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        公路軟基處理創(chuàng)新方法探討

        2013-04-27 14:39:47孫翠華劉慶偉曾沖
        企業(yè)導(dǎo)報 2013年6期
        關(guān)鍵詞:軟基處理沉降軟土地基

        孫翠華 劉慶偉 曾沖

        【摘 要】本文介紹了公路軟基處理的一般常用方法,并以某公路建設(shè)工程為例,通過采用袋裝砂井配合堆載預(yù)壓排水固結(jié)法進(jìn)行軟基處理分析,以得到更加合理、經(jīng)濟(jì)的公路軟基處理設(shè)計方案和施工方法。

        【關(guān)鍵詞】軟土地基;沉降;軟基處理

        一、公路建設(shè)中常用的軟土地基處理方法

        軟土路基處理方法的選擇無一定的模式但卻有一定的原則,這就是要依據(jù)土力學(xué)原理,根據(jù)地基特點選擇合理可行的方法,達(dá)到路基穩(wěn)定和沉降差異符合規(guī)范的要求,同時選擇的處理方法要求技術(shù)可行、施工方便、經(jīng)濟(jì)合理。近幾年來市區(qū)公路建設(shè)遇到的軟土地段較多,處理方法歸結(jié)起來大致分為三大類:換填法、復(fù)合地基法、堆載預(yù)壓法。(1)換填法。換填法是最為簡單的一種淺層軟基處理方法,即用物理力學(xué)性能較好的巖土材料置換天然地基中的部分或全部軟土,并分層壓實,形成雙層地基,提高地基承載力,減小沉降。為滿足路基工作區(qū)深度要求,減除路面結(jié)構(gòu)層的當(dāng)量厚度后,一般路基換填厚度不超過1.5米即可滿足要求。(2)復(fù)合地基法。復(fù)合地基法是采用砂樁、水泥土攪拌樁、碎石樁或預(yù)制樁等加固地基的方法,通過樁體對原地基的置換或擠密作用,與樁周軟土組成復(fù)合地基,提高地基承載力和強(qiáng)度,增大地基變形模量,減小地基沉降。尤其是在橋頭過渡路段。由于水泥土攪拌樁為柔性樁,根據(jù)一些實驗研究,當(dāng)水泥摻入比為15%時,水泥攪拌樁的臨界樁長約為17D~18D(D為樁的直徑)。(3)堆載預(yù)壓法。在軟土地基中設(shè)置豎向排水通道(塑料排水板、袋裝砂井或砂樁)和水平排水通道(砂墊層),在逐級填筑路堤荷載作用下使地基土體排水固結(jié),產(chǎn)生固結(jié)沉降使土體強(qiáng)度增長,地基承載力提高,并可有效減小工后沉降。若采用大于路堤及工作荷載的預(yù)壓荷載則稱為超載預(yù)壓。超載預(yù)壓可進(jìn)一步減少工后沉降,并可減小次固結(jié)沉降。另外,堆載預(yù)壓(或超載預(yù)壓)需要大量的填土作為預(yù)壓荷載,土方工程在項目造價中占有很大比例,因此在取土困難的地區(qū)應(yīng)考慮其它處理方法。

        二、公路軟基處理創(chuàng)新方法

        (1)工程概況。鄭東新區(qū)新區(qū)某公路工程,全長4.5km,路面標(biāo)準(zhǔn)寬度50m,雙向六車道,是鄭東新區(qū)南北向骨架工程,為城市主干路。該工程的場地上部為人工填土,厚度僅0.5m左右,密實度及均性差,工程性質(zhì)不良。下臥淤泥層厚10m~15m,屬高壓縮性、低透水性、低強(qiáng)度的軟弱土體。(2)軟基處理方案。該公路為城市主干路,管線較多,雨、污水管線埋設(shè)較深(最深達(dá)7m),對沉降要求較高,軟基路段均為填方路堤,且工期緊。水泥土攪拌樁直徑為500mm,間距1.0m,三角形布置。約40%的路基采用粉噴樁處理,約60%的路基采用袋裝砂井排水固結(jié)處理。因為粉噴樁處理的單價約32元/米,而袋裝砂井排水固結(jié)處理的單價約3.5元/米,僅為粉噴樁處理費用的1/10。因此,軟基處理費用可節(jié)省一半左右,超過1000萬元。(3)處理效果分析。為了檢驗這種“中間軟、兩邊硬”的地基處理方案的可行性,在路中心、兩種處理方法交界處的兩側(cè)、路肩以及坡腳處埋設(shè)了總沉降盤、分層沉降盤、孔隙水壓力計、測斜管、土壓力盒和水位計進(jìn)行觀測。通過觀測,可以得出以下結(jié)論:一是袋裝砂井處理段內(nèi),最大的總沉降量發(fā)生在路中,為1269mm。兩側(cè)粉噴樁處理段內(nèi),最大的總沉降量發(fā)生在交界處,為254mm,約為路中最大沉降量的20%。二是中部袋裝砂井處理區(qū)向兩側(cè)粉噴樁處理區(qū)的側(cè)向位移(最大值為241.16mm),明顯大于坡腳處的側(cè)向位移(最大值為48.87mm),坡腳處最大側(cè)向位移位于地表,兩側(cè)交界處的最大側(cè)向位移均發(fā)生在地表以下5m~6m深的淤泥層中。三是袋裝砂井處理段路,基壓縮范圍隨填土的加高而變深,壓縮量隨深度由大變小,80%~85%的壓縮量發(fā)生在地表下8m范圍內(nèi),壓縮層范圍主要位于粉質(zhì)粘土層以上13m~16m的淤泥和淤泥夾砂層。四是粉噴樁處理段與袋裝砂井處理段相比,復(fù)合地基的壓縮量很小,壓縮層在地表以下到15m~18m范圍內(nèi),壓縮量的大小與深度無關(guān),主要受粉噴樁施工質(zhì)量控制。五是各測點的孔隙水壓力基本上隨著填土高度的增大而增大,加荷間歇期,孔隙水壓力逐漸消散,加載435d后,土層的固結(jié)度達(dá)到85%~95%。六是水泥土攪拌樁復(fù)合地基中,土應(yīng)力和樁應(yīng)力都隨著填土高度的增大而增大,在停止填土后的堆載期間,隨著土體的固結(jié),樁應(yīng)力逐漸減小,樁土應(yīng)力比由1.88逐漸減小至1.11。

        通過工程實例分析新型的公路軟基處理方法——在同一斷面的不同位置采用不同的軟基處理方案(中間為排水固結(jié)法處理,兩側(cè)為水泥土攪拌法處理),實測表明,該處理方法能顯著提高管道地基的承載力,滿足管道對沉降的要求,可大幅降低造價。因此,需要進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計,尋求更合理、經(jīng)濟(jì)的公路軟基處理設(shè)計方案和施工方法。

        參 考 文 獻(xiàn)

        [1]談傳華.樁土相互作用及單樁承載力確定模擬研究[J].石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報.2011(1):41~44

        [2]高海燕,樹立華,李宏建,蘇揚.從低應(yīng)變檢測結(jié)果分析揚州地區(qū)基樁常見質(zhì)量問題[J].揚州職業(yè)大學(xué)學(xué)報.2009(1):18~21,25

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