浅谈高速公路软基处理技术多面性发表时间:2012-12-06T09:09:36.810Z 来源:《建筑学研究前沿》2012年7月Under供稿作者:王海[导读] 云南是一个高原山区省份,属青藏高原南延部分。
王海云南省交通规划设计研究院(650011)摘要:探讨了软土地基在工程中造成的危害及软土地基的一些具体处理方法,并结合云南地区的工程地质条件,着重阐述了公路工程施工中软土地基应根据软土的物理力学性质、埋层深度、路基高度、材料条件、公路等级等因素主要采用砂垫层、袋装砂井、粉喷桩、土工格栅、堆载和超载预压、加强沉降监测等处理方法。
关键词:高速公路软弱地基处理沉降On highway soft foundation treatment technology multi-facetedWang haiYunnan province traffic planning design institute (650011)Abstract: discusses the soft ground in the engineering and the damage of soft soil foundation some specific treatment method, combining with the engineering geological conditions in yunnan area, focuses on the highway construction should be based on the soft soil foundation of the physical and mechanical properties of soft soil, buried layer depth, of subgrade heights, material conditions, factors such as the main highway grade sand pad, sand bags, well pile and grille and stack and overload preloading, strengthen the subsidence monitoring the treatment method.Keywords: highway subsidence soft ground treatment云南是一个高原山区省份,属青藏高原南延部分。
地形一般以元江谷地和云岭山脉南段的宽谷为界,分为东、西两大地形区。
高山深谷相间,相对高差较大,地势险峻。
给高速公路建设带来非常不便,在路基填筑之前,必须进行软基处理。
下面某国道主干线某工程路段软基试验段为例,简述软基具体处理方法。
土质层分别为淤泥,亚粘土,淤泥质粉砂岩,细砂,强风化泥质粉砂岩等。
根据本段地质情况,经研究决定(方案比选),在路基填筑之前,采用砂垫层、袋装砂井、土工格栅进行软基处理,并进行土方等超载预压,直到沉降速率连续3个月量小于5mm/月为止才进行卸载。
2软基处理主要施工技术高速公路软土地基处理设计不仅是一项复杂的系统工程,而且是一项科研工作。
一成不变的设计模式已不能满足工程要求,这就需要设计人员以科学的态度不断学习新理论、新技术、新材料、新工艺,力求得到最佳的设计方案。
因此,在进行高速公路软基处理方案设计时.要注意以下几点2.1初填施工本施工段施工准备完毕后,在浸水和鱼塘地段应填第一级填土,该级填土应分层填至鱼塘水50cm以上。
第一级填料可采用粘性土或砂,填土应分层压实,并按设计要求设置路拱横坡,每层松铺厚度宜为30cm,压实度不小于90%。
在袋装砂井打设范围内,填料最大直径不得大于5cm。
2.2砂垫层施工在袋装砂井处理段,在清表、清淤、初填完成后进行砂垫层施工;砂垫层施工时应注意砂垫层的底面标高应高出常水位50cm以上并高出地面30cm,延伸出坡脚外2m,并按设计要求设置路拱并压实。
2.3袋装砂井施工在砂垫层完成后,进行袋装砂井的施工。
袋装砂井施工时,先根据施工图设计对袋装砂井位置精确放样,用竹片(木桩)或湿石灰做好标志。
放样完成后开始砂井施工,袋装砂井施工可采用锤击法或振动法。
砂井施工前应注意以下几点:(1)砂井机就位后,应保证其稳固、平整,确保施工过程中的安全。
(2)砂井机施工前应检查钢套管是否完好或有弯曲,如有则应修复或更换。
(3)检查桩尖与导管口的密封情况。
(4)用经纬仪或挂重锤控制垂直度。
砂井施工时应注意以下技术要点:(1)砂井的位置偏差不大于15cm。
(2)砂井的回带长度不大于50cm。
(3)袋装砂井的垂直度不大于1.5%。
(4)袋装砂井的实际灌砂量不小于理论值的95%。
(5)预制的砂袋比设计长度50cm.(6)砂井应打穿淤泥层进入淤泥下透水层0.5~1.0m.且砂井袋应露出砂垫层0~30cm露头部分不得卧倒。
施工过程中,专人负责检查砂袋长度、灌砂密实度、位置偏差、垂直度、成桩等施工情况,若发现有砂井不符合规范情况时应就近补打砂井一根。
施工过程中,专人负责检查砂袋长度、灌砂密实度、位置偏差、垂直度、成桩等施工情况,若发现有砂井不符合规范情况时应就近补打砂井一根。
砂井施工完毕后,应将砂井袋口扎牢,将露头部分弯折埋置于砂垫层后,整平砂垫层。
2.4粉喷桩处理在大中小桥梁头、涵洞及通道外,对地基沉陷有严格要求的部位采用粉喷桩来加固地基。
对于粉喷桩钻机来说,钻杆钻头形式优劣关系到成桩质量的好坏以及成桩效率的高低,同时也影响钻盘转矩的大小,所以对钻头应优化设计,使其满足钻速快、喷粉搅拌均匀的要求,此外钻头叶片的形式还应该保证反向旋转提升时,对桩体混合土有压密作用,而不应使灰土向地面翻升而降低桩体质量,影响其密度。
施工前,首先要施工场地大致整平,根据(设计图)图形由测量人员精确放出要处理的软基范围,然后用小竹签按梅花形放出每根桩的桩位,间距控制在1.2~1.5m,调试各种机构设备,并在钻架上标好测深标记。
采用粉喷桩方法加固软土地基具有许多优点。
如能有效地减少地基的总沉降量,与排水固结法相比总沉降量能减少25~49%,这对控制路堤的工后沉降和解决桥头“跳车”具有明显的效果,具体表现在地基加固深度内沉降量的大幅度减少。
经加固后路基在填筑过程中侧向位移明显减少,实测的最大侧向位移仅6~7cm,在相同条件下与排水固结法相比侧向位移减少60~70%,而且在短时间内即趋稳定。
侧向位移的减少不仅能增加路基的稳定,保护桥梁与路堤连接处桥台桩基不受过大侧向推力,而且也能减少地基的沉降。
粉喷桩复合地基能提高地基上的承载力,适应快速填筑施工,与排水固结法相比,可以允许有相对较高的填土速率。
2.5土工格栅施工在袋装砂井及粉喷桩施工完后,整平砂垫层,进行土工格栅施工。
土工格栅施工时应按以下原则控制:(1)土工格栅主受力方向(高速公路一般采用双向土工格栅)应顺路堤横断面方向全幅铺设,受力方向原则上不能搭接。
(2)沿路堤纵向,土工格栅采用聚乙烯扎扣连接,连接时采用“之”字型连接,并采用U型钉加固。
(3)多层土工格栅的层间距按30cm布置。
层间上下接缝交替错开,错开长度为50cm。
(4)土工格栅搭接时应按以下原则进行:受力方向搭接长度不小于10cm,非受力方向搭接不小于l0cm。
2.6堆载和超载预压施工为了使软基处理效果更好,在砂垫层、袋装砂井、粉喷桩、土工格栅处理,正常填土完成后,必须进行堆载和超载预压,让路基加速排水固结过程,加快路基稳定。
堆载预压施工采用薄层轮加法加载,每层松铺厚度不超过30cm,不小于l 0cm,并应做出与路拱相同的横向坡度。
铺筑时应由路中心向两侧分层填筑压实。
压实度要求与路基相同。
当填土高度不大于极限填土高度(即2.5m)时,可快速铺筑。
堆载期间通过监测可对软基的固结沉降和应力应变发展趋势进行综合分析,根据分析结果推测路基的稳定情祝,控制加载速度。
堆载施工时应注意以下几点:(1)每一层施工时,按路面平行线分层控制填土标高,按试验段路基填土厚度的90%控制填土厚度。
(2)施工时每层均设2%的横坡,每天作业结束后作出路拱,将表面整平,使排水良好,以免雨后积水。
(3)为防止路床积水,在两侧路肩预留排水口,将积水及时通过导流系统排出。
软基处理预压期从堆载完成后计算,预压期应保证6~12个月以上。
对超载预压路段,应根据监测资料来确定超载时间,原则上应在预压1~2个月后方可超载。
超载施工中,应加大监测密度,严格控制填土速度,以保证路堤的稳定性。
超载预压路基填筑高程=路面设计高程+0.2m(路面换算成土方增加荷载)+20%的总沉降量+超载高度,整个预压过程中路基填筑高程不得低于路面设计高程+0.2m+超载高程。
软基处理预压期满,确定软土地基的固结沉降基本完成,经监理工程师批准,开始进行卸载施工。
2.7沉降监测路基分层均匀填筑,填筑时间为6个月,路堤填筑完成后,必须预压至少6个月。
填筑过程中须进行沉降和稳定观测,以严格控制填筑速率,避免加载过快出现路基剪滑破坏。
每填筑一层路基均要观测,间歇期要增加测次。
控制标准为:路堤中心线地面沉降速率每昼夜不大于1. 0cm,坡脚水平位移速率每昼夜不大于0. 5cm。
如超过此控制标准,应立即停止填筑。
路面铺筑须待沉降稳定后进行,要求连续2个月观测的沉降量每月不超过5mm方可铺筑路面。
3结语众所周知,迄今为止还没有一种万能的地基处理方法,每一种地基处理方法都有其适用范围和局限性。
只有根据所加固工程的特征、地质条件、环境情况和施工条件等因素,因地制宜地选择一种或综合运用多种地基处理方法,才有可能取得最佳的技术经济效益。
通过对各种地基处理方法的介绍,不难看出对于不良地质及软弱地基的处理方法是多种多样的。
当前地基处理的发展新水平,反映在处理机械、材料、设计计算理论、施工工艺和现场监测技术的整体水平和多种地基处理方法的综合应用能力。