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        濕軟地基處理方案研究

        2015-08-05 08:32:40李坤鴻
        黑龍江交通科技 2015年1期
        關(guān)鍵詞:設(shè)計(jì)

        李坤鴻

        (中機(jī)中聯(lián)工程有限公司)

        1 引 言

        隨著重慶城市經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,城市化進(jìn)程顯著加快,交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)緊跟城市化的步伐,有了長(zhǎng)足的發(fā)展。西銅北路正是在帶動(dòng)沿線開發(fā),促進(jìn)城市發(fā)展需要的背景下被提出來(lái)的。在城市道路建設(shè)的過(guò)程中,環(huán)境保護(hù)問(wèn)題越來(lái)越被重視,因此在西銅北路城市主干道路的設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮環(huán)境保護(hù)的因素。探討了道路沿線經(jīng)過(guò)的魚塘路段濕軟地基處理方法的優(yōu)選,以及在施工過(guò)程中進(jìn)行跟蹤觀測(cè),以期為以后的設(shè)計(jì)工作提供借鑒。

        2 西銅北路概況

        西銅北路城市主干道起點(diǎn)接繞城高速公路連接線和白彭公路,自西向東經(jīng)新城西路、西彭東路、西彭外環(huán)東路和縱二線等,終點(diǎn)接銅陶路,城市主干道,雙向6 車道,設(shè)計(jì)車速60 km/h,道路標(biāo)準(zhǔn)路幅寬度為54 m,路線全長(zhǎng)約3.9 km。項(xiàng)目位于重慶市主城區(qū)西南部,中梁山分隔東西兩大部分,東部區(qū)域地勢(shì)由南北向長(zhǎng)江河谷逐漸降低,地貌起伏較大。西部區(qū)域地勢(shì)以低山丘陵為主,區(qū)內(nèi)溪河切割,植被覆蓋率較高,河網(wǎng)密度較大,其中K0 +420~K0 +520 路段為漁業(yè)養(yǎng)殖區(qū)域,魚塘面積約為16 畝,道路從魚塘中心穿過(guò)。

        3 濕軟地基處理方法的選擇

        3.1 普通路段填方路基設(shè)計(jì)

        填方路基第一級(jí)邊坡按1∶1.5 放坡,坡高8 m,第二級(jí)邊坡按1∶1.75 放坡,坡高10 m,以下各級(jí)邊坡均按1∶2 放坡,坡高12 m。各級(jí)邊坡間設(shè)2 m 寬?cǎi)R道。填方路基外側(cè)地表水往路基匯集時(shí),在坡腳設(shè)排水溝,排水溝布置在坡腳線2 m 以外。

        3.2 濕軟路基處理方案

        根據(jù)地勘單位提供的勘察報(bào)告,K0 +420~K0 +520 路段表層分布厚約0.85~1.40 m 的軟土。該段路堤設(shè)計(jì)路面高程為298.350~299.870 m,按設(shè)計(jì)路面標(biāo)高回填后將在道路兩側(cè)形成最大高度為9.5 m 路堤邊坡。由于地形平坦,故不存在填方路堤邊坡整體滑動(dòng)問(wèn)題,因此根據(jù)地勘單位的建議采用1∶1.5 的坡率放坡處理。

        魚塘地段常規(guī)處理方法是,填方路堤設(shè)計(jì)標(biāo)高大于淤泥頂面以上1.5 m 且淤泥深度大于2.0 m 時(shí),采用拋片、塊石擠淤的施工方法,以提高地基的強(qiáng)度,片、塊石排淤層應(yīng)高于水面或淤泥層1 m,且應(yīng)碾壓密實(shí);片、塊石短邊尺寸不得小于30 cm;拋投順序以路堤的中部開始,向兩側(cè)擴(kuò)展,從高向低處擴(kuò)展,宜采用重型壓路機(jī)碾壓,以便填石壓密,然后在其上鋪設(shè)碎石反濾層,厚度50 cm,再進(jìn)行填土分層碾壓。

        填方路段當(dāng)魚塘地段的淤泥深度小于2.0 m 時(shí),采用先清淤后填筑的方式處理。即先排干道路區(qū)水田及池塘里地表水,清除掉地表上覆松軟土層和地形低洼處水田和池塘里表層流塑~軟塑狀土層,并晾干路基;鋪筑級(jí)配砂礫料墊層,接著逐層回填路基、逐層碾壓。

        該路段由于是從魚塘中心穿過(guò),魚塘面積較大,采用放水抽干的辦法勢(shì)必需要將路線經(jīng)過(guò)范圍內(nèi)魚塘里的水全部排出,增地面積大增,因此采用圍堰抽水對(duì)魚塘地段進(jìn)行局部處理是較為合理的方案?,F(xiàn)在的處理方案有兩個(gè),方案一是采用直接拋填塊、片石的方式,當(dāng)拋石穩(wěn)定后,鋪筑50 cm 細(xì)骨料嵌縫,其上再加鋪土工布,最后設(shè)置一層10 cm 厚的砂墊層后方可進(jìn)行正常路基填筑;方案二則是清除淤泥后采用砂性材料或碎石土進(jìn)行換填,然后進(jìn)行正常的路基填筑。

        3.3 使用PLAXIS 進(jìn)行位移與應(yīng)力分析

        在這里對(duì)PLAXIS 進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹,利用該軟件進(jìn)行工程分析時(shí),采用摩爾庫(kù)侖材料模型,可以進(jìn)行穩(wěn)定性分析,應(yīng)力應(yīng)變分析、滲流分析、分步施工分析等,并且能獲得荷載位移曲線和應(yīng)力路徑圖和相關(guān)表格。

        建立模型,取最不利斷面進(jìn)行分析,路堤高度12 m,按兩級(jí)邊坡進(jìn)行放坡,第一級(jí)邊坡8 m,坡率采用1∶1.5,第二級(jí)邊坡4 m,坡率采用1∶1.75。

        (1)方案一:片石拋填,輸入材料參數(shù),然后利用PLAXIS軟件進(jìn)行分析

        圖1 片石拋填水平位移圖

        圖2 片石拋填垂直位移圖

        從圖1 和圖2 中可以看出,采用拋填片石的路堤最大水平位移為-8.51 mm,垂直位移為-76.21 mm;從圖3 和圖4 中可以看出,采用拋填片石的路堤最大水平應(yīng)力為-238.68 kN/m2,最大垂直應(yīng)力為-362.48 kN/m2;

        圖3 片石拋填水平應(yīng)力圖

        圖4 片石拋填垂直應(yīng)力圖

        (2)方案二:采用砂性材料換填

        從圖5 和圖6 中可以看出,采用砂性材料換填后路堤最大水平位移為-11.31 mm,垂直位移為-79.35 mm;從圖7 和圖8中可以看出,采用礫石換填的最大水平應(yīng)力為-219.15 kN/m2,最大垂直應(yīng)力為-360.51 kN/m2;

        圖5 砂性材料換填水平位移圖

        圖6 砂性材料換填垂直位移圖

        圖7 砂性材料換填水平應(yīng)力圖

        圖8 砂性材料換填垂直應(yīng)力圖

        綜合以上的分析,采用拋填片石的方式,路堤的應(yīng)力應(yīng)變都要顯著小于采用砂性材料換填的路堤。

        4 結(jié) 論

        近幾年來(lái),我國(guó)因地制宜發(fā)展了許多新的濕軟地基處理方法,根據(jù)工程實(shí)踐提出了適合魚塘地段的處理方案,處理后的變形符合規(guī)范要求,塊、片石換填是處理此種路段較為合理的方法,可以為以后的設(shè)計(jì)提供借鑒。

        [1]唐勇.黃河洪積濕地生態(tài)高速公路軟基處理方案優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].交通建設(shè)與管理,2008,(11).

        [2]黃興安.公路與城市道路設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005.

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