摘要:我國(guó)的城市建設(shè)中,公路建設(shè)是一個(gè)重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目,與軟土路基施工技術(shù)在公路工程建設(shè)中,是一個(gè)重要的影響因素。它是保證路基質(zhì)量的關(guān)鍵,也是施工中難點(diǎn)之一,因此,在未來(lái)的城市道路建設(shè)里,要不斷開(kāi)發(fā)和采用軟土路基施工技術(shù),保證好道路的使用功能。本文結(jié)合實(shí)際工作中對(duì)軟土路基處理的經(jīng)驗(yàn),對(duì)軟土路基處理方法及工程應(yīng)用進(jìn)行了深入闡述,列舉一些切實(shí)可行、經(jīng)濟(jì)合理的處理措施。
關(guān)鍵詞:道路工程;軟土路基;問(wèn)題;解決措施;
前言:
路基是道路工程的基礎(chǔ),行駛在路面的車(chē)輛把荷載通過(guò)路面?zhèn)鹘o路基,如果路基機(jī)構(gòu)整體或某一組成部分的強(qiáng)度或抗變形能力不足以抵抗這些應(yīng)力、應(yīng)變及位移,則路面會(huì)出現(xiàn)斷裂,隨著城市道路的不斷建設(shè)以及技術(shù)水平的不斷提高,路基越來(lái)越發(fā)揮著不可替代的作用,因此必須確保路基的施工質(zhì)量,尤其要處理好軟土路基。
一、城市道路軟土路基原因及處理措施
1、軟土路基成因分析
軟土路基是影響路基下沉的主要地質(zhì)類(lèi)型,是道路建設(shè)中常見(jiàn)的病害之一。
1.1 軟土路基由于其天然含水量高,孔隙比大,多呈軟塑或半流塑狀態(tài),天然含水量常達(dá)到30% 一70% ,有時(shí)甚至更高。透水性差,在加載初期,地基中空隙水壓力較高,影響路基強(qiáng)度,施工中表現(xiàn)為壓實(shí)困難、不便行車(chē)和施工作業(yè)。由于其空隙比大、土顆粒間結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,具有壓縮性等特點(diǎn)。
1.2 在施工過(guò)程中以一直填筑完成后,軟土路基在路堤的自重作用下也會(huì)產(chǎn)生沉降,這種沉降將在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)持續(xù)發(fā)展,大大超過(guò)一般路堤的沉降量。嚴(yán)重是在靠近填土部位的擋土墻、邊溝排水設(shè)施也會(huì)受到沉降或水平移動(dòng)的影響。即使完成路面工程后,還可能繼續(xù)產(chǎn)生沉降,引起路面結(jié)構(gòu)的破壞。
2、處理措施
軟土是由天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質(zhì)所緞成的土,主要有淤泥、淤泥質(zhì)土及泥炭。
隨著近些年城市化進(jìn)程的不斷深入和發(fā)展,對(duì)于城市道路路基的處理又有了新發(fā)展和變化,其中軟土又包含了更多層次的內(nèi)容,其中主要是由于人為的原因產(chǎn)生的人工填土,就包括雜填土,是人類(lèi)活動(dòng)形成的無(wú)規(guī)則堆積物,成份比較復(fù)雜,且大多數(shù)情況下比較疏松和不均勻,這就對(duì)路基提出了更加高的要求?;诔鞘械缆返穆坊攸c(diǎn)在遇到軟土地基處理方法主要有:
①換填墊層法:
至于換填法,它就是將基礎(chǔ)底面以下不太深的一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去,然后以質(zhì)地堅(jiān)硬、強(qiáng)度較高、性能穩(wěn)定、具有抗侵蝕性,抗剪強(qiáng)度較高、壓縮性較小的砂、碎石、卵石、素土、灰土、粉煤灰、礦渣等材料以及土工合成材料分層填筑、并同時(shí)以人工或機(jī)械方法分層壓、夯、振動(dòng),使之達(dá)到要求的密實(shí)度,成為良好的人工地基,此方法適用于各種軟土路基。
② 擠淤置換法
擠淤置換法是依靠換填材料的自重以及借助于其他外力,使軟弱層遭受破壞后被強(qiáng)制擠出而進(jìn)行的換填處理。
換填的寬度、深度以及換填材料,可根據(jù)計(jì)算確定。但換填深度除考慮沉降和滑移穩(wěn)定以外,還應(yīng)置換到使地基承載力大于換填體荷載所需的深度。
根據(jù)目前工程實(shí)踐,擠淤置換地基適用于厚度在10m以?xún)?nèi)的流動(dòng)性大,基本無(wú)硬殼層的大武積流塑狀淤泥地基處理。
③強(qiáng)夯置換法
強(qiáng)夯置換法適用于處理高飽和度的粉土與軟塑一流塑的黏性土等路基,這種方法是將夯錘提到高處使其自由落下形成夯坑,并不斷夯擊坑內(nèi)回填的砂石等粗顆粒材料,使其形成連續(xù)的密實(shí)的強(qiáng)夯置換墩與周?chē)煊猩笆暮婚g土形成復(fù)合地基,經(jīng)強(qiáng)夯置換法處理的地基,即提高了地基承載力,減小沉降,又改善了排水條件,有利于軟土的固結(jié)。
④氣泡混合輕質(zhì)材料填土法
對(duì)于氣泡輕質(zhì)土,其實(shí)就是在原料土中按照一定的比例添加固化劑、水和氣泡,經(jīng)充分混合攪拌后傾成的輕型填土材料。氣泡混合輕質(zhì)材料的容重為5—12kN/m3,具有較好的強(qiáng)度和壓縮性能,用作路堤填料可有效減小作用在地基上的荷載,也可減小作用在擋土結(jié)構(gòu)上的側(cè)向壓力。主要優(yōu)點(diǎn)為可大幅度地降低填土荷載,減少軟基的附加應(yīng)力,抑制軟基的沉降和側(cè)移,提高路堤的穩(wěn)定性;可簡(jiǎn)化甚至取消軟基處理,簡(jiǎn)化軟基路堤中地下結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);施工工期短。這種方法屬于置換法的一種。為軟基處理提供了新的技術(shù)。
⑤加筋土墊層法
路堤中的土工材料加筋通常指土工織物(土工布)、土工格柵、袋裝砂井的加筋作用,近些年在道路建設(shè)中廣泛應(yīng)用,以增強(qiáng)路堤在快速填筑過(guò)程的穩(wěn)定,縮短工期。在軟基上筑堤,通過(guò)在堤底鋪設(shè)水平向加筋墊層,以保持完整連續(xù),改善淺部的應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng),均化應(yīng)力分布,進(jìn)而通過(guò)改變地基土體破壞形式來(lái)增加低級(jí)的承載能力。大量工程實(shí)踐表明,由土工布。土工格柵構(gòu)成的水平向加筋體的主要功能在于降低路堤坡腳出的應(yīng)力集中現(xiàn)象,隔離上下土體,有效地防止從路堤坡腳處開(kāi)始的漸進(jìn)性破壞,進(jìn)而提高路堤的穩(wěn)定性,它能在一定程度上調(diào)整不均勻沉降,可適用于各種軟土地基。
二、工程案例
①工程概況
該道路項(xiàng)目的主要干線(xiàn),線(xiàn)寬41m,該段道路工程道路遺址位于河沖積扇的中上游,有一個(gè)池塘路的起點(diǎn),常年流水,底標(biāo)高41.9,常年水位43.9,受人類(lèi)活動(dòng)的影響較大,地基土淺部以人工填土為主,主要為雜填土。
②處理方法簡(jiǎn)介
道路起點(diǎn)處路基本體范圍內(nèi)的水塘,結(jié)合周邊道路建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)理論分析:確定宜采用拋石擠淤的方式進(jìn)行處理。即:先筑草包壩,抽水清淤至河床底,然后拋石擠淤對(duì)路基進(jìn)行處理(分層填筑,層距不超過(guò)45em,并進(jìn)行沖擊碾壓),拋石碾壓結(jié)束后,鋪設(shè)20em厚的級(jí)配砂石找平后鋪設(shè)土工格柵一層,找平后的最后高度在高程45m處,土工格柵以上到路基基地采用天然級(jí)配砂礫進(jìn)行回填。此方法為擠淤置換法、換填墊層法和加筋土墊層法的綜合應(yīng)用,并不局限于單一的處理,綜合各種方法的優(yōu)點(diǎn),發(fā)揮組合效應(yīng),最大限度的保證路堤的穩(wěn)定和降低沉降。
邊坡防護(hù)路面以下8m采用一級(jí)防護(hù),大于8m的采用二級(jí)防護(hù),詳見(jiàn)填坑處理方案圖。
三、目前研究存在的問(wèn)題
在我國(guó),公路軟基處理的研究使伴隨著公路的建設(shè)而發(fā)展的,軟基的方法和手段逐步成熟,但還存在著一些問(wèn)題,主要是現(xiàn)有研究多是針對(duì)具體工程的研究分析,缺乏系統(tǒng)理論的研究,而且失敗的實(shí)例研究報(bào)告非常少見(jiàn),從某種意義上說(shuō),失敗的實(shí)例更有價(jià)值。另外,既有研究大都集中在設(shè)計(jì)階段和施工階段,隨著道路通車(chē)而結(jié)束,很少能夠在施工完成后繼續(xù)進(jìn)行系統(tǒng)的觀(guān)測(cè)研究,也就無(wú)法根據(jù)工作沉降來(lái)有效改進(jìn)設(shè)計(jì)、施工。
四、結(jié)束語(yǔ)
總之,通過(guò)實(shí)際工程案例,可以知道在軟土路基處理方案的城市道路路基的設(shè)計(jì),許多軟土路基處理不能滿(mǎn)足工程要求,因此要出現(xiàn)大調(diào)整,或者造成較大的浪費(fèi)。所以為減少軟土路基造成的損失,應(yīng)以“因勢(shì)利導(dǎo)和因地制宜”為原則,針對(duì)工程實(shí)際的具體情況,實(shí)事求是,依靠科學(xué)技術(shù),綜合選擇簡(jiǎn)單的合理有效的路基處理措施,并通過(guò)大量的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出經(jīng)濟(jì)合理效果最為明顯的措施,以免造成不必要的浪費(fèi)和損失。
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