概述路基常用软基处理方法在道路设计中的应用
摘要:地基处理时要根据具体的土质、当地的施工条件,因地制宜,同道路的工期与造价相结合,符合软基处理的经济性、实用性、合理性的基本原则,选择既经济又有效的处理方法。
本文介绍了道路软基设计处理原则,探讨了软基处理方法在道路设计中的应用。
关键词:路基软基处理原则方法应用
中图分类号:u41 文献标识码:a 文章编号:
相较于普通的城市道路来说,城市居住区之间的道路与其是大不同的。
未施工前的居住区之间的城市道路,基本上都是使用路两侧的废土来堆积的,由于厚度均较大,在施工时就形成了道路基础的软基。
尽管在处理普通城市道路软基的问题上有很多种解决方法,但是因为道路处于居住区之间这一地理位置的特殊性,使得我们不得不考虑方案是否会对两侧小区建筑的安全产生不良影响,且不能对居民的生活产生影响。
这就加大了处理适合居住区之间的城市道路的问题的难度。
所以,确立居住区之间城市道路的软基处理方案,一直是道路设计的重心。
一、道路软基设计处理原则
1、软土地区的地质情况首先要弄清楚,工程地质条件复杂,应进行工程地质分区,以便按分区不同再区别的予以处理。
地质工作做得不够深,在施工时一旦发现可做些补充勘查及勘探工作,对地质情况做进一步的了解。
2、设计方案要经济又要合理,还要切实结合当地的实际。
3、所用材料数量要够、质量要能够保证;施工机械数量、规格、性能均能满足要求。
4、施工时要严格遵守施工技术规范和操作规程办事,以保证良好的质量,软土地段特别要注意控制填土的速率,避免和产生其它意外的事情。
5、监理的工作要跟上,观测仪具事先要埋置好,及时进行监理和记录,以保证工程的质量和安全。
二、软基处理方法在道路设计中的应用
在道路设计中,经常会遇到因道路地质的问题而考虑如何选择经济且合理的处理方法。
下面就针对在公路工程中常见的软基土质,来分析选择合理的处理方法。
1、道路软基浅层处理方法
(1)表层排水法
在道路设计中,当遇到土质较好却因为含水量大而导致的软土地基时,用表层排水法效果更佳。
表层排水法就是在填土之前,在地面开挖沟槽,以排除地表水,同时降低地基表层部分的含水率,从而保障施工机械通行。
当然,为了发挥开挖后的沟槽在施工中达到盲沟的效果,应回填透水性较好的碎石或砂砾。
(2)表层压实法
当地表层软弱土层为砂土或亚粘土等时,常采用表层压实加固。
但是,处理效果主要还取决于土质和含水率,而且还看施工过程中的分层厚度、压实机械性能和压实遍数,压实土的含水率应控制在
最佳含水率左右,当含水率偏大时可以采取晾晒或者是拌些石灰吸水等方法进行预压处理和分层压实。
(3)砂垫层法
砂垫层法大多用于软土距地面不深且厚度薄的情况,不必采用深层处理等方法就使其达到沉降稳定的效果。
砂垫层的作用是为了加固地基和增强排水,一般在软土地基上敷垫0.5~1.2 米左右厚的砂垫层,从而达到固结软土层,也使砂垫层起到上部排水层作用来增强排水加固地基。
垫层的材料一般选用砂砾,并宜采用级配良好、质地较坚硬的粒料,其颗粒的不均匀系数最好不能小于9,或者采用天然级配砂砾料,其最大粒径小于或等于6cm,砾石强度大于或等于四级。
但是,在极软的地基上,仅仅用砂垫层来确保大型施工机械的通行,需要较厚的砂垫层,并且是不经济的,所以通常与表层排水等方法并用。
(4)土工织物法
土工织物法就是利用编织式土工格栅或者是土工布,铺设在软基表面,通过土工织物改变和调整土层之间的应力,增加软基的稳定性,减少路基基底的不均匀沉降,减少总沉降量。
土工织物突出的优点就是重量轻,整体连续性好,施工方便,抗拉强度较高,也有较好的耐腐蚀和抗微生物侵蚀性。
施工时在平整好的下承层上,铺设路堤底宽度的土工聚合物,摊铺时应紧贴下承层,拉直平顺,不使之出现折皱、扭曲和重叠等现象。
在斜坡上摊铺时,还应保持一定的松紧度;同时在铺设土工聚合物时,应在路堤每边各留足够长
的锚固区间。
(5)添加剂法
当表层为粘性土时,在粘性土内渗入添加剂,就很好的改善地基压缩性能和强度,以保施工机械的行驶。
同时也可达到提高填土稳定和固结的效果。
通常使用的添加材料有生石灰、水泥和熟石灰。
石灰类的添加材料可以通过现场拌和或厂拌,除了能降低土壤含水量外,对被固结的土长时间后还会发生化学性固结,使粘土成分发生质的变化,使土质稳定,从而保证地基较好的质量。
2、道路软基深层处理方法
(1)袋装砂井法
袋装砂井法在高等级公路软基处理中应用很广泛。
通常采用的是袋装砂井排水固结措施,其施工简便,费用也较低,加固效果较好。
施工时将袋装砂放入套管井内,填塞密实,逐节拔出套管,顶面铺设水平砂垫层或者是排水砂沟。
软基中的水分在上部路基填土载荷的作用下,通过砂与水平砂垫层或纵横相连通的排水砂沟相通,形成排水通道,使软基中的水分排走,从而达到排水固结软基的目的。
(2)挤密砂桩法
在砂性土中,采用挤密砂桩法效果更好。
其采用类似沉管灌注桩的机械和方法,通过冲击和振动,把砂挤入土中而形成的。
挤密砂桩的主要作用是将地基挤实而排水固结,从而提高地基的整体抗剪强度与承载力,以减少地基的沉降量和不均匀沉降。
但是这种方法不适用于饱和的软粘土地基处理。
(3)振冲碎石桩法
与其它方法不同,振冲碎石桩法是与四周土共同组成复合地基。
碎石桩处理软基过程就是用振冲器产生水平向振动,在高压水流作用下边振边冲,在软弱地基中成孔,再在孔内分批填入碎石料,这时振冲器边振动边上拔,从而使得碎石料振挤密实。
碎石料能成桩主要是依靠四周土的拥挤,以及自身碎石料振实而产生的石料之间的咬合力的作用而形成的碎石桩桩体。
碎石桩就其本质而言仍是地基的一部分,但它又能起到桩的支承作用,故而它与周围土体共同组成的地基为复合地基。
碎石桩桩体是一种散粒体的粗颗粒料,它具有良好的排水通道,有利于地基土的排水固结。
因此,在软基处理中,特别是具有高填土桥头等过渡路段,为了减少地基土的变形,提高地基土的承载力,增强地基土的抗滑稳定能力,通常就采用碎石桩加固处理。
三、施工工艺要求及注意事项
1、施工工艺要求
要根据工艺试桩确定的各种操作技术参数制定施工要点,供现场操作人遵守。
严格控制钻孔下钻深度、喷粉高程及停灰面,确保粉喷桩长度和喷粉量达到规定要求。
深度误差不得大于5cm,水泥损耗量平均不得大于1kg/m。
粉喷桩要穿透软弱土层到达强度相对较高的持力层,并深入硬土层50cm,持力层深度除根据地质资料外,还应根据钻进时电流表的读数值来确定,当钻杆钻进时电流表的读数明显上升,说明已进入硬土层,如能持续50cm以上则说明已进
入持力层。
搅拌机每次下沉或提升的时间必须有专人记录,时间误差不得大于5s,提升前要有等待送粉到达桩底的时间,防止出现提升却未喷粉的情况,具体时间随机械类型与送灰管长度而变化。
在桩上部1/3 范围内应重复搅拌一次,并且复搅长度不足5m的,按5m施工。
特别需要指出的,对于软土天然含水量大于70%的地段,要求复搅长度应贯穿软土层。
2 、施工注意事项
(1)关于复搅与提升:在桩顶部1/3 范围内应重复搅拌一次,高度至少大于5m。
钻进提升时管道压力不宜过大,以防淤泥向孔壁四周挤压形成空洞。
(2)关于补喷和废桩问题:如发生意外影响桩身质量时,应在水泥终凝前采取补喷措施,补喷重叠长度≤1.0m。
补喷无效时须重新打桩,新桩与废桩的间距≥20cm。
(3)输灰管须经常检查,不得泄漏及堵塞,管道长度以60m为宜。
对钻头定期检查,直径磨耗量≤1cm,钻头直径≤53cm。
(4)在灌注桩两侧布设粉喷桩位时,应预留钻孔灌注桩施工位置,预留净距为140cm。
(5)成桩施工顺序从四周边开始向中心进行,相邻两根桩必须跳跃间打。
(6)碎石垫层必须在桩体强度达到70%时方可铺筑。
软土地基有极大的危害性, 如果不处理或处理不当, 就会造成地基失稳, 使道路沉降过大或不均匀沉降, 对道路成不同程的的
然害, 以上介绍的只是工地常用的几种处理软土地基的方法, 具体施工还要根据工地的实际情况来选用, 有时几种方法可以交替或一起使用。
参考文献:
[1] 马英权.浅谈城市道路软土地基处理[j]. 中国高新技术企业. 2009(05)
[2] 何筱进.宁波地区城市道路软基处理工程设计及对策[j]. 中国市政工程. 2009(03)
[3] 吴建明.碎石桩加固城市道路软基应用研究[j]. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2009(06)。