黎翠英
(廣西斌豪建設(shè)發(fā)展有限公司,廣西 南寧 530001)
所謂軟土,是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土。在我國南方地區(qū)修建的公路中,相當(dāng)一部分建在軟土地基上,以廣西為例,東南及沿海地區(qū)水田、河溝分布較廣,公路建設(shè)中就經(jīng)常遇到軟塑或流塑狀態(tài) (液性指數(shù)1L≥0.5)的粘性土。對于軟土路基,若不加以特別處理,會引起填方路堤施工后沉降或不均勻沉陷,造成路面縱橫坡變碎,平整度下降,導(dǎo)致行車顛跛等,直接影響到公路建設(shè)的質(zhì)量與建設(shè)工期,因此,如何預(yù)防及處理好軟土路基成為公路建設(shè)中至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。
公路建設(shè)中,當(dāng)路堤修筑在天然的軟土地基上時,若路堤填高超過極限高度,為保證路堤的安全填筑及正常使用,必須對路堤或地基采取加固處理措施。
軟土地基的路堤即便滿足穩(wěn)定性要求,不發(fā)生滑塌,但施工過程中以至填筑完成后因軟土壓縮性大,軟土地基在路堤自重作用下也會造成沉降,且該沉降會在相當(dāng)長時期內(nèi)持續(xù),大大超過一般路堤的沉降量。即使路面完工后還可能繼續(xù)產(chǎn)生沉降,影響路面的縱、橫斷面,難于保證其平整性,引起路面結(jié)構(gòu)的破壞。
軟土路基因其變形大、強(qiáng)度低、同結(jié)慢等特點,成為公路路基施工中的難點,因此,要保障公路路基施工質(zhì)量,對軟土路基的科學(xué)處理尤為重要。因強(qiáng)度不足或變形過大,將導(dǎo)致地基抗剪強(qiáng)度不夠引起路堤側(cè)向整體滑動,邊坡外土體隆起,路基差異沉降,引起跳車。路堤的變形以及地下水位過高,將導(dǎo)致路面的破壞,給公路的使用造成安全隱患。
目前我國公路施工中常用的軟土路基處理技術(shù)主要包括以下幾種:塑料排水板法、排水砂墊層法、袋裝砂井加固法、排水砂井法、土工織物鋪墊法、超載預(yù)壓法、粉噴樁+土工格柵+超載預(yù)壓等,每種方法都各自特點及優(yōu)勢,能滿足不同公路設(shè)計的要求。如,塑料排水板是帶有孔道的板狀物體,通過其在土中的插入使軟土路基形成豎向排水通道,加快軟土路基的固結(jié),該法具有施工快捷、簡單、應(yīng)用廣泛等特點,是現(xiàn)代公路施工中較為常用的方式之一。排水砂墊層法主要針對路基上部軟土層極薄且含水量大的路基所采用的路基處理方法,是在軟土地基頂面鋪設(shè)厚度0.6~1.0m的砂墊層作為軟土層固結(jié)所需要的上部排水層,以加速沉降的發(fā)展,縮短固結(jié)的過程。其主要應(yīng)用于淤泥之類高含水量的超軟弱地基,通過在砂井及其他深層加固法之前進(jìn)行土工織物鋪墊可作為前期處理,以提高施工的可能性。袋裝沙井加固處理軟土路基是通過人為的形成排水通道,縮短排水距離,使垂直排水變?yōu)樗脚潘探Y(jié),使軟土的固結(jié)加快,從而提高路基的抗剪強(qiáng)度。該方式主要是通過挖除還填、設(shè)置墊層、袋裝沙井、土工格柵、超載預(yù)壓等分項工作來實現(xiàn)軟土路基的處理,其選用滲水率較高、分選性好的中粗砂沙料進(jìn)行充填,以此保障軟土路基的排水,加快軟土路基的固結(jié),該法是高等級公路軟基處理中較為成熟的方法之一,施工簡便,費用較低,加固效果較好。超載預(yù)壓法是利用路基荷載對地基施加應(yīng)力使之不斷沉降且漸趨穩(wěn)定,該法是軟基處理中最經(jīng)濟(jì)的方法,它加固效果實在.減少工后沉降量作用明顯。由于該項目軟土層中普遍存在砂夾層或下臥砂層,固結(jié)排水條件較好,因此只要有一定的預(yù)壓期。就可達(dá)到排水固結(jié)的目的,從而節(jié)省大量的工程處治費用。
某軟土路基以海水倒灌及海水漫流所形成的沉積物為主,以及流塑和軟塑狀淤泥質(zhì)低液限粘土(亞粘土),并夾有低液限粉土(亞砂土)、粉細(xì)砂透鏡體。施工中,依據(jù)舊路路基檢測結(jié)果及新建路基軟土地基土層分析結(jié)果,確定該軟土路基設(shè)計原則如下:1)改善下臥淤泥質(zhì)土層的地基承載力,使復(fù)合地基承載力值大于設(shè)計要求值120kPa;2)保證新建路基殘余沉降值大于10cm,特殊路段30cm。
根據(jù)該段軟土路基特點,決定采用擠密碎石樁+填土預(yù)壓+固結(jié)排水的綜合處理方法。具體為:1)為保證排水暢通,先在路基兩側(cè)設(shè)置邊溝。2)采用擠密碎石樁處理軟土地基部分,處理至排水溝內(nèi)側(cè)。3)路基鋪設(shè)40cm厚碎石墊層。4)鋪設(shè)土工織物并填筑路基至路床頂設(shè)計標(biāo)高。5)為保證路基高度,靜載預(yù)壓時間>180d。6)預(yù)壓期內(nèi)保證邊溝排水,嚴(yán)防海水倒灌。
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首先行試樁試驗,以確保擠密碎石樁的處理效果,試驗結(jié)果詳見表1、表2。碎石樁參數(shù)為:等邊三角形布置、樁徑0.50m、間距1.20m,樁底控制至持力層,工作面內(nèi)樁長用“當(dāng)歸法”內(nèi)插控制,最長樁長小于15.0m。
由如上試樁前后比較可見,碎石樁不但能加速地基沉降,還能改善原狀土體壓縮模量,從而提高地基穩(wěn)定性、控制地基的殘余沉降。粉噴樁處理路段采用標(biāo)準(zhǔn)貫入法對粉噴樁體及樁間土進(jìn)行承載力檢測。對粉噴樁樁體及附近樁間行抽檢試驗,完成粉噴樁體875根、樁間土961根的標(biāo)貫試驗。復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為161kPa。路基填筑高度2.5m,按2.0m超載設(shè)計,推算設(shè)計荷載為120kPa,由檢測數(shù)據(jù)結(jié)果可見,復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前,該路段路基穩(wěn)定,路面平整、無開裂,頭部位也下沉及橋頭跳車現(xiàn)象,軟基處理效果良好。
影響路基穩(wěn)定性的一個重要因素為路基沉降,不均勻沉降會造成路基不均勻變形甚至開裂破壞,因此加速路基沉降速度與同步性極為重要:1)施工期路基沉降不均勻且速度較快,施工車輛與碎石樁施工的振動原狀地基起到了加速排水固結(jié)及沉降速率的作用,可促進(jìn)路基的初步沉降。2)確保路基整體沉降及同步沉降的重要階段為預(yù)壓期,此階段必須控制填土速度,保證路基填土高度,確保預(yù)壓靜載力及沉降效果??梢栽试S當(dāng)?shù)剀囕v通行進(jìn)行運營性預(yù)壓處理,從而加速路基沉降速率。3)碎石樁既能提高復(fù)合地基承載力,還能作為排水通道保證固結(jié)排水效果,因此為起到良好的排水固結(jié)效果,在碎石樁施工前期需設(shè)置排水溝,以確保排水溝與碎石樁施工墊褥層間的排水順暢。4)埋設(shè)4根分層沉降標(biāo),通過數(shù)據(jù)分析,沉降量多在2~4這三層范圍內(nèi)發(fā)生,且施工期沉降速率快,隨著填土堆載預(yù)壓時間的增加,沉降量基本呈線性均值變化,并趨于穩(wěn)定。
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