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        高速公路軟土路基變形控制與現(xiàn)場檢測分析

        2015-02-02 09:44:06潘忠華
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年1期
        關(guān)鍵詞:高速公路

        潘忠華

        摘 要:路基在公路中的作用就像地基在高層建筑中的做用一樣,它需要具備超高的強(qiáng)度和耐久性能,作為修建公路的重要基礎(chǔ)設(shè)施所運(yùn)用的技術(shù)一直備受關(guān)注。文章此次研究的重點(diǎn)是針對高速公路軟土路基的變形控制和現(xiàn)場檢測分析做一些探討,并對公路軟土路基施工技術(shù)做一些簡單的闡述,希望對高速公路工程建設(shè)起到一些借鑒性的參考。

        關(guān)鍵詞:高速公路;軟土路基;關(guān)鍵技術(shù)

        1 軟土路基變形控制工程實(shí)例

        1.1 工程概況

        淮鹽高速公路(淮安段)路線經(jīng)過地區(qū)基本地貌單元為黃泛沖湖積平原區(qū)和里下河古瀉湖平原區(qū),K0+000~K15+500地基條件尚好,K15+500~K30+900地基條件較差,淤泥層發(fā)育,且埋深淺、厚度大,在江蘇省已有的高速公路建設(shè)中是罕見的。其中,淮安三、四標(biāo)軟土層厚度變化大,軟土厚度在10~20m之間的不良地段占相當(dāng)大的比例,部分路段軟土深度超過20m;軟土含水量大于50%,大部分路段軟土含水量在70%~90%,少數(shù)路段軟土含水量高達(dá)95%~110%,孔隙比大于1.5,壓縮性高,屬于超軟地基,地質(zhì)刨面圖見圖1,選?。↘15+500~K30+900)作為實(shí)驗(yàn)路段,進(jìn)行軟土路基處理效果方面的研究工作。

        1.2 軟土路基的處理技術(shù)

        國內(nèi)目前在軟土路基方面的處理方法有很多種,如:回填土軟土路基施工技術(shù),該項(xiàng)技術(shù)是把將要實(shí)時修筑路基地段的軟土部分挖掉,挖掉之后不是直接扔掉而是按照施工技術(shù)人員已經(jīng)制定好的施工方案或者技術(shù)人員的具體要求把挖出來的軟土部分進(jìn)行分層式的回填;在實(shí)際的施工中要結(jié)合軟土路基的地質(zhì)情況和高速公路工程對路基沉降和穩(wěn)定的要求,選擇經(jīng)濟(jì)、合理、方便的施工技術(shù);表層處理技術(shù)和置換技術(shù),這種技術(shù)也是道路工程中軟土路基處理的關(guān)鍵技術(shù)之一,它的原理是通過通過排水或者增添材料等來提高地表的強(qiáng)度,是為了防止地基受到較大載荷時產(chǎn)生局部剪切變形[1];軟土路基施工處理強(qiáng)夯法,施工原理是用機(jī)械臂將夯錘吊到一定的高度,然后讓它實(shí)施自由落體運(yùn)動,這樣地基土層在高強(qiáng)度的沖擊力和振擊力作用下被強(qiáng)行壓實(shí)。這種技術(shù)可以有效的提高軟土路基的承載力,進(jìn)而減少路基出現(xiàn)的下沉情況。軟土路基噴漿攪拌樁施工技術(shù)。這種技術(shù)主要是通過對軟土層實(shí)施粉噴技術(shù)或者噴漿技術(shù)以達(dá)到軟土硬結(jié)的目的,而且在它硬結(jié)之后可以和原來的軟土層形成一種復(fù)合式的地基。這種粉噴技術(shù)通常被稱為粉噴樁,是用來加固淤泥土質(zhì)中存在的軟土層,可以使它在砂層地基之中形成帷幕。

        1.3 技術(shù)選擇

        經(jīng)過對工程地質(zhì)現(xiàn)場實(shí)際情況的分析和綜合因素考慮,選擇粉噴水泥攪拌樁處理技術(shù),淮安三合同段從全線12個觀測斷面的加固前靜力觸探試驗(yàn)、現(xiàn)場原位十字板試驗(yàn)和室內(nèi)土工試驗(yàn)等資料分析,三合同段全線地基可分為:粉質(zhì)粘土層、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層、粉質(zhì)粘土層,其中淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層該土層廣泛分布于路基全線,厚度不等,三合同段中除K20+400位置較薄外(10~15m),其它路段該土層厚度在15~18m之間。由于該土層土質(zhì)極差,厚度較厚,埋藏淺且土質(zhì)均勻無夾層,具有含水量高、孔隙比大、高壓縮性、低強(qiáng)度、固結(jié)系數(shù)低的特點(diǎn),是典型的軟土地基;該土層是對路基的穩(wěn)定和變形起控制作用的關(guān)鍵土。利用觀測資料回歸分析法中的三點(diǎn)法計(jì)算填土后的最終沉降量,計(jì)算斷面分別為K20+540、K21+000、K21+060,計(jì)算結(jié)見表1。

        2 現(xiàn)場檢測分析

        2.1 檢測項(xiàng)目

        現(xiàn)場檢測項(xiàng)目共分為六項(xiàng):(1)測斜管,測量道路的道肩和路堤坡腳的水平位移數(shù)值;(2)分層沉降環(huán),主要是為了掌握各個土層的沉降規(guī)律;(3)沉降板和位移邊樁,用來觀測原來路基表面的變形程度;(4)孔隙水應(yīng)力計(jì),測試路基中孔隙水的應(yīng)力,用于評價軟如路基的排水固結(jié)的實(shí)際效果。(5)樁身應(yīng)變計(jì),用來觀察樁身的應(yīng)力變化;(6)土壓力計(jì),用來研究樁土應(yīng)力分擔(dān)比。

        2.2 結(jié)果分析

        2.2.1 地表沉降。地表沉降的觀測結(jié)果如圖2所示,從另一個方面反映了填土速率的影響,施工過程中當(dāng)填土超過3.3時,地表沉降速率逐漸加快,斷面K21+060只出現(xiàn)了一次沉降加速的情況,到卸載完成之前,中心部位最大沉降為13.3cm,道肩為12.4cm,卸載之后回彈0.5cm,之后地表沉降逐漸穩(wěn)定下來。

        2.2.2 水平位移。K21+060斷面書評位移的檢測數(shù)據(jù)如圖3所示,其中道肩的水平位最大為3.7cm,坡腳的水平位為3.1cm,在填土的施工過程中道肩最大的水平位移為2.79cm,坡腳為2.27cm,在預(yù)壓期道肩水平位移最大為0.91cm,坡腳水平位移為0.86cm,因此可以得知,書評位移主要出現(xiàn)在斷面的加固范圍之內(nèi),而且從圖中也可以看出,水平位移在填土初期增長很快,之后速率就會慢慢降低,最后逐漸趨于穩(wěn)定。

        2.3 結(jié)論

        文章通過對淮鹽高速公路(淮安段)K20+540~K21+060斷面采用粉噴水泥攪拌樁軟土路基處理資料分析,對該路段的斷面地質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行全面的研究,得出了回填土軟土路基處理技術(shù)在運(yùn)用過程中的發(fā)展規(guī)律,主要結(jié)論由以下幾點(diǎn):(1)填土厚度超過3.3m,地表沉降速度加快,而水平位移則主要發(fā)生在加固區(qū),其中下臥層的水平位移較小,地表水平位移在填土初期位移速度較快,之后就有所減緩并逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)。(2)地基經(jīng)過粉噴水泥攪拌樁處理之后,臨界高度會有所增加,第一個臨界高度大約為3.3m,本次施工填土至5.0m沒有發(fā)現(xiàn)第二個臨界高度。(3)高速路軟土路基經(jīng)過粉噴水泥攪拌樁處理之后,與排水固結(jié)處理技術(shù)斷面相比,沉降顯著減小,并且水平位移也有所減小,而且地基的穩(wěn)定程度有所增強(qiáng)。

        3 結(jié)束語

        使用粉噴水泥攪拌樁處理技術(shù),斷面的沉降和水平位置都明顯減小,并且地基的穩(wěn)定性有顯著增強(qiáng),因此可以得出,針對超軟地基和加固飽和粘土路基而言,使用粉噴水泥攪拌樁處理技術(shù)可以較好的控制路基的沉降和變形,對增強(qiáng)路基的承載力和提高邊坡的穩(wěn)定性有很大幫助,本次開展高速公路軟土路基變形控制和現(xiàn)場檢測分析,可以為道路施工企業(yè)對軟土路基沉降控制提供重要的理論依據(jù),具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

        參考文獻(xiàn)

        [1]慶啟成,馬彪.道路工程軟土路基施工技術(shù)[J].建材世界,2013,42(20):108-111.

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