kpa时即位软土深度, 软基探测每断面间距10 m, 布置5个测点, 或以5m×5m方格网“十”字角点作为触点。该仪器应经过原状土试验, 进行偏差校正, 一般地Rd=m2hN/[20 (Ti+M) A]Cu=0.02Rd
式中:Rd——动贯入阻力 (Kpa)
Cu——不排水抗剪强度 (Kpa) , 土的抗剪强度为τ=σ·tgΨ+c, τ与作用在滑动面上的正应力无关, 故记τmax=Cu。也有依据紧密程度取Cu= (0.02～0.033) Rd的h——降落高度0.5 m
20——贯入深度20cm
Ti——净重 (限位器、导杆、探头、及杆件总和) 。本试验室触探仪的Ti为8.35 kg, 若加杆每根2.45 kg。
M——锤质量10.35kg
N——贯入每20cm的锤击次数
A——探头面积5cm2
在实际使用中, 我们发现, 荷兰轻型触探仪对较深软土的适应性并不太好, 很典型的软基, 若深度超过1.5 m, 荷兰触探仪就处于失效状态, 因为软泥对探杆的吸附作用已经成为不可忽略的因素。另外还提出了钢钎插探的方法。该法很不实用, 因为深度稍大 (如1 m) , 钢钎很难插进和拔出。
最后普遍采用了挖掘机直接挖探并结合使用荷兰触探仪的方法, 取得了较好的效果, 没有什么争议。所以能被业主、监理、承包商所接受。该方法是在需鉴别的路段进行随机选点, 之后用挖掘机先挖探, 再用荷兰触探仪对基底触探。但深度超过3 m的话, 容易引起坍塌, 所以出于安全考虑, 不再进行触探, 可现场用手捏原状土来初步判断, 并配予需要的室内土工试验。
3 软基处理的常见方法
软基处理中一般较为常见的方法有:挤密砂桩, 碎石桩, 粉喷桩, 抛石挤淤, 挖除换填片石或土, 袋装砂井、塑料排水板, 反压护道, 土工布等。
(1) 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15 Mpa, 分层厚度不宜大于30 cm, 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。
挖出换填片石处置软基, 效果最好, 由于完全挖开处理, 不会留有隐蔽危害, 但是费用也较大, 因此一般换填至超过地下水位30 cm即可采用回填素土的方法, 所回填的素土应满足CBR>8%, 低液限, 如果有条件设置渗沟、盲沟的话, 对于路基的稳定会大有好处。
对于较深的软基, 挖出换填的话, 工程量太大, 可以考虑采用粉喷桩。粉喷桩主要是以粉体物质作用加固料和原状土进行搅拌, 经过理化作用生成具有较高强度的混合柱体, 以带动整个路堤产生足够的强度, 一般采用水泥作为固化剂, 最好用32.5#普通硅酸盐水泥, 要依据施工时间选用水泥初终凝时间合适的水泥, 防止未成型即已凝固的发生。不得使用受潮结块的变质水泥。试验室应重点对水泥剂量监控, 重点保证均匀性。初期配合比对剂量的提供要准确合理, 实际上, 七天之内, 即产生主要强度, 我们配制了3%～6%的水泥剂量试验, 发现3%水泥几乎不能使软泥固结, 6%剂量能满足要求。但是室内配比不能完全代替施工情形, 因此应该跟踪检测, 应对7天桩监控, 1) 破去桩头0.3 m～0.5 m表层水泥, 进行外观检测, 主要检测其桩体外观是否圆顺, 水泥土搅拌是否均匀;2) 用轻便触探仪对开挖出来的桩头进行强度检测, 根据N10贯入10 cm的锤击次数或N10的连续贯入30 cm的锤击次数来判定桩头强度是否合格 (可采用公式[σ0]=N10*8-20) 。据此有疑问的桩, 在成桩28d后进行进行钻芯取样检测。在28天时对成桩进行随机检测只要出现以下情况, 即可定为不合格桩:
①桩长达不到设计要求。
②桩体喷粉不均匀, 有断粉现象。
③复搅段以下呈软塑、留塑或取不出芯样。
④所取芯样的柱状加块片状取芯率小于80%。
对于不合格桩, 应在原桩边上补桩新桩与旧桩净距>20cm。如出现较多不合格桩应查找原因, 进行改正。
(2) 抛石挤淤法。
用于存在多处鱼塘和常年积水的洼地。这些地方, 软土层位于水下, 更换土壤较为困难, 或者基底直接落在含水量极高的淤泥中, 基本物理力学性能指标表现为稠度远超过液限、透水性差、天然含水量较大、压缩性高, 且这些地方大多为高填方路堤, 若对软基不加任何处治或处理不当, 往往会导致路基失稳或过量沉降, 造成公路不能正常使用。对于厚度较薄, 表层无硬壳, 片石能沉达底部的泥沼或厚度为3 m～4 m的软土, 就可以采用抛石挤淤法。抛石挤淤就是向路基底部抛投一定数量的片石, 将淤泥挤出基底范围, 以提高地基的强度。施工时用抽水机或自然排水法将处理范围内的地表水抽排入天然水系, 必要时围堰排水, 并作好挖换范围内的排水沟、截水沟, 以免再次积水。用挖掘机自一端向另一端或由两端向中间挖除上部3 m的软土, 用自卸汽车运至指定弃土场, 挖除段落的长短, 以挖掘机能够工作的最大水平距离为准, 挖除出一个段落后, 即可进行抛石。
抛挤时, 对于软土地层平坦时, 抛投沿路中线向前抛填, 再次向两侧扩展, 软土地层横坡陡于1∶10时, 自高处侧向低侧抛投, 并在低侧边部多抛投, 使低侧边部有2 m宽的平台顶面。将抛石挤出的下部淤泥进行清除后, 抛石达到挖除的界面高时, 在抛石回填的片石顶面上, 铺0.1 m厚碎石垫层 (砂砾垫层) 并整平.第一段落抛石挤淤完成后, 挖掘机移到第二段落重复2条～5条的工作。直至完成本段的抛石挤淤工作。抛石工作完成, 并铺筑好碎石或砂砾垫层, 且垫层经仔细整平、重型压路机碾压达到规定要求后, 再在其上铺一层土工格栅, 土工格栅应拉直平顺, 用钉桩固定, 紧贴下承层。在斜坡上时, 应保持一定的松紧度 (可用U形钉控制) , 以避免石块使其变形超出其弹性极限, 土工格栅应沿路纵向铺设, 即土工格栅为纵向受拉, 沿路走向。格栅之间应牢固联结, 其叠合长度大于15 cm。铺设格栅的关键是保证其连续性, 不使其出现扭曲、折皱、重叠, 并要避免因过量拉伸使其强度和变形超过极限产生破坏、撕裂、局部顶破等, 现场施工中发现土工格栅有破损时必须立即修补好。格栅的存放及施工铺设过程中应尽量避免长时间曝晒或暴露, 以免其性能劣化。土工格栅铺设允许偏差表如下。整个路段土工格栅摊铺完成后, 铺筑砂垫层, 压实达到要求后, 即开始路堤的正常填筑。
抛石挤淤时, 由于各处沉降不一致, 从而在路堤下面残留部分软土, 完工后, 则会产生不利的不均匀沉降, 因而必须注意垫层铺筑后的压实, 以使淤泥挤出, 减少这种不利影响。
4 结束语
公路软基处理方案优选方法 第9篇
某县公路路线总长近20 km,沿狭长沼泽地布设,分布有连续性差、层厚变化大及土体性质特殊的湿软地基。处理好这类软弱地基对保证公路质量具有重要意义。本文提出了基于熵权双基点优选方法,对地基处理方案进行比较和选择,以便得到合理结果。
1 基于熵权决策法的软基处理方案优选模型
1.1 熵
当熵H(p1,p2,…,pn)满足如下3个合理且相容的要求时,熵只有唯一的形式。
若
H(p1,p2,…,pn)=H(p1,p2,…,pn,0) (2)
H(A×B)=H(A)+H(B/A) (3)
则熵可以表示为:
其中,pi为相应的概率。
设A为非模糊判断矩阵:
令
1.2 熵权
在有m个评价指标,n个评价对象的评估问题中,其非模糊评价矩阵A′为:
令
则标准化A′矩阵后的矩阵A为:
其中,aij∈[0,1]。
由此,在有m个评价指标,n个评价对象定义熵:
其中,
为使lnfij有意义,一般假定:当fij=0时,fijlnfij=0。
定义熵权:
熵权的大小与被评价对象有直接关系。当各被评价对象在指标i上的值相差较大,熵值较小,熵权较大时,说明该指标包含了较多信息,应重点考察。指标的熵越大,其熵权越小,该指标越不重要。熵权反映的是当给定被评价对象集后各种评价指标值确定情况下,各指标在竞争意义上的相对激烈程度。
2 实例应用
以某县公路K160+600～K16+080路段软弱地基为例,应用熵权双基点决策模型,对抛石挤密、换填砂砾、加铺土工织物及粉喷桩等可行方案进行评价优选。每种方案考虑如下6种因素:安全可靠、环境协调、经济合理、技术可行、施工难易、施工工期。故可以认为本问题是一个有6个评价指标,4个评价对象的熵权决策问题。运用灰色理论对各影响因素进行白化处理及权重确定,见表1。
由表1可确定非模糊评价矩阵,标准化后得规格化矩阵,可得各评价指标熵值见表2。
则可得属性矩阵为:
故正理想点P+=(0.689 4,0.729 6,0.729 6,0.729 6,0.689 4,0.729 6)T;负理想点P-=(0,0,0,0,0,0)T。
计算各方案特征值到正理想点P+的距离d+i(q)和到反理想点P-的距离d-i(q),可得各方案的优属度(见表3)。
根据计算结果,可选择方案三为最优方案,即该软基的最优处理方案为抛石挤淤。
3 结语
熵权双基点决策优选能够将具有不同量纲,代表不同类型和物理含义的分指标进行标准化处理;得出的熵权最大程度地反映了分指标的真实水平,同时结合专家评判,充分发挥了客观评价和主观评价的优势。在地基处理方案优选决策中,由于地基处理方案选择的影响因素是非常复杂的,各个分指标间相互联系、相互影响,因而需要科学合理的优选方法,熵权双基点决策优选法为此提供了强有力的工具。通过实例分析,证明地基处理方案熵权双基点决策法,在很大程度上保证了优选结果的准确性。熵权双基点法克服了传统评估方法中主观确定权数的缺陷,具有较强的识别评判能力和简便、定量严密的特点,该方法对其他综合评价工作也有一定的借鉴意义。
摘要：结合运用熵权的概念,构造了高速公路软基处理的优选模型,通过实例分析,证明地基处理方案熵权决策法具有较强的识别评判能力和简便、定量严密的特点,指出该方法对其他综合评价工作有一定的指导意义。
关键词：道路工程,软土地基,软基处理,熵权双基点
参考文献
[1]周焕云,黄晓明.高速公路软土地基沉降预测方法综述[J].交通运输工程学报,2002,2(4):7-10.
[2]张慧梅,李云鹏,毛成.人工神经网络在软土地基路基沉降预测中的应用[J].长安大学学报(自然科学版),2002,22(4):20-22.
[3]钟才根,丁文其,王茂和,等.神经网络模型在高速公路软基沉降预测中的应用[J].中国公路学报,2003,16(2):31-34.
[4]折学森.软土地基沉降计算[M].北京:人民交通出版社,1998.
[5]叶观宝,司明强,赵建忠,等.高速公路沉降预测的新方法[J].同济大学学报(自然科学版),2003,31(5):540-543.
[6]张跃.模糊数学方法及其应用[M].北京:煤炭工业出版社,1992.
[7]杨志法,尚彦军,刘英.关于岩土工程类比法研究[J].工程地质学报,1997,5(4):299-305.
[8]邱菀华.管理决策与应用熵学[M].北京:机械工业出版社,2001.
[9]卞金露,黎放,胡涛.基于熵权多目标决策的战时物资运输方案优选研究[J].海军工程大学学报,2004,16(1):74-78.
公路软基加固处理方法优选 第10篇
1 层次分析法简介
层次分析法是一种多目标的决策分析方法, 该方法一般的步骤为:层次结构模型→判断矩阵→层次排序及一致性检验→选出最佳方案, 常见的模型简图如图1所示。
构造判断矩阵[3]是从定性到定量转化的关键, 转换的方法是根据元素之间的相对重要程度进行的, 用1~9进行标度, 数值越大表示前者相对于后者越重要, 具体是通过较高层次的每一个元素分别与较低层次的每一个元素进行比较, 从最低层开始进行, 最终形成判断矩阵, 基本形式见式 (1) 。
式 (1) 中aij (i, j=1, 2, ..., n) 表示因素Ai与因素Aj比较时相对重要程度, 该矩阵各元素有以下特点:aij>0;aii=ajj=1;aji=1/aij。
排序和一致性检验过程分别为了直观显示出权重的顺序, 并且对该排序的客观性进行一定的判断。其基本原理是线性代数中的特征向量。由特征方程AW=λW, 其中A为判断矩阵, λ为对应特征值, W为判断矩阵A的非零特征向量且有W= (W1, W2, ..., Wn) T, 其中W1, W2, ..., Wn表示各个权重。而一致性检验的衡量指标即为随机一致比例CR值, 要求其值在0.1内即为满足一致性。
2 软基处理方案确定
2.1 工程实例
某二级公路工程属于重点建设项目, 设计速度为80km/h, 但是在地质勘查后发现, 在路段桩号为K14+420~K17+670的范围内广泛存在着软土, 强度低、压缩性高而且含水率高。不仅分布面积大, 平均宽度可达17.8m, 而且软土层的深度范围在18~27m, 需要软基处理的平均深度高达24.3m。结合工程需要, 该道路建设项目对工后沉降的要求较高, 需要控制在50mm以内。故选用何种方法作为该路段处理软基的最优方法对于该工程有着至关重要的作用。
2.2 方案初选
由于我国地形复杂, 软土分布广泛, 不同的工程情况有着不同的软基处理方案。结合该工程实例, 其需要进行软基处理的面积较大, 而且处理的深度为24.3m, 处理深度较深, 故应选择处理深度较大的方案, 先拟出三种备选方案, 分别为塑料排水板堆载预压法 (C1) 、水泥搅拌桩法 (C2) 和CFG桩法 (C3) 。下面采用层次分析法构建模型, 并通过判断矩阵计算和一致性检验来选择适合该工程的最优方案。
2.3 层次分析模型构建
结合该工程实例, 在构建层次分析模型时主要从三个大方面的因素进行考虑, 即造价、技术和环境。结合现场技术人员的相关意见, 特构造5个要素层元素, 分别为处理面积范围 (B1) 、工程造价 (B2) 、技术可靠性 (B3) 、处治效果 (B4) 及环境影响 (B5) , 图2为具体的层次结构模型, 其中C1方案是塑料排水板堆载预压法, C2方案是水泥搅拌桩法, C3方案是CFG桩法。
2.4 构造判断矩阵
通过专家调查和经验可得, A层与B层相对重要性A-B矩阵如式 (2) :
同理将C层各方按两两比较可得到关于B层因素B1、B2、B3、B4和B5的相对重要性矩阵, 具体如下:
2.5 结果汇总
为简化计算过程, 采用yaahp层次分析软件对构造的数据进行处理和分析, 可分别得到A-B和B-C相关的矩阵权重信息, 分别见表1~表6。
2.6 确定最优方案
汇总表1~表6结果, 可得方案C的层次总排序计算结果, 见表7。
由表7可知, C1、C2和C3的总排序权重分别为0.5093、0.2840、0.2067, 方案C1的权值最高, 故决定采用的最优的软基处理方案为C1 (塑料排水板堆载预压法) 。
3 实施方案实施与效果分析
3.1 方案设计
层次分析法结合该工程实例, 最终采用的软基处理方法为塑料排水板堆载预压法[4], 其加固软基主要两部分为排水和加压。排水系统包括两方面, 即水平排水和竖向排水, 前者主要通过铺设透水性强砂垫层来达到快速排水的目的;后者则是通过塑料排水板的插入来增多竖向排水孔以提高固结效率。更为关键的部分为加压系统, 通过加压可以使得产生超孔隙水压力以排除孔隙水, 从而增加地基有效应力。
在该方案设计时主要考虑塑料排水板施工方案、堆载预压方案以及监测方案三个方面, 具体如下:
(1) 工程中的塑料排水板分为四个等级, 即A、B、C、D, 该等级划分的标准即软基处理的深度。其中B型塑料排水板适合处理的深度范围是15~25m, 该实例处理深度24.3m, 固选用B型号, 具体性能指标[5]见表8。
(2) 堆载预压时要控制含水率, 与最佳含水率的误差应在2%以内, 每层填料厚度不超过0.5m, 为了保证碾压达到均匀和完成的效果, 在碾压方式上要有一定的顺序, 尤其是相邻区段纵向应有部分重叠搭接, 通常重叠长度大于2m。
(3) 该工程的监测方案主要包括三部分, 即地基沉降监测、孔隙水压力监测和监测频率。
(1) 实时的地基沉降监测[6]。可以通过监测数据研究工后沉降和固结度情况, 以方便对比加固效果, 如果效果不佳, 也可以及时得到补救和预防。故为保证监测数据的有效性应该选择离地基加固区较远且不易受破坏的地方设置;制作的沉降盘是由Φ40mm镀锌钢管焊接在厚钢垫板上 (500mm×500mm×8mm) 构成。
(2) 孔隙水压力监测。对其监测主要是为了了解土体的固结度情况, 其可以测量不同深度的孔隙水变化情况, 在埋设前要用开水排空仪器中的气泡;埋设打孔时应高于设计0.5m, 在检查传感器能否正常工作后封孔;在记录时根据孔隙水压计观测结果绘制孔隙水压力-荷载-时间曲线, 并计算孔隙水压力和固结度。
(3) 监测频率。监测频率应在不同时期有所区别, 在路堤填筑期和预压期监测频率应该分别为1次/2d和1次/5d, 并根据工程实际情况加以调整。
3.2 效果评价
结合工程实例, 采用固结度和工后沉降指标对塑料排水板堆载预压法处理软基效果进行评价。同时采用四个典型观测点的现场数据进行研究分析, 分别为K14+640、K15+200、K15+680和K16+242四个断面, 该四个观测点现场数据具有观测时间长、准确度高和代表性好的优点。具体各断面固结度和工后沉降结果见表9。
注:U50、U100、Ut分别表示预压50d、预压100d和卸载时的固结度
从表4可知, 在堆载初期, 软基的固结度增加较快;在堆载预压50天左右, 软基的固结度基本可以达到30%~40%;再随着时间的推移, 在预压100天时固结度的增长速度逐渐降低最后趋于平缓。针对工程实例, 采用层次分析法优选的方案进行处理后, 其固结度可达到80%~90%, 且工后沉降只有23~36mm, 软基固结沉降速率较快, 减少工后沉降明显, 处理效果好。
4 结语
为了解决由于公路软基加固处理方案选择错误造成资源浪费及处置效果不佳的问题, 结合工程实例, 采用层次分析法构建模型对方案进行优选, 得出最佳方案为塑料排水板堆载预压法。通过对堆载预压方法的方案设计及效果分析研究, 结果表明:处理后固结度可达到80%~90%, 且工后沉降只有23~36mm, 减少工后沉降明显, 处理效果好。为以后软基处理方案优选提供借鉴。
摘要：为了解决因公路软基加固处理方案选择错误造成资源浪费及处置效果不佳的问题, 结合工程实例, 采用层次分析法构建模型对方案进行优选, 得出的最佳方案为塑料排水板堆载预压法。通过对塑料排水板堆载预压方法的方案设计及效果分析研究, 结果表明:处理后固结度可达到80%90%, 且工后沉降只有2336mm, 减少工后沉降明显, 满足要求。
关键词：软土地基,层次分析法,工后沉降
参考文献
[1]章志敏, 魏翠萍.层次分析若干理论与应用研究[J].曲阜师范大学学报, 2013, 39 (1) :37-41.
[2]王若愚.软土地基工程特性与地基处理方法适用性讨论[J].天津城市建设学院学报, 2009, 9 (3) :195-198.
[3]兰继斌.关于层次分析法优先权重及模糊多属性决策问题研究[D].成都:西南交通大学, 2006.
[4]夏振兴.塑料排水板联合堆载预压法处理软土路堤浅析[J].交通科技, 2011 (2) :80-81.
[5]涂帆, 马时冬.塑料排水板的性能指标及影响因素[J].地基处理与测试, 1996 (51) :20-22.
高速公路软基处理 第11篇
关键词：高速公路；软基处理；稳定性控制；监测
因为软土强度低，再加上高压缩等特点，在路堤筑基的时候就会产生路堤边坡失稳现象，尤其是高速路堤边坡现象发生较为频繁。因此把路堤的稳定性提高上去是一项重要的任务，目前提升路堤稳定性的形式比较多，但是他们都受投资和经济因素的影响，使用常规堆载预压处理方式是最优的方法。因此堆载预压施工的时候的稳定性是高速公路施工的核心问题，这和建设公司的经济效益和安全生产有直接关联，也是促进高速公路建设公司经管水平提升的关键所在。
1对软土路基实施处理的标准
对于软土路基的处理形式有多种，特别是高科技的广泛使用更加促进了这些方法的创新，然而对于方式的选择是我们首要关心的问题，我们要保证方法的科学适用性。通常选择的标准为：要考虑投资小、用地面积少、经济效益高、安全性能好等等问题。在方法的实际使用上一定要结合实际情况，例如地质环境、资源使用等等，要确保路基的建设实现资源占用少、资金投入少，而建设的效率和质量又可以实现最优。我们根据以往的软基处理技术来分析，要想使施工后的沉降现象杜绝，修补这个环节是一定要有的。所以对于软土的处理要综合当地的情况，进而选出一个最优的处理方法，这样可将沉降的风险降至最低。
2对高速道路桥梁软基处理施工的稳定性进行有效掌握的方案
2.1在监测的时候的稳定性控制
（1）经验值控制方式。软土地基加载需要许多仪器一起严格监控，在这个环节上监测信息发挥着重要作用，特别是对于施工工序的设置、施工方法的选择、反分析设计和设计水平的提高等方面意义重大。经验值控制是在加载的时候对地基应力（孔隙的水压力、土的压力）、应变（沉降、位移）等资料进行收集，并且和监控指标、定量监控指标两者进行比较，假如与定量标准不符就会发出预警。
此种方法对于稳定控制是最经常使用的。使用某一种或多种观测经验值当作施工时候的软基稳定性的控制值，在实际工程动工中，此种方法的操作比较便利，这也是这种方法被广泛使用的主要原因之一。然而这种方法也存在一定的不足，特别是在理论依据方面对工程判断上缺乏安全性能的考虑。在实际的路堤修建的时候，中心沉降速率要不大于15mm/d、坡角水平位移速率要不大于5mm/d，此时软土路基的稳定性就较差，也存在路堤中心沉降速率不小于15mm/d、坡角水平位移速率不小于5mm/d，这时软土路基的稳定性就较好。
（2）制作控制图的方法。使用经验指标对其实施判断，这样就可以实现对地基的稳定的判断，然而其准确性较差，这样判断就会出现误差。加载的时候沉降速率、侧向位移速率和孔压系数中的其中一项如果比定量指标值大，地基的稳定性能就会比较好。所以我们就要从土体结构破损方面进一步深入分析，结合各项监控数据，对地基稳定作进行控制，进而更好的分析结果。在使用这种方法的时候，对于表面沉降监测数据比较容易取得，这也是人们对此种方法大力推广的原因。
2.2理论分析方法的剖析
软基标准中对于圆弧法的使用上有一定的说明，经过极限高度和强度增长进行正确计算，综合薄层轮加法，进而实现对其稳定性的控制。对于极限填土高度稳定计算结果来说，其准确性与土质抗剪强度指标的选用有直接关系。因为室内抗剪试验数据的准确性有一定的局限性，稳定性计算建议最好使用十字板剪切试验，这样对于取土的干扰可有效的降低，在天然应力形势下，剪切试验的开展，可以对地基土的天然抗剪强度更好的反映出来。
有研究人员使用施工时候的监测数据对参数进行反算，使得参数进行及时调整，强度增长的计算得到了提高，促进动态控制和动态设计的实现，这样对于模拟加载时候制定加载方案有一定的帮助，通过选择合适的方案，进而取得最优的效果。
然而，从整体层面来讲，理论方法对于准确的土质参数指标的汲取受到一定因素的影响，例如计算参数试验取值的准确性、计算的复杂性，理论计算方法使用上存在一定的障碍。
2.3添加剂法的剖析
土壤里面的水分的含量和土壤的稳定性之间的关系是成反比例的，土壤的密度和稳定性之间恰好成正比例关系，然而选择哪种方法可以实现土壤的密度提高、土壤的含水量降低呢？这就需要使用适当的添加剂。一般情况下我们接触的添加剂包含以下几种：石灰、水泥、煤渣等等。石灰水泥之类的添加剂主要是使用化学反应使得土壤的含水量实现降低，促进土壤的密度增加，进而保持土体的稳定性良好。
2.4换填法的剖析
换填法也就是我们所说的人造地基。这种方法的适用范围是小范围作业，假如地基里面有一部分软土，我们就可以把这部分软土替换成质地坚硬、密度较高、稳定性强的土质，之后把这些土质一层层的铺设起来，之后使用人工或者机械设备把他们打压、夯实，直至与标准相符为止，进而实现高质量的人造基地。换填法的适用范围是浅层地基，还有就是部分地形地域使用也比较广泛，比方说坑洞、地基不均匀等等。
3未来稳定性控制方法的发展形势
把理论方法与监测时候的稳定性控制方法融合在一起，使用监测数据反算对参数进行汲取，对施工当中的强度增长问题进行有效的控制，使以往单一的稳定性验算过渡到模拟施工加载的计算方法上，进而促进施工的信息化发展。
综上所述，对于高速公路软基处理技术的发展，我们可对软土实施一些人为改造，促进其强度和稳定性的提高，使其承载力提升。把公路使用期间的沉降、凹陷等现象降至最低，以实现路面交通的平稳顺畅。因为软土布局复杂，土性不好，要想使高速公路与标准要求相符，对于软土地基施工技术的正确使用是关键环节，以实现建设工程整体质量的提高。
参考文献：
[1]林孔锱.预压地基的强度增长与稳定计算问题[J].岩土工程学报， 2014， 20（1）： 93～96.
[2]郑永来，王振宇，钟才根，等.软基路堤填土施工期的稳定性反演分析[J].岩土力学， 2012， 23（2）： 196～200.
[3]楼捍卫，李 亮，杨小礼.基于孔隙水压力的路堤稳定性分析[J].长沙铁道学院学报， 2012， 22（4）： 11～15.
广清高速公路改扩建软基处理设计 第12篇
广州(庆丰)—清远(北江)高速公路改扩建工程,起点位于广州市白云区石井庆丰收费站,沿银盏平原、低缓丘陵区、龙塘河冲积平原、北江冲积平原北行,经清远市清城区龙塘镇与清城区横荷街,路线全长57.560 km。原广清高速公路现有车道数为四车道,路基宽24.5 m,设计车速100 km/h。
本项目部分路段路基设计填土高度达到6 m～7 m,个别路段甚至达到10.6 m。沿线山涧洼地、大燕河一带广泛分布浅层软土,个别路段达到12 m深。软土主要为第四系河漫滩相或沼泽相淤泥、淤泥质土、泥炭土,这类软土分布于平原区、河流谷地和山间洼地。本项目软土多具有含水量高、孔隙比大、高压缩性和低力学强度等特点。原公路对软土路基进行处理,采用了如下方式:1)软土层底埋深较浅的采用抛石挤淤、换填处治;2)软土层较厚的桥头软基路段采用粉喷桩处理;3)对地基承载力要求较高的涵洞构造物采用预应力管桩处理;4)其他软基路段采用袋装砂井处理。从目前现状调查看,全线大部分路段沉降基本稳定,仅局部桥头、涵洞路段沉降尚未稳定,出现桥头跳车的现象,老路纵断面拟合情况也证实了这一点。改扩建工程采用双向八车道整体式路基宽度41.0 m,需要在原四车道路基两侧拓宽。
2 旧路基边坡削坡和台阶开挖
根据以往经验,拓宽高速公路路基时,采用在原右侧硬路肩以较大坡率削坡或在原有路基坡面先清表再开挖台阶的方式。考虑到扩建施工时广清高速仍保持通车,为避免施工过程中开挖路肩与防撞栏影响行车安全,综合应用上述两种方案的优点,本项目确定采用如下削坡清表方案:首先从土路肩外侧以1∶1的较大坡率削坡到1.5 m高度范围,接着沿与原路基边坡平行坡率进行清表,然后在清表后的坡面再开挖台阶的方式(如图1所示)。
台阶的开挖尺寸(宽度和高度)有一定的限制,一方面需要为新旧路堤间提供尽可能多的接触面积,这就要求台阶要多而小;另一方面需要为土工格栅的铺设提供足够的锚固长度,这就要求台阶较宽;同时,为保持施工时旧路基的稳定,台阶又不宜太高。我国几条高速公路加宽工程都把台阶高度控制在80 cm以内,台阶宽度根据边坡坡度确定,在60 cm～200 cm之间。本项目开挖台阶高80 cm,并设向内倾2%的斜坡。对于桥头路段、涵台后、挡土墙路段路基拼接时,由于需要开挖基础,开挖深度大,导致开挖坡度陡,甚至开挖到砂层,需要做好开挖台阶的支护。
3 软基处理设计
扩建工程存在新老路堤拼接的问题,考虑新老地基软土的固结程度不同导致新老路基的沉降差较大,应采取适当的措施。
填土高度大于4 m的扩宽软基路段,采用“二次平台”施工技术。即新路基填筑到一定高度后,再处理旧路基边坡部分的复合地基,如图1所示。该方法有如下优点:尽量增大软基处理范围,基本覆盖拓宽车道下方;并且对原土路肩及路基边坡欠压实部分进行重新压实,因而可以减少拓宽路基的沉降。
复合地基设计参数:1)水泥搅拌桩:直径0.5 m,正三角形布置;新建和扩宽部分间距S2=1.2 m～1.4 m,现有道路边坡宽度范围内的水泥搅拌桩的间距S1稍微大一些,为1.3 m～1.5 m。桩底穿透软土进入下卧层不小于0.5 m,桩顶设置60 cm砂垫层。2)素混凝土桩:直径为0.4 m,呈正三角形布置;在新建和扩宽部分,素混凝土桩间距S2=1.5 m～1.8 m,现有道路边坡宽度范围内的素混凝土桩的间距S1=2.0 m～2.2 m。素混凝土桩桩底穿透软土进入下卧层不小于1.0 m,桩顶设置60 cm碎石褥垫层。褥垫层内铺设两层双向土工格栅,顶部铺设一层,中下部铺设一层,格栅层间距30 cm。高路堤软基段复合地基处理见图1,图2。
广东省大部分高速公路采用土工合成材料来加强路基的稳定。本项目扩建采用如下种类的土工合成材料:1)对采用换填、堆载预压处治的一般软土路段,设置层数1层～3层中等强度的单向土工格栅;2)对水泥搅拌桩复合地基,采用较高强度的双向聚酯土工格栅加强褥垫层作用;3)对素混凝土桩复合地基,采用较高强度的双向钢塑土工格栅加强褥垫层作用。
4 软基路段路基拼接填筑与加宽
对复合地基处理软基路段,桩体施工完毕28 d后,经检测合格方可进行路基填土施工。路基填筑采用“薄层轮加法”,即在第一级快速填土至极限高度后,余下的加载高度按碾压机械要求厚度分层填筑,分段设计每次铺设长度、起始时间,使其与地基强度增长相协调,按预压时间长短组织施工计划,充分利用每薄层填土使地基土的强度增长进行加载,以达到安全、快速施工的目的。本项目极限填土高度为2.0 m～3.5 m,6 m填土高度的路基需要4个月～6个月的填筑时间,每层填土时间一般间隔7 d。
此外,高速公路扩建工程软基路段施工还应注意以下几个方面:1)对沉降量大的路段,路堤填筑至设计高程时,侧坡余宽和边坡率应留有余地,使其压实宽度大于路基设计宽度,进行加宽填筑;2)在开挖台阶处每隔一级台阶横向铺设一层单向高强土工格栅,长度为8 m。对于采用复合地基处治的软土路基,为了避免桩穿过土工格栅,除了在桩顶按照软土路基设计设置双向土工格栅外,仅需要在桩顶以上的台阶处隔台阶布设土工格栅;3)为保证土工格栅的正常使用和对开挖边坡加固,在设置土工格栅的台阶内侧设置长1.5 m的 ϕ16锚杆。锚杆连接土工格栅,打入土中,间距2 m;4)高速公路拓宽工程中对于拼接路基的压实是施工质量的重点,在填筑中,应按有关规范控制好填土的压实度。
5 软基路段监测
为保证广清高速拓宽施工能顺利进行,掌握路堤在施工中的变形动态,施工期间必须动态观测路基的沉降与稳定。建议在如下路段设置监测断面:1)软土深度较深及性质极差的路段;2)填土高度最高路段或填土高度较高且软土深度较深的危险路段;3)桥头搭板尾端;4)距桥头50 m左右处;5)涵洞、挡土墙、气泡轻质土路段;6)鱼塘等浸水路段;7)半填半挖及纵横向软土分布变化较大的路段;8)软土零星分布路段。除上述路段外,连续、均匀分布的一般软土路段可根据处治措施和桥涵设置情况按100 m～300 m左右间距设置监测断面。对重点路段试验段宜进行下面观测项目的监测:1)采用沉降板和分层沉降标进行沉降观测。2)水平位移观测:地面水平位移采用位移边桩观测;地基土体水平位移采用测斜管观测。3)土压力观测:待复合地基桩施工完毕后及时埋设土压力盒,在初读数稳定后,才可以进行其上的填筑工作。4)孔隙水压力观测:待软基处理施工完毕后、垫层顶填土前,采用钻孔埋设法及时埋设孔隙水压力计。
由于孔隙水压力、土压力和分层沉降监测要求高,费用昂贵,实际工程中建议采用沉降速率和侧向位移两个指标进行双控监测。观测频率视不同时期、填土高度和监测资料分析结果而定。
6 结语
高速公路改扩建软基路段处理的关键在于保持施工时旧路基稳定和减少新旧路基衔接处的工后沉降。需要根据路基设计填土高度、软土赋存状况和主要物理力学性质指标,结合路基工程对变形的要求,旧路软基处理方式,对旧路基坡面开挖、扩建软基处理以及排水途径的完善等方面来综合考虑拓宽的设计。在广清高速改扩建中,软基路段新老路基拼接的处理措施主要有:选取合适的软基处理方法并保证施工质量、边坡削坡和台阶开挖、土工合成材料的应用、采用高强度的路基填料、路堤的压实度控制等等。
摘要：以广清高速公路北段改扩建工程软基处理设计为依托,介绍了高速公路软基路段改扩建需注意的问题,包括旧路基边坡削坡和台阶开挖、软土路基处理、路基拼接填筑与加宽、软基路段监测等,积累了相关设计经验,为减少新旧路基之间的不均匀沉降提供了保障。
关键词：高速公路,改扩建,软基处理
参考文献
[1]广东省公路勘察规划设计院有限公司.广州(庆丰)至清远(北江)高速公路改扩建工程施工图设计[R].2009.
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