陳建斌

摘要:隨著公路建設的迅猛發(fā)展,軟基修建高速公路工程越來越多。因此對軟土路基處理問題已成為影響工程造價和道路使用質量的突出問題。本文通過對公路軟弱地基相關概念論述,提出了公路軟弱地基處理方法及處理時的相關適用條件。

Abstract: With the fast development of the road construction, the highway construction on the weak ground is becoming more and more. Thus the treatment methods of the weak ground have become important problems that affect the project cost and the quality. The thesis illustrates the definitions of the weak ground, and proposes the treatment methods and the related applicable conditions.

關鍵詞:公路軟弱地基;處理方法;壓縮性;滲透性;沉降

Key words: highway weak ground; treatment method; compressibility; permeability; settlement

中圖分類號:U416 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)04-0253-01

1公路軟弱地基相關概念論述

1.1 軟弱地基的概念

軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構成的地基。它是指基本上未受過地形及地質變動;未受過荷載及地震動力等物理作用或土顆粒間的化學作用的軟粘土、有機質土、飽和松砂和淤泥質土等地層構成的地基。

1.2 軟弱地基處理的概念

隨著我國國民經濟的飛速發(fā)展,在軟土地基上修建公路的數(shù)量越來越多。對軟土地基進行處理,已引起設計、施工和管理人員的高度重視,近年來工程實踐已積累了大量的第一手資料。人們對軟土的種類及其性質有了比較統(tǒng)一的認識,根據(jù)公路地基軟土的不同特征、分布情況和地理環(huán)境等因素,可采用一種或兩種以上的軟土地基處理方法。

1.3 軟弱地基處理的目的

建造公路與橋梁等構造物時需解決的地基問題,概括地說,包括以下四個方面:

(1)強度及穩(wěn)定性問題。當?shù)鼗目辜魪姸炔蛔阋灾紊喜拷Y構的自重及外部荷載時,地基就會產生局部或整體剪切破壞。它會影響公路的正常使用,甚至會引起構造物的開裂或破壞。(2)壓縮及不均勻沉降問題。當?shù)鼗谏喜拷Y構的自重或外部荷載的作用下產生過大的變形時,會影響公路的正常使用,特別是當超過公路等構造物所能允許的不均勻沉降時,構造物可能開裂破壞。沉降量較大時,不均勻沉降往往也較大。濕陷性黃土遇水而發(fā)生劇烈的變形就屬于這一類。(3)滲漏問題。地基的滲漏量或水力梯度超過允許值時,會發(fā)生水量損失,或因潛蝕和管涌而可能導致公路與橋梁等構造物的失穩(wěn)。(4)液化問題。地震、機器、車輛的振動以及波浪作用和爆破等動力荷載可能引起地基土,特別是飽和無粘性土的液化、失穩(wěn)和震陷等危害。這類地基問題也可能分別概括于上述穩(wěn)定和變形問題中,是由于動力荷載引起的。

2公路軟弱地基處理方法

軟弱地基處理有許多種不同的方法。例如:按處理效果可分為臨時處理和永久處理;按處理深度可分為淺層處理和深層處理;按處理對象土性劃分為砂性土處理和粘性土處理,飽和土處理和非飽和土處理;按處理的方式又可分為化學處理和物理處理等。一般按照地基處理機理進行分類。

3選擇處理方法時考慮的條件

3.1 地基條件

(1)砂質地基。(2)粘土質地基。

3.2 地基構成條件

(1)軟土層的厚度。(2)夾有排水層(砂層)的軟土層,厚度較薄(3-4米)的情況,縮短固結排水距離,加速沉降,能充分獲得由固結產生時的附加強度,所以不必采用豎向排水井或砂子加實樁,僅作表層處理或填土預壓即可。即使厚度僅有5cm左右的砂層也有排水效果,不可忽視。(3)軟土層厚又無排水層(砂層)的情況,用豎向排水井作沉降處理。(4)砂層在淺層,其上有厚的堆積(4米以上)的軟弱粘性土層的情況,僅需作沉降處理,方法為堅向排水井、填土預壓等。

3.3 道路條件

所謂道路條件是指道路性質(行駛速度和交通量)、道路幾何形狀(填土寬度和高度)及道路位置(一般位置還是與構造物連接處)等。

3.4 施工條件

材料采集的難易程度及其經濟性是選定軟基處理方法時必須考慮的,特別應研討與材料關系密切的下列幾種施工方法:

(1)砂墊層法。(2)挖掘置換法。(3)反壓護道。增加必要的填土土源和占地。(4)填土預壓法。所需加載填土材料的采集和卸載過后的搬走。(5)豎向排水井法。當用砂困難時,常采用塑料板替代砂樁。(6)灰樁法。相對而言單價較高,運距長時更影響造價。

3.5 要保證施工機械在工地上有足夠的工作面。

3.6 施工深度。換土的合適深度,用人工挖掘時為3米,用填土自重強制置換和爆破強制置換時為7-10米。超過上述深度,一般不宜使用。豎向排水法、砂樁法等的施工深度為20-40米,超過這一深度進行改良則不經濟。

3.7 對周圍環(huán)境的影響。施工時的振動噪聲、四周地基的擾動、地下水的變化、排出的污泥水,或因使用藥液對地下水的污染等,在選定方法時應進行充分深入的研究。

4結論

軟弱地基處理的重要意義

地基與建筑物的關系非常密切。據(jù)調查統(tǒng)計,世界各國在土木、水利、交通等類工程事故中,地基問題常常是主要原因。

地基雖不是建筑物本身的一部分,但它在建筑中占有十分重要的地位。地基問題的處理恰當與否,不僅直接影響建筑物的造價,而且直接影響建筑物的安危,即它關系到整個工程的質量、投資和進度,因此其重要性已愈來愈多地被人們所認識。

我國地域遼闊,從沿海到內地,由山區(qū)到平原,分布著多種多樣的地基土,其抗剪強度、壓縮性以及透水性等因土的種類不同而可能有很大差別。各種地基土中,不少為軟弱土和不良土。隨著我國經濟建設的迅速發(fā)展,不僅事先要選擇在地質條件良好的場地上進行建設,而且有時也不得不在地質條件不良的地基上進行修建;另外,隨著科學技術的日新月異,結構物的荷載日益增大,對變形的要求越來越嚴,我們不僅要善于針對不同的地質條件、不同的結構物選定最合適的基礎型式、尺寸和布置方案外,更善于選取最恰當?shù)牡鼗幚矸椒?不斷推廣和發(fā)展各種地基處理技術。提高地基處理水平對加快基本建設速度、節(jié)約基本建設投資具有重大意義。

參考文獻:

[1]竇宜,等.自重應力作用下飽和粘土的固結變形特性[J].巖土工程學報,2006.