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        淤泥與軟土質(zhì)路基處理措施分析

        2014-01-08 07:10:50
        城市道橋與防洪 2014年7期
        關(guān)鍵詞:生石灰土質(zhì)石灰

        王 英

        (安徽省滁州市城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃設(shè)計院,安徽滁州 2393000)

        1 淤泥及軟土質(zhì)路的特點

        淤泥與軟土質(zhì)地段的含水量比較大,故承載能力比較低,在淤泥與軟土質(zhì)地段修建路基時,由于荷載的作用,可能出現(xiàn)嚴重的沉降問題;或者基底的土體受到擠壓之后,會產(chǎn)生相應(yīng)的水平位移,進而出現(xiàn)坍塌問題。這就需要對軟弱路基進行加固處理,提高路基的承載力、強度,保證路基的穩(wěn)定性,避免路基出現(xiàn)沉降等問題[1]。

        2 淤泥和軟土質(zhì)路基的一般處理措施

        在淤泥和軟土質(zhì)路基的處理過程中,常用的措施有很多種,包括換填法、強夯法、拋石擠淤法、設(shè)置砂井法、爆破排淤法、土工布軟基處理法、豎向排水板法、石灰樁法等。淤泥與軟土質(zhì)路基處理措施的適用范圍和施工方法如表1所列。

        3 淤泥和軟土質(zhì)地基處理流程

        3.1 初選處理方案

        根據(jù)工程所在地的地質(zhì)條件、工程的使用要求等因素,并參考施工技術(shù)和工程成本,初步制定淤泥和軟土質(zhì)地基的處理方案。在路基施工之前,需要對工程所在地的地質(zhì)條件進行勘測,得出地質(zhì)狀態(tài),但是,勘測數(shù)據(jù)只能對土質(zhì)進行一般性描述,缺乏土質(zhì)的具體指標參數(shù)[2]。所以,還要采取相應(yīng)的措施,得出土質(zhì)的實際情況,全面了解淤泥和軟土質(zhì)地段的埋深、塊度、硬性雜質(zhì)、有機質(zhì),以及粘土的含量,從而使路基施工得以順利進行。比如,土體中含有的硬性雜質(zhì)較多,且粒徑不小于8 cm,當采用振沖碎石樁施工技術(shù)時,可能會對振沖器造成一定的損壞,進而影響施工進度。又如采用高壓旋噴樁路基施工技術(shù)時,如果土體中的空隙較大,嚴重情況下,可能導(dǎo)致漿液的泄漏,降低工程的質(zhì)量。

        3.2 經(jīng)濟性比較

        初選方案之后,應(yīng)該針對選擇的路基處理方案,根據(jù)不同的指標,對方案進行經(jīng)濟性比較。比如:工程成本、環(huán)境影響因子、施工周期、施工設(shè)備、材料管理、材料使用、竣工效果等,選擇技術(shù)可行性好、經(jīng)濟性最佳的方案。此外,在經(jīng)濟性的基礎(chǔ)上,還應(yīng)該注意路基的承載能力、強度、剛度、穩(wěn)定性等參數(shù),避免路基的沉降、變形現(xiàn)象。在實際工程中,可以根據(jù)相關(guān)規(guī)范的要求,盡可能地選擇能夠同時加強上部結(jié)構(gòu)的整體性能的措施,實現(xiàn)技術(shù)性和經(jīng)濟性的雙重價值。

        3.3 現(xiàn)場試驗

        針對已經(jīng)確定的路基處理方案,可以選擇一個典型路段,按照實際施工的要求,進行現(xiàn)場試驗,便于調(diào)試施工設(shè)備,驗證混凝土配合比、施工工藝和流程能否達到實際工程的需要,為路基處理方案的實施打下基礎(chǔ),提高施工效率。檢驗路基處理的效果,可以等到施工結(jié)束,以地質(zhì)條件為依據(jù),并考慮時間的影響,經(jīng)過一段時間的休止恢復(fù)之后,檢查路基處理的效果,這是因為路基處理之后,路基的模量和強度在一段時間內(nèi)會隨著時間的增加而增大[3]。一般情況下,在路基處理的整個施工過程中,都應(yīng)該現(xiàn)場勘測路基的實際狀態(tài),比如取芯試驗、荷載試驗、十字板試驗、鉆孔取樣試驗等,進而對路基處理效果進行全面的評價。

        表1 淤泥與軟土質(zhì)路基處理措施的適用范圍和施工方法一覽表

        4 實際工程的石灰樁法處理方案

        本文以某一實際工程為例,該工程所在地以淤泥和軟土質(zhì)土為主,厚度在1 m~5 m之間,呈連續(xù)分布狀態(tài)。石灰樁具有良好的排水固結(jié)效應(yīng)和膨脹擠密效應(yīng),在路基處理方案中,以密集布置樁體、縮短樁體長度、減小樁體直徑為設(shè)計原則。故經(jīng)過設(shè)計計算,選用直徑為15 cm的石灰樁,將加固深度定為2 m,石灰樁的間距控制在80 cm,其整體平面布局成梅花樁形式,并對石灰樁的沉降值和穩(wěn)定性進行校核,得到的校核數(shù)值均滿足工程的實際需求。從石灰樁的原材料角度來說,樁體的主要成分是粗砂、粉煤灰和生石灰,按照1∶1∶8的比例配制,主要成分是生石灰。生石灰的化學(xué)構(gòu)成中,氧化鈣的含量在70%以上,含水量在5%以下,含粉量不高于10%,同時,生石灰的直徑不得超過5 cm,粉煤灰以I、II級灰為主,粗砂需要經(jīng)過短期的晾曬。在生石灰中摻入適量的粗砂,能夠有效地填充生石灰塊之間的空隙,強化石灰樁的擠密效應(yīng)。一般情況下,純石灰樁可能產(chǎn)生樁心軟化問題,但是,粉煤灰與生石灰摻和之后,經(jīng)過相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng),可以明顯地提高石灰樁的強度,提高石灰樁的滲透系數(shù),強化石灰樁的固結(jié)效應(yīng)。由于粉煤灰是工業(yè)廢料,經(jīng)濟成本較低,在實現(xiàn)經(jīng)濟效益的同時,可以起到保護環(huán)境的作用,社會效益明顯[4]。此外,在公路改擴建工程中,為了避免新舊路基產(chǎn)生不均勻沉降的現(xiàn)象,可以設(shè)置相應(yīng)的土工格柵。淤泥和軟土質(zhì)路基設(shè)計方案如圖1所示。

        5 石灰樁法的施工及常見問題

        圖1 淤泥和軟土質(zhì)路基設(shè)計方案圖

        當前,石灰樁法還沒有形成完善的施工體系,也沒有特定的施工規(guī)范作為指導(dǎo),在該項工程中,施工單位自行組建了一套打樁設(shè)備,以套管法為主要的施工方法,進而完成了石灰樁的施工。首先,將套管打入到土體中,在套管的上口位置采用分層填料、分層夯實的方法,每添加一次混合料,就向上提一段距離的套管。套管法施工流程簡單,施工質(zhì)量容易控制,但是,套管法施工的工作量比較大,并且孔洞直徑、樁體之間的距離、石灰樁打入深度、石灰使用量等都屬于隱蔽工程,需要配置專門的工作人員進行管理,以保證石灰樁的施工質(zhì)量。在施工過程中,如果發(fā)現(xiàn)路基的土質(zhì)條件和勘測數(shù)據(jù)不一致,要暫時停止施工,弄清楚原因之后,采取相應(yīng)的措施,才能夠繼續(xù)施工。

        6 路基處理的管理和檢測

        在施工過程中,施工單位需要設(shè)置相應(yīng)的管理部門和檢測部門,從總體上控制施工的質(zhì)量。路基處理的施工質(zhì)量取決于施工管理的水平,同時,還應(yīng)該適當考慮路基處理的測試工作,通常情況下,還需要針對路基處理的實際情況,制定相應(yīng)的檢測方法,以減少不良施工問題的出現(xiàn)。路基處理工程的大多數(shù)施工環(huán)節(jié)都屬于隱蔽施工,一定要對施工過程的質(zhì)量進行全面的監(jiān)測,一旦發(fā)現(xiàn)問題,立即采取相應(yīng)的措施,及時解決問題。此外,還要明確工程監(jiān)理的目的,各部門互相配合、協(xié)調(diào)工作,以保證淤泥與軟土質(zhì)路基的施工質(zhì)量[5]。

        路基是否出現(xiàn)沉降或者變形,需要采用相應(yīng)的觀測方法,判斷路基是否隨施工的進行而發(fā)生變化,是否因為基礎(chǔ)的變形而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)開裂現(xiàn)象。觀測之后,得出觀測數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)進行分析,將其作為科學(xué)研究、質(zhì)量檢測,以及工程設(shè)計的依據(jù)。在觀測周期內(nèi),對于位移和沉降觀測工作,可以視情況而定,參照變形速率、使用要求等參數(shù),適當?shù)亟档陀^測任務(wù)量,得到更多的觀測數(shù)據(jù),正確反映路基的變形情況。如果路基沉降周期比較長,同時,路基的沉降值需要控制在一定的范圍內(nèi)的情況下,可以將觀測時間延續(xù)到使用期中,直到沉降數(shù)值穩(wěn)定為止。一般情況下,沉降和位移的限定值和精度要求需要根據(jù)實際情況進行綜合分析之后,才可以確定下來,考慮沉降周期、變形速率、上部結(jié)構(gòu)特征等因素,為了觀測的方便,可以將觀測精度控制在5 mm以內(nèi)。

        7 結(jié)語

        淤泥與軟土質(zhì)路基的處理過程中,要弄清淤泥與軟土質(zhì)路基的實際情況,并以此為依據(jù),初選路基處理方案,再通過經(jīng)濟性分析,確定最終方案。施工時,也要注意路基處理技術(shù)的使用,以技術(shù)可行性和經(jīng)濟最優(yōu)為原則,選擇路基處理措施。同時,也要注重路基處理的施工質(zhì)量,各項控制指標都需要滿足國家相關(guān)規(guī)定,以保證工程的質(zhì)量,實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益。

        [1]公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范[S].

        [2]錢讓清,劉中平.合蕪高速公路軟基處理[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),1998,18(4):45-52.

        [3]黃曉明,張曉水.公路建設(shè)質(zhì)量通病分析與防治[M].北京:人民交通出版社,2002.

        [4]錢讓清.公路工程地質(zhì)[M].合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,2003.

        [5]北京交科勘測設(shè)計有限公司.仙桃城區(qū)至張溝改建工程 (一級公路)施工圖設(shè)計[Z].

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