摘要:軟土地基對高速公路施工修建是一種常見的通病,處理不好嚴重影響公路質量。本文就軟土路基提出幾中常見的處理方法,對保證高速公路質量具有重要作用。
關鍵詞:高速公路;軟土;方法
隨著我國經濟的高速發展,汽車大量增加,公路建設的重要性已經被國家當作重點來建設,而在修建公路特別是沿海地區會遇到很多不同的問題。
一、軟土就是其中的一種。
所謂軟土是指強度低、壓縮性高的軟弱土層,可將其分為軟粘性土、淤泥質土、淤泥、泥炭質土及泥炭5種類型,習慣上把前3種總稱為軟土。這個路基的土的特性是強度低、固結慢、變形大、壓縮性高。在軟土上修建公路如果對軟土路基處理不當或不加以處治,會產生一系列的問題,如地基抗剪強度不夠引起路堤側向整體滑動,邊坡外側土體隆起,橋頭路堤縱向沿路線向河床方向產生整體滑動,導致橋臺破壞;人工構造物與路堤銜接處產生差異沉降,引起橋頭跳車及路面破壞;路基底面沿橫向產生盆形沉降曲線,導致路面橫坡變緩,影響橫向排水等等。
二.對待處理軟土地基有許多種方法,現在探討以下幾種方法:
砂墊層法、高壓噴射注漿法、排水固結法、粉噴樁、預壓法、加筋法、高真空擊密法、拋石擠淤法等等。
1.砂墊層法
鋪筑砂墊層是軟土地基常用的淺層處治辦法,通常適用于軟土過濕地表面,形成填土的底層排水,在一定程度上能加固地基,補償土中抗剪強度的不足,可防止由于局部承載力喪失而引起的路基填土與軟土地基相互混雜,減少路堤的不均勻沉降。為保證砂墊層本身的滲透性,一般應采用級配良好的中粗砂,并且要求含泥量不超過5%,無雜質和有機質混入,砂墊層厚度一般為30cm~50cm。為了保證砂墊層的滲水作用,在砂墊層上應該填一層粘性土封住水不讓水返上路基。在路基兩側要修好排水溝,通過砂墊層滲出的水通過排水溝排出路基外,保持路基的穩定。
2.高壓噴射注漿法
高壓噴射注漿技術是一種結合了化學注漿技術和高壓射流切割技術的加固松軟土體的應用技術。工程中采用鉆機先鉆進至預定深度,再通過帶特殊噴嘴的注漿管將水泥漿液高壓噴出,以噴射流切割攪動土體,同時鉆桿邊旋轉邊提升,造成一個均勻的圓柱狀水泥土固結體,從而達到提高地基承載力,減少地基的變形,達到地基加固的目的。
3.排水固結法包括塑料板排水固結法和袋裝沙排水固結法
3.1塑料板排水固結法
塑料板排水固結法是將帶狀塑料排水板用插入機將其插入軟土中,然后在土基面上加載預壓,土中的水沿塑料板的通道溢出,從而使地基得到加固的方法。這種方法的優點是:排水板是工廠生產的,質量容易控制,成本較低,施工機具重量較輕,效率較高,可在超軟地基上使用,無需濾砂工藝和設備。
3.2袋裝沙井排水固結法
袋裝砂井是采用錘擊沉入鋼管或振動壓入鋼管至設計所要求的深度后,將已裝入砂的砂袋(砂袋為聚丙烯編織袋)垂直放入管內,然后拔起鋼管,利用砂袋的自重將自動開啟門打開,隨著鋼管向上移動、拔出,袋裝砂井在成孔內形成,然后在砂井頂部鋪以砂墊層路堤壓載,以使土中的水沿砂井排出,縮短軟基固結時間。
4.粉噴樁、旋噴樁
粉噴樁是樁復合地基是一種新型的地基加固處理技術,它是利用水泥(石灰或粉煤灰等)作為固化劑,通過深層攪拌機械,在地下深層將水泥等漿液或粉體經攪拌后產生化學和物理作用后形成的樁體,并與樁周的加強土體形成復合地基,以增加地基承載力、壓縮模量和抗剪力,可承擔外部較大的荷載。這種方法施工速度快,加固深度大、效果好、對周圍環境污染少,因而目前較多地用于公路結構物及結構物與中期過渡地基處理工程。粉噴樁目前在我國已廣泛用于工業與民用建筑的地基處理、鐵路、公路及市政工程的軟土地基加固,它具有設備簡單、用工省、見效快、成本低,施工過程中無振動、無污染,對周圍環境無不良影響等優點,有顯著的推廣價值。
5.預壓法包括真空預壓和堆載預壓
5.1真空預壓
真空預壓是以大氣壓作為預壓荷載,對地基土進行抽氣,在土中造成一定的真空度
形成大氣壓力與真空壓力的差值作用,將土中一部分水抽出,從而使地基土固結而加固。如果設置排水砂井,還可將孔隙內的水加速排出。
5.2超載預壓
在地基上堆放重物(水、土、砂、石等)進行預壓。當堆載超過計劃建造的建筑物荷載時,稱為超載預壓。預壓所需時間的長短取決于地基土層的滲透特性、厚度和預壓荷載的大小等因素。這些因素可以根據地基固結理論進行計算預計。施工時應監測地面沉降和土中孔隙水壓力的消散情況,對預壓加以控制。
有時候對不同的道路應用真空一堆載聯合預壓法,使路基安全可靠,填土速度加快,從而縮短填筑期和預壓期。它是利用真空應力和豎向排水體加速軟土固結。通過抽真空形成負壓,對于道路而言,可利用路基填土做堆載,使土體在真空荷載和堆載聯合作用下發生固結。同時,由于真空產生負壓,使土體產生側向收縮變形,可以抵消因堆載引起的側向擠出變形,土體不會因荷載大而破壞
6.加筋法
加筋土是將抗拉能力很強的土工合成材料埋置于土層中,利用土顆粒位移與拉筋產生摩擦力,使土與加筋材料形成整體,減少整體變形和增強整體穩定。由于土工織物受拉作用,調整了基底應力分布,地基側向位移和沉降卻相應減少,地基穩定性就大大提高。
7.高真空擊密法
高真空擊密法是一種快速加固軟土地基的新技術,它是通過數遍的高真空,并結合數遍合適的變能量擊密,達到降低土體的含水量,提高密實度、承載力,減少地基工后和差異沉降量的目的??焖俑哒婵論裘芊ㄜ浀鼗幚矸椒ㄊ巧虾8蹫耻浀鼗幚砉拘焓魁埖陌l明專利,其具有工期短、造價低、質量可控的優點,近年來在機楊,道路,高速公路的建設上都得到廣處應用。
8.拋石擠淤法
在路基底部拋投一定數量片石,將淤泥擠出基底范圍,以提高地基的強度。這種方法施工簡單、迅速、方便。本法適用于常年積水的洼地,排水困難,泥炭呈流動狀態,厚度較薄,表層無硬殼,片石能沉達底部的淤泥或厚度為3~4m的軟土;在特別軟弱的地面上施工,由于機械無法進入,或是表面存在大量積水無法排除時;石料豐富、運距較短的情況等。
三、結語
軟土地基處理的目的主要是使路堤不會產生局部和整體剪切破壞,以致路基坍塌,滿足強度及穩定性要求;公路使用期不致發生較大的沉降和不均勻沉降,以保證路面結構完整和車輛高速平穩行駛,由于軟土分布情況較為復雜,軟土尤其是淤泥的土性較差,而高速公路要求路堤的穩定和沉降標準較高,因此,軟土地基處理設計對整個工程的質量至關重要。進行軟土地基處理,特別是軟土層較厚的地基,處理的方式是否到位,對工程的施工質量、工程進度和工程造價有著直接的影響。綜上所述,對于軟土地基處理采用什么方法應根據不同的地質條件、施工條件、土質、物理、力學性能等綜合考慮,同時還應考慮其施工的方便性、可行性及經濟性。
參考文獻
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