鄒玉龍

(重慶高速公路集團(tuán)有限公司渝東建設(shè)分公司)

1 引 言

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,帶來(lái)了交通的發(fā)展。高速公路的建設(shè),作為交通發(fā)展的一個(gè)重要分項(xiàng),有著投資大,作用大和影響大的“三大”特點(diǎn)。一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,必將導(dǎo)致巨大的損失。

高速公路建設(shè)中,對(duì)路基的處理尤為重要。軟土路基,是高速公路不良路基中經(jīng)常遇到的一種,正確的看待和有效的處理,是高速公路從業(yè)者高度重視的問(wèn)題。

2 高速公路路基處理的基本原則

由于高速公路路堤高度一般都會(huì)超過(guò)軟土填土的極限高度,同時(shí)軟土在大交通量,重載車(chē)輛的作用下,路基容易產(chǎn)生側(cè)向膨脹擠出滑動(dòng),基底沉降現(xiàn)象也比較嚴(yán)重,必須對(duì)其處理。對(duì)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(yù)壓,不作深層的處理,以自然沉降的方式逐漸達(dá)到路基穩(wěn)定。這是一種既簡(jiǎn)單又十分經(jīng)濟(jì)的方法,但是由于我國(guó)公路基本建設(shè)的資金和工期的特點(diǎn),一般較難以實(shí)現(xiàn); (2)倘若施工工期緊迫,時(shí)間有限,除非個(gè)別低路堤地段的高度在臨界高度以下,此時(shí)可不作地基處理。在橋梁采用的基礎(chǔ)處,其余軟土都需采用不同方法處理,有時(shí)還需進(jìn)行多種方案的有機(jī)組合。

3 軟基處理的幾種措施

3.1 砂墊層法

砂墊層法用于軟土距地面不深且厚度薄時(shí) ,不必采用深層處理或僅用堆載加壓使其達(dá)到沉降穩(wěn)定。砂墊層的作用是為了加固地基和增強(qiáng)排水。其材料一般選用砂、砂石墊層的材料,宜采用級(jí)配良好、質(zhì)地較堅(jiān)硬的粒料,其顆粒的不均勻系數(shù)最好不能小于 9,采用的潔凈、透水性良好的中、粗砂其含泥量不應(yīng)大于 5.5%,而且需將其中植物、雜質(zhì)剔除干凈;或者采用天然級(jí)配砂礫料,其最大粒徑小于或等于6cm,礫石強(qiáng)度大于或等于四級(jí)。

其具體施工方法為:(1)將砂料運(yùn)送到各即將攤鋪的土基上,用小型推土機(jī)攤鋪并整平,攤鋪后灑水適當(dāng),再分層壓實(shí),壓實(shí)厚度宜為 0.15～0.2m。如采用砂礫石,應(yīng)使之無(wú)粗細(xì)粒料分離。(2)砂墊層寬度應(yīng)寬出路基邊腳 50～100cm,兩側(cè)端以片石護(hù)砌或采用其他方式防護(hù),以免砂料流失。(3)砂墊層的壓實(shí)度,須達(dá)到相對(duì)密實(shí)度的 85%以上。因此要調(diào)整控制最佳含水量(一般為 7%～13%)。道路工程砂墊層均采用碾壓法施工并找平后,先用推土機(jī)排壓,然后用 100kN以上壓路機(jī)往復(fù)碾壓。人工配合找平和修理邊坡。

3.2 袋裝沙井法

袋裝沙井法是利用路堤重量,分層加載,使軟土因其孔隙水排出后而逐漸固結(jié),地基因此產(chǎn)生壓密沉降,強(qiáng)度也隨之提高的一種方法。其材料一般選用滲水率較高的中、粗砂,粒徑大于0.5mm的砂的含量宜占總重的 60%以上,含泥量應(yīng)小于或等于 3.5%,滲透系數(shù)應(yīng)大于或等于6×10-3cm/s。砂袋應(yīng)采用具有良好的透水性,裝砂后砂袋的滲透系數(shù)應(yīng)不小于砂的滲透系數(shù)且韌性和耐水性好及抗拉強(qiáng)度能保證承受砂袋自重的聚丙烯或其他適用的編織料縫合而成。

袋裝沙井法的主要施工機(jī)械為:履帶臂架式吊機(jī)導(dǎo)架式和軌道門(mén)架式振動(dòng)打樁機(jī)。待門(mén)架打設(shè)機(jī)就位后,在空心套管下端插入混凝土樁尖,開(kāi)動(dòng)振動(dòng)錘,將套管沉入土中,在達(dá)設(shè)計(jì)深度后停止,將已裝好的砂袋從套管側(cè)孔中徐徐送入管中,達(dá)設(shè)計(jì)深度后,然后將套管拔出到砂墊層以上,砂袋留在土孔中,埋砂袋頭。到此為一個(gè)樁位的施工,將套管移動(dòng)至另一樁位,按照上述程序重新開(kāi)始施工。

3.3 塑料排水板施工

一般來(lái)說(shuō),塑料排水板施工是將將 0.1m寬、厚 3～5mm的塑料板插入軟土層中,板中設(shè)有深溝,土中孔隙水在受壓情況下順溝排出。塑料排水板應(yīng)采用原生塑料制成,以保證質(zhì)量均勻性和一致性,不致在施工時(shí)拉斷和折裂;插入土中時(shí)要按設(shè)計(jì)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(jī)械,基本上可與袋裝砂井打設(shè)機(jī)械,同類(lèi)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沙井法的施工步驟類(lèi)似。

袋裝沙井法和塑料排水板法一般都能起到排水固結(jié)作用,而且由于價(jià)格低,施工器具簡(jiǎn)單,可施工性好,效果也不錯(cuò),因此二者都已成為公路軟土地基深層處理的常用方法。相對(duì)而言,袋裝砂井適用性更廣,更被優(yōu)先選用。

3.4 土工織物法

土工織物法是指利用編織式土工格柵或土工布,鋪設(shè)于軟基表面,通過(guò)土工織物改變調(diào)整土層之間的應(yīng)力,增加軟基的穩(wěn)定性,減少路基基底不均勻沉降,減少總沉降量。一般在鋪設(shè)施工時(shí),多采用張拉施工,并將兩端錨固為佳。

主要施工方法為:(1)在平整好的下承層上,鋪設(shè)路堤底寬全斷面的土工聚合物,攤鋪時(shí)應(yīng)緊貼下承層,拉直平順,不使之出現(xiàn)折皺、扭曲和重疊等現(xiàn)象。在斜坡上攤鋪時(shí),還應(yīng)保持一定的松緊度;(2)鋪設(shè)土工聚合物時(shí),應(yīng)在路堤每邊各留足夠長(zhǎng)的錨固區(qū)間,回折覆裹在壓實(shí)的填料面上時(shí),應(yīng)保持平整順適,外側(cè)用土覆蓋,以免被破壞;(3)應(yīng)保證土工合成材料的整體性,采用縫接法時(shí),縫接寬度應(yīng)不小于8cm;采用粘接法時(shí),其粘接寬度不應(yīng)小于8cm,粘合強(qiáng)度應(yīng)不低于土工合成材料的抗拉強(qiáng)度;當(dāng)采用搭接法連接時(shí),其搭接區(qū)間長(zhǎng)度宜為35～95cm的范圍內(nèi);(4)當(dāng)施工中發(fā)現(xiàn)土工合成材料存在破損時(shí),必須立即對(duì)其修補(bǔ)好;(5)土工合成材料在存放以及施工鋪設(shè)過(guò)程中應(yīng)盡量避免長(zhǎng)時(shí)間曝曬或暴露,以免導(dǎo)致其性能劣化,降低效果;(6)雙層土工合成材料上、下層接縫應(yīng)交替錯(cuò)開(kāi),錯(cuò)開(kāi)長(zhǎng)度不應(yīng)小于 0.8 m。

3.5 復(fù)合地基法

復(fù)合地基是指天然地基在地基處理過(guò)程中部分土體得到增強(qiáng),或被置換,或在天然地基中設(shè)置加筋材料,加固區(qū)是由基體(天然地基土體)和增強(qiáng)體兩部分組成的人工地基。外界荷載效應(yīng)由天然地基和增強(qiáng)體共同承受。由于復(fù)合地基法適用性廣,施工簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn),在地基處理中被廣泛應(yīng)用。

4 工程實(shí)例

某高速公路經(jīng)過(guò)區(qū)域位于長(zhǎng)江沖擊洪積平原區(qū),上部土層主要為低液限粘土,由于其含水量高、強(qiáng)度低、可壓縮性強(qiáng),會(huì)使路基產(chǎn)生過(guò)大的變形和沉降。因此有必要對(duì)其進(jìn)行軟基處理?？紤]到軟弱土地基的范圍不算很大,且當(dāng)?shù)厥a(chǎn)石灰?guī)r,再結(jié)合經(jīng)濟(jì)指標(biāo),決定采用復(fù)合地基法對(duì)其加固處理:軟基施工采用壓密注漿,壓密灌漿孔徑為 80～120mm,灌漿深度為9m,密度為1.5m×1.5m,再在上面覆蓋35cm的碎石墊層。

依據(jù)規(guī)范規(guī)定的軟弱土路基穩(wěn)定及沉降計(jì)算方法及安全系數(shù)要求,參照地質(zhì)勘察資料提供的軟弱土地基土體的相關(guān)物理力學(xué)參數(shù),選取三個(gè)典型斷面,對(duì)軟弱土地基穩(wěn)定性、工后沉降、總沉降三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算分析。

表1 未加固前

表2 加固處置后

對(duì)比表 1與表 2,可以明顯的看出,采用復(fù)合地基法配合碎石墊層,可以有效的改善軟弱土體的重要指標(biāo),達(dá)到高速公路路基的建設(shè)要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)高速公路軟基處理的幾種方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析介紹,并對(duì)其注意的問(wèn)題、特點(diǎn)和適用范圍作了說(shuō)明,對(duì)今后高速公路軟基的處理有一定的借鑒意義。

[1] 楊昊.沈大高速公路改擴(kuò)建工程軟土地基處理的設(shè)計(jì)思路和施工控制要點(diǎn)[J].東北公路,2002,(2)

[2] 林彤.粉噴樁加固軟基的試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué),2000,(2)

[3] 高玉杰.復(fù)合地基作用機(jī)理的試驗(yàn)研究.長(zhǎng)安大學(xué),2000.

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