探讨市政道路软基处理技术的应用

摘要:市政道路软土路基处理基本是借用公路的软基处理方法,但由于城市道路需要埋设各类管线,因此对工后沉降的要求比公路要求高。

本文笔者详细阐述道路软基处理的一些方法,并对这些方法进行评价。

毕业论文网   关 键 词:道路软基;效果;软基处理   一、前言   近几年来,随着经济的快速的发展,庞大的车流量对地基的承载能力要求越来越高,天然的地基常常不能满足这些高档次的构造物对地基承载力的要求,而道路软地基处理方法也根据当地自然环境,软土的物理、力学性能,以及经济、技术和施工条件等的不同而不同。

二、市政道路软基处理技术方法    常用的处理方法主要有以下几种方法。

2.1换填垫层法   换填垫层法就是将路基一定深度范围的软弱土层(采用人工或机械开发等方式),换填好的土、砂、石或石屑等材料,并经压(夯)实做成压缩性低、承载力高的垫层

根据换填方式的不同可分为:换填土、抛石挤淤法及爆破挤淤法。

2.2堆载预压法    该法是在工程建造之前,消除大部分工后沉降,提高地基的强度。

当工后沉降满足要求,强度指标达到设计要求的数值后,修筑道路路面。

2.3加载预压排水固结法   加载预压排水固结法是预先对地基加载,通过排水体排水,使地基土固结,以提高其承载力,并减少其工后沉降

以前排水体常采用袋装砂井,并在顶上铺上一层土工布加筋垫层,既可作为横向排水通道,又可均化不均匀沉降

袋装砂井的质量受施工质量影响较大,若袋中砂灌得不够密实时,放人孔中,砂遇水将下沉,导致砂井上部脱空,不能与砂垫层连通,以致水无法排出,因此袋装砂井逐渐被塑料排水带所代替。

与袋装砂井相比,塑料排水带具有施打速度较快、效率高、施工机械轻便、对软基扰动较小、可工厂化生产、抗折能力较强,受施工影响小等优点   2.4深层搅拌法    深层搅拌法是用水泥或其他材料作为固化剂的主剂,通过深层搅拌机械将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应,形成具有一定强度的加固体。

深层搅拌法分为喷浆搅拌法和喷粉搅拌法。

此类地基应视为复合地基,桩土共同承担应力。

目前国内常用于加固淤泥淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土,当处理泥炭土或地下水具有侵蚀性,宜通过试验确定其适用性。

在软土地基上沿水平方向铺设一层或多层的加筋材料,并与填料组成一定厚度的加筋垫层,可以提高地基承载力,均化地基应力,减少地基的不均匀沉降

但当地基中具有较厚的软土,如果单纯用加筋垫层处理,即使承载力满足要求,地基也会产生较大的不均匀沉降

从减小沉降方面考虑,水泥深层搅拌桩不失为一种有效的处理方案,其形成的水泥土桩复和地基的工作状态是:桩和桩之间土的变行协调,充分发挥桩间土的作用,可以提高地基承载力,减小地基沉降

软基较厚,且对承载力沉降要求较为严格的地基处理时,可以考虑综合加筋垫层和水泥深层搅拌桩的优点,用加筋垫层和水泥深层搅拌桩复合地基联合处理软基

在加筋垫层的作用下,充分发挥水泥土桩与桩间土共同作用的特性,提高地基承载力,减小地基沉降,均化地基的不均匀沉降

当加筋垫层采用新型复合地基的整体强度大大提高,处理效果更为明显。

2.5煤灰碎石桩   粉煤灰碎石桩(CFG)法,是利用工业废料(粉煤灰)与碎石(或砂、石屑)掺入适量水泥形成的胶凝体。

它具有一定的强度、良好形成低标号混凝土桩复合地基,可节省水泥及砂的用量。

这样有利于混合料强度发挥、废物利用、减轻环境污染,避免了炭化作用。

2.6强夯法   饱和软粘性土地基中夹有多层粉砂或采用在夯坑中回填块石、碎砾石、卵石等粒料进行强夯置换时可以采用强夯处理

强夯是将重锤(10t以上)从高处(10m以上)自由落下,反复多次夯击土体,使一定范围内的土体密实,以提高地基承载力,减少沉降

该方法有较多的成功经验,但至今尚未形成一套设计计算方法,通过施工前现场选择代表性路段进行试夯,以指导大面积施工,对差异沉降控制较差,一般用于大面积填海工程。

三、道路软基处理技术在实例工程中的应用    案例一:某工程路基地层主要为素填土、耕土、淤泥质土、粉质粘土、圆砾、泥岩与粉砂岩互层,其中素填土、耕土、淤泥质土,这三类土承载力低,且具有膨胀性,均为施工过程中乱堆乱弃的土方,厚度均在5~20m左右。

设计经过多方案比较,采用深沉搅拌桩进行加固路基处理

桩径0.6m,桩间距1.2m,桩身强度大于等于2100KPa,水泥掺量12%~15%,置换率28.3%。

搅拌桩长按以下原则确定:路床下素填土、耕土、淤泥厚度小于等于8m的,搅拌桩长按桩端达到粉质粘土、圆砾、泥岩粉砂岩互层内 0.5m作控制;路床下素填土、耕土、淤泥厚度大于8m的,桩长按8.5m作控制。

施工深层搅拌桩后,挖除桩头及素填土50cm,再回填杂砂石至路床顶。

由于本工程的排水管为开槽施工,因此在雨水管、污水管处搅拌施工到管底标高,成桩后破除50cm桩头,回填50cm杂砂石后再进行管道施工

本工程处理后效果良好,未发现沉降现象。

案例二:本道路全部是填海路堤,全路段采用吹沙填海,工程中路堤采用强夯法进行处理

由于吹砂时没法按施工规范规定进行分层填筑、分层压实。

填砂路堤压实度不能满足道路路基的要求,而翻工再分层填筑、分层压实非常困难,因此考虑采用强夯法对填砂路堤进行处理

施工中使用吊升设备将重锤(质量为200kN)反复起吊至20m高度后,使其自由落下,产生的巨大冲击能量和振动能量(一般为800~400kN.m,最大可达8000 kN.m)作用于地基,给地基以冲击和振动,强夯时从道路中间向两旁进行,首遍各夯位宜紧靠,如有间隙,则不大于15cm,次遍夯位应压在首遍夯位的缝隙上,强夯遍数根据施工情况确定,验收标准为最后两击沉降量相差不大于5cm。

强夯处理范围每边超出道路的宽度不小于1.5m。

根据本地区多个项目证明,采用吹沙填海强夯处理路基是切实可行的。

案例三:本工程隧道全长550m,为浅埋式现浇隧道,断面采用全封闭四孔矩形截面,采用整体基础。

隧道主体结构部分位于现状冲沟、低洼及地表素填土处为保证结构地基在纵横向处于均衡状态,故需清楚现状冲沟淤泥、素填土淤泥质土,后进行地基填土(回填高度小于1m),回填高度大于1m需进行地基加固处理,设计采用旋喷桩处理,桩径60cm,间距1.5m,梅花型布置,桩底入粘土层或强风化土层不小于1d(桩直径),处理后复合地基承载力标准值大于200kPa。

施工至今,效果良好,主体结构稳定安全。

四、结束语    近几十年来,各国在道路设计和施工软基处理技术的开发和应用、软基处理标准的认证和管理等方面做了很多的工作。

一言以蔽之,在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。

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