浅议高速公路软土路基施工处理

'浅议高速公路软土路基施工处理　　摘要：本文结合相关技术规范及施工经验，针对软土路基处理的几种常用方法及技术措施进行了探讨。关键词：高速公路；软土路基；施工处理Abstract:Inthispaper,therelevanttechnicalspecificationsandconstructionexperience,forthetreatmentofsoftsoilroadbedseveralcommonmethodsandtechnicalmeasureswerediscussed.Keywords:Highway;softsoilroadbed;ConstructionTreatment中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)软土地基处理的目的主要是使路堤不会产生局部和整体剪切破坏,以致路基坍塌,满足强度及稳定性要求;公路使用期不致发生较大的沉降和不均匀沉降,以保证路面结构完整和车辆高速平稳行驶,由于软土分布情况较为复杂,软土尤其是淤泥的土性较差,而高速公路要求路堤的稳定和沉降标准较高,因此,软土地基处理对整个工程的质量至关重要。1软土的物理力学特性1.1高含水量和高孔隙性7 软土的天然含水量一般为50％～70％，最大甚至超过200％。液限一般为40％～60％，天然含水量随液限的增大成正比增加。天然孔隙比在1～2之间，最大达3～4。其饱和度一般大于95％，因而天然含水量与其天然孔隙比呈直线变化关系。软土的如此高含水量和高孔隙性特征是决定其压缩性和抗剪强度的重要因素。1.2渗透性弱软土的渗透系数一般在i×10-4～i×10-8cm/s之间，而大部分滨海相和三角洲相软土地区，由于该土层中夹有数量不等的薄层或极薄层粉、细砂、粉土等，故在水平方向的渗透性较垂直方向要大得多。由于该类土渗透系数小、含水量大且饱和状态，这不但延缓其土体的固结过程，而且在加荷初期，常易出现较高的孔隙水压力，对地基强度有显著影响。1.3压缩性高软土均属高压缩性土，其压缩系数a0.1～0.2一般为0.7～1.5MPa-1,最大达4.5MPa－1，它随着土的液限和天然含水量的增大而增高。由于土质本身的因素而言，该类土的建筑荷载作用下的变形有如下特征：1）变形大而不均匀；2）变形稳定历时长。1.4抗剪强度低7 软土的抗剪强度小且与加荷速度及排水固结条件密切相关，不排水三轴快剪所得抗剪强度值很小，且与其侧压力大小无关。排水条件下的抗剪强度随固结程度的增加而增大。1.5较显著的触变性和蠕变形。2软基的几种处理方法2.1袋装砂井加固软土路基的施工方法7 袋装砂井加固软土地基的基本原理是：人为的形成排水通道，缩短排水距离，同时使垂直排水固结变成水平排水固结，加快排水速度，加快软土固结，提高抗剪强度。袋装砂井加固软土路基处理方法是采用挖除换填，设置垫层，土工格珊，袋装砂井，超载预压等分项进行的。袋装砂井平面布置按正三角形布置，根据路段情况确定直径、根数、砂垫层及双向拉伸SS20土工格珊数量。砂料一般采用分选性好，渗水率较高的中粗砂，人于0.5cm的砂含量占总重量的50％以上，含泥量小于3％，渗透系数大于5×10-2cm/s，最大粒径不大于20mm，不含有有机质、粘土团块和其它杂质的沙料进行充填。砂井的布置范围一般比路堤范围宽一些，使路堤以外一定范围内地基土能加速固结，对提高地基的稳定性和减小侧向变形以及由此引起的沉降有好处。为了保证袋装砂井内渗出来的水能顺利排出，在砂井顶部铺设50cm厚的砂垫层，袋装砂井顶部伸入砂砾垫层内至少30cm，使其与砂砾垫层贯通，保证排水畅通。当加固面积较大时，需设置纵横盲沟，在纵横盲沟交叉处设排水井，井内积水用水泵排出。砂垫层的边部设泄水孔通至排水沟，泄水孔直径5cm，间距1m。泄水孔内侧设一层碎石或：工布反滤层。以利排水和防止砂垫层砂的流失。加固区设排水沟，以构成较完整的排水系统，这是软基处理的关键。2.2砂井法处理软土路基砂井是利用各种打桩机具击入钢管，或用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于这种砂井在饱和软粘土中起排水通道的作用，又称排水砂井。砂井项面应铺设垫层，以构成完整的地基排水系统。砂井适用于软土层厚度大于5m时。最大有效处理深度18m。2.3排水砂垫层法处理软土路基对于地基上部软土层极薄且含水量大时，在软土地基上敷垫0.5～1.2m左右厚的砂垫层。这样可达到固结软土层，使砂垫层起到上部排水层作用；同时，砂垫层又成为填土内的地下排水层，以降低填土内的水位；在进行填土及地基处理施工时，为施工机械提供良好的通行条件。其最大有效处理深度，路堤极限高2倍。2.4深层搅拌桩法7 深层搅拌桩的处理范围：①桥台(包括桥形通道)台背附近20m以内：②管涌基底及基础边缘外延3m左右：③箱涵、盖扳涵及箱形通道基底及基础外延5m左右。搅拌桩桩长设汁以经济合理，满足沉降量及承载力要求为原则，当软基不太厚时。考虑到现有桩基的施工能力及桩身的质量保证，设计桩长不宜大于15m。施工时施工场地应事先平整清理地表障碍物。施工可按以下步骤进行：①深层搅拌桩机械就位；②预搅下沉；③喷灰(或喷浆)搅拌提升；④重复搅拌下沉；⑤重复搅拌提升至孔口；⑥关闭搅拌机械。深层搅拌桩是一种快速处理软基，减少工后沉降较为理想的方法，可用于结构物处如涵洞、通道、桥台的软基处理，它一般比排水固结方法节省工期，但应注意它的造价约是排水固结法的3～5倍(石灰搅拌桩约为3倍，水泥搅拌桩约为5倍)。由于经深层搅拌桩处理的软基沉降量很小这为公路上软土路段常见的桥台跳车问题提供了一条解决途径。2.5土工织物铺垫法处理软土路基在软土地基表层铺设一层或多层土工织物，可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降，又可以提高地基的承载能力，同时也不影响排水。对于淤泥之类高含水量的超软弱地基，在采用砂井及其他深层加固法之前，土工织物铺垫可作为前期处理，以提高施工的可能行。2.6预压法及挤实砂(碎石)桩法处理软土路基7 在软土地基上修筑路堤，如果工期不紧，可以先填筑一部分或全部，使地基经过一段时间固结沉降，然后再填足和铺筑路面。最大有效处理深度30m。挤实砂桩是以冲击或震动的方法强力将砂、石等材料挤入软土地基中，形成较大的密实柱体，提高软土地基的整体抗剪强度，减少沉降。最大有效处理深度20m。2.7轻型填料法即用密度小的煤渣等重量轻的填料为原料，尽量减少地基沉降保持填土稳定。近年来，国外很多国家采用高分子材料作为填方材料使用。如挪威和美国采用超轻量材料的泡沫聚苯乙烯作为道路填方材料及软基桥台引道填方。对于改善地基沉降有良好效果。此后法国、日本也相继将该法用于具体工程中。3技术要求3.1工后沉降。经复合地基处理后的工后沉降。桥头路段不大于5cm，涵洞与通道基础不大于10cm。3.2地基承载力。复合地基承载力应满足各段高速公路原设计要求。3.3地基稳定性。复合地基稳定性应满足设计填土高以及路面荷载作用下的稳定性。4设计要点4.1桩长设计以经济合理，满足沉降量和承载要求为原则，但软土不太厚时(约10m)可穿透软基。桩体的平面布置通常有等边三角形和正方形两种，粉喷桩的设计为50cm，碎石桩设计为80cm，桩间距可通过计算确定。4.2不同结构物和路段处理方案7 ①桥头软基：桥台台后路段复合地基的设计应注意主次分明均匀过渡，沿路线方向设计可分为两部分，桥台搭板区是对不均匀沉降最为敏感的部位，应采用较小的桩间距，这一部分设汁长度应包括整个搭板，并不宜小于10m；紧接后面的路段为过渡区，可采用中等的间距。另外路肩外侧路基部分，其桩柱间距以相应于内侧适当加大，桩长也可以适当减少。②涵洞与通道：涵洞与通道对地基的承载力要求由其基底平均压应力大小确定。箱形涵洞和箱形通道为整体性好的的钢筋混凝土结构．刚度大，基底压力较小，因此对软基的适应性较强。结语为了保证软土路基施工质量，施工单位必须根据交通部有关施工规范、规程、工程质量检验评定标准及建设单位招标文件要求、编制施工组织设计，提出自检要求，对施工全过程实施有效的质量控制和管理。参考文献：[1]李春雨,庞云鹏.浅析公路软土路基的处理方法[J].今日科苑.2008[2]周应辉.浅谈塑料排水板及其在处理公路软土路基中的应用[J].科技信息.20097'