高速公路软基处理方案比选研究
- 格式:doc
- 大小:26.50 KB
- 文档页数:7
高速公路软基处理方案优化比选分析基于X高速某段线路的工程特性,论述了软土地基的处理原则,分析了旋喷桩、CFG桩沉管、排水预压施工这三种方法下地基的沉降,对软基处理方案进行优化比选。
标签:沉降;软基处理;效果1 项目概况X高速某段线路位于河流冲积扇的交汇地带,海拔高度在15至45 米的范围内,地势较为平坦,土层由软土、粉土、粉质粘土、细砂的薄夹层及粉砂构成,其中地表以下1至10米的范围内为连续的软土层。
该区软土的各项参数的平均值如下,液限44.68%,塑限25.06%,孔隙比1.05,天然含水率36.89%。
2 软基处理原则(1)高速公路运营压力较大,对地基基础的强度、公路的沉降变形要求非常高,要确保其安全、高速、舒适地运行,在对软基施工时,必须严格遵循规则、规范的要求。
(2)基于详尽的地勘报告下,对地基进行处理,另外做好施工工程中应对各种灾害的准备。
(3)在实际中,工程参数的测定受到方法、环境和时间因素的影响,如对于地基处理中的土体参数,它是一个随机变量,使用时应考虑其适用性。
(4)工程环境对软土地基处理技术实施的可行性。
3 软基处理方案优化比选本文对不同的土质分别采用了CFG桩沉管、旋喷桩、排水预压进行地基沉降处理。
3.1 旋喷桩施工3.1.1 旋喷桩施工沉降观测用旋喷桩法中的单管法对K22+448标段的软土进行处理,桩径为0.6m,间距为1.6至2米,从密到疏排布。
按等边三角形的形式来排布旋喷桩,第一排桩布置在基础外缘60cm处,距坡脚约为50cm,对最外侧的4排桩的桩长进行变桩长设置,从外到内按1米、1.5米到2米的长度逐渐加长。
旋喷桩按1.0的水灰比,且每米水泥含量为170kg,对28天的抗压强度,要求无侧限抗压强度达到3MPa以上,对90天的打桩承载力,要求达到150kPa以上,单位复合地基承载力要求达到150kPa以上。
首先用PLAXIS软件进行建模,然后在模型中模拟软土地基处理,最后确定合理的处理方法。
浅析高速公路工程施工中软基处理关键技术摘要:随着高速公路建设的不断发展,软基处理成为确保公路工程质量的关键技术。
本文针对高速公路工程施工中的软基处理问题进行了深入研究。
介绍了软基处理的意义和目的。
从土壤改良、加固技术和监测控制三个方面,探讨了软基处理的关键技术。
总结了软基处理在高速公路工程中的重要性,并提出了相应的建议和发展方向。
通过本文的研究,对于高速公路工程施工中的软基处理有了更深入的认识,将对相关工程的实施起到积极的指导作用。
关键词:高速公路;工程施工;软基处理引言随着高速公路建设的不断发展,软基处理作为保障公路工程质量的关键技术备受关注。
软基处理涉及土壤改良、加固技术和监测控制等方面,对于提升公路工程的承载能力、稳定性和安全性具有重要意义。
本文旨在对高速公路工程施工中的软基处理关键技术进行深入分析与探讨。
通过研究不同的土壤改良方法、合理选择加固材料与技术,以及有效的监测措施,可以为高速公路工程的设计和施工提供有力支持。
该研究对于提高道路质量、确保交通安全将起到重要的指导作用。
1.软基处理的意义和目的软基处理在高速公路工程中具有重要的意义和目的。
其意义体现在以下几个方面:软基处理可以提高公路基础的承载能力和稳定性,确保道路能够正常使用和运营;软基处理可以防止因土壤沉降和不均匀沉降而导致的道路破损和结构变形问题,延长公路的使用寿命;此外,软基处理还可以减少工程施工和维护成本,提高工程的经济效益。
软基处理的目的是通过采用适当的土壤改良、加固技术和监测控制手段,使软弱地基达到设计要求,确保公路工程的安全、稳定和可靠性。
2.土壤改良技术2.1常见的土壤改良方法常见的土壤改良方法包括以下几种:增加固有含水量:通过浇水或湿混凝土等方式,使土壤含水量适度增加,提高土壤的强度和稳定性。
混合填充材料:将适当的填充材料与原土混合,以改善土壤的力学性能,如添加石灰、石屑、沥青等。
土壤固化:利用化学反应或物理手段,将草木灰、水泥等固化材料与土壤反应,增强土壤的承载能力和稳定性。
高速公路施工软基处理措施研究摘要:随着我国经济的不断发展,高速公路建设大规模开展,由于高速公路对于工程质量要求相对较高,高速公施工软基处理问题也受到越来越多的关注。
软土路基对于给高速公路施工危害较大,必须对其采取科学有效的处理措施。
本文首先介绍了了软土路基的特点,进而详细论述了高速公路软基的常见施工措施,可以为施工人员根据实际情况进行软基施工处理提供合理的建议。
关键词:高速公路;软基处理;施工措施0引言路基的强度和稳定性是保证高速公路路面强度和稳定性的先决条件,因此,高速公路施工中必须采取适当措施保证路基施工质量。
路基软基土质松软,含水量大,一般承载力较低,无法达到设计的要求,如不采取措施处理,会导致路基强度低、施工结束后沉降过大以及路基下沉等问题,导致路面唧浆,开裂或者塌陷,影响路面的使用功能。
本文针对软土路基不同的地质特点,详细介绍了关于高速公路软基的施工处理措施,对软土路基处理技术进行初步的探讨。
1高速公路软基特点软土路基是路基中土的含水量高、孔隙比大、压缩性高、透水性能交差以及抗剪强度低。
软土的成分复杂,含有大量的碳酸盐以及蒸发盐等化学成因物质和腐殖泥碎屑等生物成因物质。
软土一般是在流水环境中沉积而成,带有粉砂颗粒并呈现明显的层理,地区差异性较大。
软土路基主要有以下几方面特点:(1)软土路基具有含水量较高、孔隙比较大的特点。
因为软土主要由粘土粒组和粉土粒组组成,并含少量的有机质,在不同地址环境下陈继伟絮状结构。
软土一般含水量35~80%,空隙比为1~2。
具有明显的流变性。
在剪应力的作用下,软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形,并可能导致抗剪强度的衰减,在固结沉降完成后,软土还可能产生可观的次固结沉降。
(2)软土具有明显的结构性,即当原状软土受到振动或挤压以后,土体絮状结构连接受到破坏,土的强度显著降低,甚至呈流动态。
软土扰动后,随着静置时间的延长,其强度会逐步恢复。
压缩性高,透水性差。
0引言高速公路被誉为一个国家走向现代化的桥梁,是我国发展现代交通业的必经之路。
然而高速公路建设里程长、途径地质条件复杂,且常见软土地基,这类地基的力学强度不足、含水量高、地基承载能力需要大幅改善。
软土地基在道路施工过程中可能会产生沉降变形、存在路基稳定性差等问题,严重制约高速公路施工及交付后运营的安全性。
实际工程中为缩短施工周期、加快施工进程,快速施工过程中软土地基的沉降变形会更明显,超静孔压更难消散,必须采取有效措施对高速公路途径路段软土地基进行安全、快速的加固处理。
公路快速施工中常用的软土地基处治技术如加筋法、塑料排水板法、砂石挤密桩法等,通过对常用技术加固原理、应用性能的了解,依托某高速公路软土地基施工项目,运用多种软土地基处理技术从施工过程、路基沉降、侧向变形等多方面进行对比分析,以期为道路工程软土地基的快速施工处理与设计提供参考。
1高速公路快速施工中常用软土地基处理技术目前国内外已有诸多学者对于高速公路软土地基的处理进行了研究,提出了一系列处理策略,理论体系发展比较成熟。
相比于普通交通道路,高速公路的快速施工会面临更加严峻的问题,有必要对现有处理技术的适用性和效果进行深入了解与分析。
在浅层软土地基处理中,常用垫层、换填、加筋等技术。
垫层或换填是使用物理与机械性能更好的岩土材料以部分替换或者全部替换原有地基中的软土层,该方法成本较低、施工简单、施工期短;加筋法是在垫层中铺设高强、耐用的土工织物,土工织物受拉作用下调整基底应力分布,可提高地基稳定性。
深层软土地基处理技术包括塑料排水板法、碎石桩法、粉喷桩法等。
塑料排水板法是在机械力作用下将塑料排水板插入软土地基以巩固土体。
设置塑料排水板能够增加软土地基排水途径,降低土体孔隙比,加速消散孔隙水压力,从而提高软土地基的有效应力,加快软土地基固结速度。
该方法能够在超软弱地基上进行插板施工,排水畅通、效果较好,施打排水板时对地基扰动小,施工快、工期短,是一种较为经济、有效的软土地基处理方法;碎石桩法是将碎石分批填入提前冲击软土地基所得的孔中,使得碎石与周围土体形成复合地基。
高速公路软基处理技术研究摘要:近年来,我国兴建了多条高速公路,为人们的出行提供了便利。
在高速公路的施工中,软基处理问题十分关键,对高速公路的正常使用起着重要的作用。
本文介绍了高速公路软基处理的几种技术和方法,目的在于帮助施工者,解决施工中的软基问题。
关键词:高速公路;软土层;软基处理技术软基在高速公路的建设施工中是一个普遍存在的问题,指的是高速公路下面的地基承受能力较低,不能提供应有的承载力,如果不能对这种情况进行正确的处理,往往会导致路基缺乏稳定性,路面出现裂痕,公路与桥接触的地方出现错位等现象,情况严重的还会导致高速公路不能正常使用。
所以,处理好高速公路的软基问题,有着重要的意义,这就要求在施工过程中,严把质量关,做好施工的每个细节,根据实际情况,采取相应的技术,进行科学合理的处理。
一、表层处理法针对较软的地表条件,我们可以采用表层处理法,进行软基的处理工作。
主要是将地表添加坚硬材料,或者对地表进行排水,敷设等,使地表达到理想的强度,避免地基出现变形,满足施工的要求,此外,还要地基上平整的铺设填土载荷。
表层处理法的具体方法主要包括加入添加剂法,覆盖材料法,铺设砂垫层法,表层排水法等等。
1.加入添加剂法。
这种方法主要用于地表土层较为粘的情况,为了达到施工的要求,确保施工设备的正常通过和运行,在土层中加入添加剂。
添加剂的种类主要是水泥和生、熟石灰。
2.覆盖材料法。
该方法主要适用于施工土层不均匀的情况,如果不进行处理,会导致公路的部分下降或者左右不平。
为了确保施工设备的顺利通过,正常的开展施工,要铺垫抗拉力较好的材料,确保地基具有足够的支撑力。
在选用铺垫材料时,目前我们通常使用玻璃纤维格栅和化纤无纺布等等。
3.铺设砂垫层法。
当地表厚度较低,而且软土层含水量较大时,通常采用铺设砂垫层法。
这种方法主要是在地基上铺设半米到一米厚的砂垫层,从而使软土层较为坚实和稳定,同时还能利用砂垫层进行排水,不仅能降低地基上部分含水量,还能使填土水位达到较为理想的状态,避免由于水位过高,带来的影响。
高速公路软基处理方案比选研究摘要:高速公路软基处理有诸多方案,从工期、造价、质量等三个方面,对软基处理方案进行比选,本文总结了真空-堆载联合预压施工工艺的技术要求。
关键词:软基处理,真空预压,堆载预压,水泥搅拌桩,强夯置换引言:随着我国经济的发展,越来越多的高速公路修建在软土地基上。
软土具有高压缩性、高含水率、抗剪强度低、敏感度高、低渗透性、承载力低等特点[1],因而在软基上修建高速公路必须进行软基处理。
目前,高速公路软基处理方案主要有:排水固结法、水泥搅拌桩复合地基法、强夯转换法等。
具不完全统计,高速公路软基处理的费用占总投资额的30%左右[2],软基处理方案的比选对造价、施工质量、施工工期有重大的影响,因此方案比选研究很重要。
一、工程概况河北某高速公路沿海某路段,其地基虾池、盐田经人工回填形成场区,场地下淤泥质粘土埋深较浅(厚度小于2.0m),地面标高4.0一5.0m,最大高差约为1.0m。
场地地貌类型为滨海堆积平原。
其上部滨海相淤泥、淤泥质粘土属不良地基土,据其物理力学特征,具有高压缩性,欠固结,高灵敏度,抗剪-强度低,分布广泛,厚度较厚(平均厚度达7.0m)。
场地地下水位埋深2.0m~3.5m。
现场区回填后,地表以下自上而下分5层:(一)杂填土:杂色,以建筑垃圾、生活垃圾、炉渣为主,有臭味,成分复杂,地质情况不良。
厚度0.5m-2.0m。
(二)淤泥、淤泥质亚粘土:青灰色~灰黑色,软塑一流塑,含水量较高,局部有机质富集,上部多为虾池底部有机腐殖质,臭味重,厚度随里程增大有增深趋势。
1、层淤泥质亚粘土,软塑,青灰色。
2、层亚粘土,软塑~硬塑,黄褐色,为地基持力层。
(三)层中粗砂:黄褐色,湿~饱和,松散~稍密,夹数层薄层状亚粘土层。
二、软基处理方案比选新建高速公路路基下方存在软土层,该软土层地基承载力低、含水量大、渗透性差,属于高-中等压缩性软土。
该路段在上部车辆荷载、路面结构和上部路基堤土自重荷载的作用下,将会产生较大的沉降,而路面铺装层拟采用沥青混凝土,此铺装层对不均匀沉降要求高,因而在进行路基填土时,需对下方软基处进处理。
高速公路软基处理优化设计随着社会的不断发展和交通运输的不断完善,高速公路建设也日益受到重视。
高速公路是连接城市和城市之间的重要交通枢纽,其质量和稳定性对于保障交通安全和畅通至关重要。
而高速公路软基处理是保障道路质量和保障行车安全的关键一环。
本文将就高速公路软基处理的优化设计做一些探讨和分析,以期为高速公路建设提供一些参考和借鉴。
一、高速公路软基处理的意义软基处理指的是对道路路基中的软土进行处理,以提高土壤的承载力和稳定性。
软基处理是高速公路建设中的重要环节,其意义主要体现在以下几个方面:1.保障道路稳定性。
软基处理可以提高软土地基的承载力和稳定性,从而减少路基沉降和变形,保障道路的稳定性和安全性。
2.提高道路使用寿命。
通过软基处理可以改善路基土的工程性能,延长道路使用寿命,减少道路维护和修复的频率和成本。
3.节约建设成本。
软基处理可以减少道路施工过程中对辅助材料和工程机械的使用,从而减少建设成本,提高工程效益。
4.促进交通畅通。
软基处理可以提高道路的稳定性和承载能力,从而减少道路塌陷、泥石流等自然灾害对道路的影响,保障交通的畅通。
由此可见,高速公路软基处理对于道路的质量、使用寿命和行车安全具有重要的意义,因此在设计和施工中必须进行合理的优化。
在进行高速公路软基处理的优化设计时,需要遵循一些基本原则,以保障工程质量和效果。
其主要原则包括:1.科学合理性原则。
软基处理的设计应该基于科学的原理和精确的技术参数,确保设计方案的科学合理性。
2.可行性原则。
软基处理的设计应该符合现实的工程条件和施工要求,确保设计方案的可行性和操作性。
3.经济性原则。
软基处理的设计应该着眼于最大限度地降低成本,提高工程效益,使得设计方案的经济性得以保障。
4.环境友好性原则。
软基处理的设计应该贯彻环保理念,减少对环境的影响,确保设计方案的环境友好性。
高速公路软基处理优化设计的原则包括科学合理性、可行性、经济性和环境友好性。
只有在遵循这些原则的基础上进行设计,才能够保障软基处理的质量和效果。
高速公路工程施工中软基处理关键技术研究摘要:高速公路施工是当前我国城市交通建设的重要组成,高速公路软基基础具有一定的特殊性,基础稳定性差,为改变这种情况采用合理的软基处理技术具有重要意义。
文章重要对高速公路软基的危害进行分析,并探讨关键技术的应用。
关键词:高速公路;软基处理;处理技术;公路路基引言公路施工势必存在软土地基的情况,地基处理质量直接关乎着公路工程整体施工质量。
基于此,新时期背景下,对于公路施工单位而言,务必要对软基护理技术的关键作用予以充分认识,对软基处理阶段可能存在的问题进行充分的思考研究,结合软土路基具体类型应用相应的软基处理技术做出妥善处理,以此确保软基处理效果能够符合标准,确保工程质量的切实有效提升。
1软土地基的定义强度较低且压缩量十分高的一些较为软弱的土层中一般会含有一些有机物质,这是我们现在的公路行业规范对于一些软土地基的定义。
目前在日本有着高等级公路一些单位将其下了一个定义,它的构成主要有松软土和有机质土泥炭和松散砂。
其中松软土是由黏土和粉土等一些含有大量细微颗粒构成,有机质土的孔隙较大,他们的地下水位较高,其上方的构造物不具有较强的稳定性,且地基容易发生沉降。
软土地基同别的不一样,它不能只按照地基条件来确定它的自身情况,它需要根据现场的实际情况而讨论。
在有需要时,我们需要经过对他进行充分的研究进行填方,并且要根据构造物种的品类和它规模与地基特性的基础,由此来判断我们对于土地基处理的正确性。
2高速公路软土地基的危害分析2.1路面发生沉降现象如若在对高速公路的软基地质进行处理的过程之中,没有严格参照相应的标准,则容易导致公路投入使用之后发生沉降问题。
尤其是软土地基当中的过渡的部分,如果没有在基础结构方面进行加固和优化,容易使得相应的材料受到来自外界因素的负面扰动,再加上路基刚度有所欠缺等问题,必然会使得路基的变形问题加剧。
同时,软土地基也会很容易受到外来压力的影响,导致沉降速度不断加快。
高速公路施工中的软基处理技术分析摘要:为实现对高速公路工程质量的有效控制,采取有效的技术措施,加强施工全过程管理是必要的。
然而,由于高速公路路线较长,沿线地形地质条件复杂,特别是山区高速公路线路所经过地区难免会遇到软土地基。
软土地基含水量大、压缩比高、承载力低,不能满足路基结构受力需要,必需有针对性地采取处理措施,从而提高路基承载力和稳定性,预防沉陷、裂缝等问题发生。
鉴于此,本文对高速公路施工中的软基处理技术进行分析,以供参考。
关键词:高速公路;软基处理技术;换填法引言高速公路线路长,沿线地形地质条件复杂,施工单位应提高重视程度,认真开展软土地基基本情况调查工作,制定科学合理的处理方案,遵循工艺流程,把握质量控制要点,实现对软土地基的有效处理。
从而提高路基承载力和压实度,预防沉陷、下沉等问题发生,保证施工质量。
1简述高速公路路基处理的基本原则在高速公路建设过程中,在线路选线时要尽可能地避开软基地段与深厚软土地段。
因为强行对这两种类型的地段进行施工,不仅会延误工期,而且建设经济成本特别高。
高速公路的路基高度在实际建设时,要比软土填土的极限高度还高,当载重很大的车辆经过软土路基时会形成反复碾压,软土路基侧向部位就很可能出现膨胀的情况从而引起滑动。
沉降问题就由此产生,如何采取有效的措施进行处理就成了十分重要的事情。
高速公路软土路基在处理的过程中,要遵循相应原则,主要包括两大方面:第一,采用易于操作,并且经济成本较低的处理方式。
通常不采取深层处理的方式,而是通过堆载预压来达到效果,使得高速公路软土路基的稳定性在自然沉降的过程中得以提高。
但是这种处理方式的施工时间长,需要大量的资金投入从而达不到预期的处理效果[1]。
第二,必要时要采取多种方法组合的方式来对高速公路软土路基进行处理,比如在对桥梁的基础设施进行建设时,因为桥梁的施工情况复杂,所以在进行处理的时候,要根据该地的软土性质来决定施工的组合方法。
2高速公路软路基的施工处理关键措施高速公路对区域经济和社会发展的影响非常显著,是区域交流的重要环节。
高速公路路基软基处理技术分析摘要:随着近年来高速公路建设总里程的不断增加,公路建设中的软土路基施工也越来越多。
软土路基由于具有含水量高,孔隙比大,压缩性强,渗透性差等特点,易引起软土变形,严重影响公路的稳定性。
因此在进行施工时,应采取适当的措施,妥善处理软土路基,以提高高速公路路基的承载力,使其更加稳定。
基于此,文章对高速公路软基处理进行了探索,并提出了相应的处理方法,希望能为其他从业人员提供参考。
关键词:高速公路路基;软基处理;技术分析引言随着国民经济的发展,中国交通运输业快速发展,对高速公路的需求越来越大,质量要求也越来越高。
高速公路施工中软土路基具有承载力弱、稳定性差和易变形等特点,对高速公路通行的舒适性、安全性和耐久性有很大影响,软土路基需要经过特殊处理,以满足高速公路工程的规范及设计要求,确保高速公路路基结构稳定以及公路的运营安全。
1.高速公路软土路基性质软土路基的组成主要由粉土和粘土颗粒组成,土体的抗剪强度较低。
剪切应力一旦发生,就会发生变形现象,软土地质往往具有明显的流变特性,在很大程度上也会降低路基的强度和稳定性。
沉降变形很容易出现。
不同类型的软土地质环境也会有一些相同的特征和表现形式。
下述分析了高速公路软土路基的几个共同性质:1.1含水率高在软土地基附近经常有河流、湖泊等水环境,因此该地区地下水资源丰富,导致出现大量高含水量的软弱基础。
1.2孔隙比大在软土地基的性质分析中,经常发现软土地基的土表现为淤泥或砂性土特性,含水量大或砂性松散状态,而且往往存在着相对明显的土体间的间隙。
因此,无论什么样的软土地基,都会有较大的孔隙比。
1.3压缩性强考虑到软土地基承载力相对较差,一旦外力对软土基础进行挤压,软土路基大量水分将会被挤出或者松散砂性土被极大压缩,体积变小并且下沉,导致高速公路路基沉降。
2.软土路基的危害软土地基是指在滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土构成的承载能力较差软土层。
高速公路工程施工中软基处理关键技术应用研究摘要:高速公路工程在施工建设期间,如果在软基施工处理工作中存在问题,将会对高速公路工程整体施工安全性与质量状况造成严重影响。
具体表现为路基下沉、地下水侵蚀路基、路面开裂和坍塌等问题,进而就会缩短高速公路的使用年限。
这就要求施工技术人员在保证施工安全的基础上,精准掌握软基处理关键技术应用要点,为今后高速公路工程施工创设更多效益创造条件。
关键词:高速公路工程;施工建设;软基处理;技术应用引言:软土地基图纸具有松软的特点,高速公路工程在施工建设期间,实际的承载力比较低、含水量比较高,不仅无法满足施工设计要求,更会对施工质量造成影响。
目前软基处理技术体系的不完善、施工监管方式落后等因素,都使路基强度有所下降,不仅会加大高速公路路面产生沉降问题的概率,更会缩短对人们出行以及交通运输安全性造成威胁。
本文从软土地基的特点入手,围绕软土地基处理对高速公路的影响内容展开阐述,针对如何正确应用软基处理关键技术进行深人探讨。
1软土地基的特点及影响1.1软土地基特点将软土地基与普通土质进行比较,软土地基土壤中颗粒与颗粒之间的缝隙比较大,其更容易有水分。
共有由淤泥构成的软土地基中国的土壤颗粒,和同样淤泥构成的黏土颗粒软软基两种类型,其实际包含的有机物数量与其他成分进行比较,所占比例比较小。
在普通环境下,软土地基的呈现方式与其他物种有所不同,其主要是以絮状的形态呈现出来,实际的含水率能够达到35%-80%,软土地基自身结构缺乏稳定性,极易受到外界因素的影响,进而就会产生震动的现象;每当外界环境发生改变,软土地基对其他土质地基的承受范围就会有所下降,但是在期间软土地基的流动性会有所提升。
1.2软土地基对高速公路施工效果的影响软土地基对高速公路施工效果具有一定的负面影响,比方说在静载的状况下,软土地基具有较大的压缩和沉降空间,这样在实际落实高速公路施工建设工作期间,会因为路面静载逐渐变大而使高速公路路面产生不均匀沉降、路面上层结构产生裂缝、失去稳定性与安全性的问题。
高速公路软基处理施工技术措施研究摘要:由于软土地基具有高压缩性、低渗透性、低强度等特点,进行软基处理的目的就是要使地基稳定性和工后沉降量满足要求。
本文通过对高速公路软基出来目前几种处理方法进行研究,希望可以对高速公路软基处理具有一定的指导意义。
关键词:高速公路;软基处理;处理方法1引言软基是指内聚力小,抗剪强度低,孔隙比大,压缩性高的淤泥、淤泥质土及其它高压缩性土。
软基具有强度低,压缩性大、透水性小等特点。
软土地基的强度、变形随时间的变化而变化,其变化规律与土的类别、性质、边界排水条件、受荷载形式、时间等诸多因素有关,要了解软土地基的强度、变形规律就必须了解以上因素。
因此修建在软土路基上的公路、桥梁等工程必须重视实地调查研究,提出切实可行的技术措施及适宜的处理方法。
软土加固技术从原理上可以分为以下几类:①改良土质;②换置;③补强。
现在在高速公路建设中经常应用以下方法:置换法、固结法、降低应力法、反压护道、挤密法、土的加劲(土工布、加筋土、土工格栅),以及化学加固法等。
从以上软基处理方法在工程实际中的应用情况来看,对其效果评价不一。
在如此多的软基处理方法中,究竟哪种情况需要哪种方法,方法的适用范围如何。
下面对这几种方法进行简单介绍。
2软基的几种处理方法2.1深层搅拌桩法深层搅拌桩于1979年从日本传入我国,简称CMC 法。
它是一种快速处理软基, 加快施工进度,提高地基承载力,减少工后沉降十分有效的方法。
深层搅拌桩的处理范围:①桥台( 包括桥形通道) 台背附近20米以内;②管涵基底及基础边缘外延3米左右;③箱涵、盖板涵及箱形通道基底及基础外延5米左右。
搅拌桩桩长设计以经济合理,满足沉降量及承载力要求为原则,当软基不太厚时,考虑到现有桩基的的施工能力及桩身的质量保证,设计桩长不宜大于15米。
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。
高速公路软基处理方案比选研究
摘要:高速公路软基处理有诸多方案,从工期、造价、质量等三个方面,对软基处理方案进行比选,本文总结了真空-堆载联合预压施工工艺的技术要求。
关键词:软基处理,真空预压,堆载预压,水泥搅拌桩,强夯置换
中图分类号:u412.36+6文献标识码:a文章编号:
引言:随着我国经济的发展,越来越多的高速公路修建在软土地基上。
软土具有高压缩性、高含水率、抗剪强度低、敏感度高、低渗透性、承载力低等特点[1],因而在软基上修建高速公路必须进行软基处理。
目前,高速公路软基处理方案主要有:排水固结法、水泥搅拌桩复合地基法、强夯转换法等。
具不完全统计,高速公路软基处理的费用占总投资额的30%左右[2],软基处理方案的比选对造价、施工质量、施工工期有重大的影响,因此方案比选研究很重要。
一、工程概况
河北某高速公路沿海某路段,其地基虾池、盐田经人工回填形成场区,场地下淤泥质粘土埋深较浅(厚度小于2.0m),地面标高4.0一5.0m,最大高差约为1.0m。
场地地貌类型为滨海堆积平原。
其上部滨海相淤泥、淤泥质粘土属不良地基土,据其物理力学特征,具有高压缩性,欠固结,高灵敏度,抗剪-强度低,分布广泛,厚度较厚(平均厚度达7.0m)。
场地地下水位埋深2.0m~3.5m。
现场区回填后,地表以下自上而下分5层:
(一)杂填土:杂色,以建筑垃圾、生活垃圾、炉渣为主,有臭味,成分复杂,地质情况不良。
厚度0.5m-2.0m。
(二)淤泥、淤泥质亚粘土:青灰色~灰黑色,软塑一流塑,含水量较高,局部有机质富集,上部多为虾池底部有机腐殖质,臭味重,厚度随里程增大有增深趋势。
1、层淤泥质亚粘土,软塑,青灰色。
2、层亚粘土,软塑~硬塑,黄褐色,为地基持力层。
(三)层中粗砂:黄褐色,湿~饱和,松散~稍密,夹数层薄层状亚粘土层。
二、软基处理方案比选
新建高速公路路基下方存在软土层,该软土层地基承载力低、含水量大、渗透性差,属于高-中等压缩性软土。
该路段在上部车辆荷载、路面结构和上部路基堤土自重荷载的作用下,将会产生较大的沉降,而路面铺装层拟采用沥青混凝土,此铺装层对不均匀沉降要求高,因而在进行路基填土时,需对下方软基处进处理。
目前,高速公路软基常用的处理方法有:真空堆载预压、水泥搅拌桩复合地基以及强夯块石置换等三种地基处理方案。
以下以处理面积为3万平方米,软基处理深度为7.0n为例,从造价、工期、处理效果等方面对以上三种软基处理方案进行比选。
(一)真空-堆载联合预压
排水固结法分根据其加压系统的不同分为真空预压与堆载预压。
真空预压相比于堆载预压,具有施工控制简单、工期短、造价低、材料省、无噪音、无污染的特点[3],因而现阶段真空预压已经作为排水固结法的首选方法。
但当建筑物的荷载超过真空预压的压力(一般取为80kpa),且建筑物对地基变形有严格要求时,需采用真空-堆载联合预压法。
如图1所示为真空-堆载联合预压法加固软基示意图,其真空预压与堆载预压两部分组成。
1、施工:真空预压首先需将场地地表水疏干并整平,铺设一层土工布和一层土工格栅,铺设50cm中粗砂垫层,其既作为水平排水系统又方便插板机在其上行走。
在砂垫层中布置滤管与主管,将主管与射流真空泵连接好。
打设塑料排水板,板深为7.0m。
塑料排水板按正方形布置,板间距为0.8m。
铺设两层真空膜铺,并将薄膜的四周埋入密封沟,用真空泵通过膜下管道与砂垫层抽气,膜下真空度需保证为85kpa~95kpa之间。
待真空度达到设计85kpa-95kpa 之间,并稳定2周后,进行堆载施工。
堆载前,需在真空膜上土工编织布对真空膜进行保护[4]。
设计要求处理后地基承载力不小于100kpa,因而在其上再加高2m堆载(采用路基填筑土方)。
当固结度达到设计要求后,方可卸载,并停止抽真空。
图1 真空联合堆载预压示意图
2、工期:施工准备(包括整平场地、地表水疏干、土工布铺设设备进场、铺设排水砂垫层、打设塑料排水板、然后铺设密封膜)
约20-30d,堆载施加约10d,真空预压(恒压)约60d,总工期约90-120d。
3、造价:按《公路工程预算定额》与《沿海港口水工建筑工程定额》,计算每m2综合单价约为397元。
4、效果:根据规程计算可得,采用真空-堆载联合预压后,地基的平均固结沉降量约为0.8-1.0m,地基回弹模量大于50mpa,地基承载力达到100kpa以上。
(二)水泥搅拌桩复合地基
水泥搅拌桩复合地基为在软土地基中掺入水泥,利用水泥和软土之间所产生一系列物理一化学反应,使软土硬结成具有水稳定性、整体性和一定强度的地基,使地基承载力提高的一种地基加固方法。
该方案地基处理工艺、工期、造价及处理效果具体如下:
1、工艺:首先将场地整平并将地表水疏干,铺设土工格棚与土工布,再铺设50cm厚砂垫层,然后进行水泥搅拌桩施工。
水泥搅拌桩采用等边三角形布置,根据地基承载力和沉降控制要求,采用《建筑地基处理技术规程》推荐计算方法,计算得到搅拌桩桩径为0.5m,桩间距为1.2m,桩长7.5m。
2、工期:施工准备(包括整平场地、地表水疏干、铺设土工格栅、土工布、砂垫层、试桩等)约80d,大面积施工约120月(以软基处理面积为30000m2计,需水泥搅拌桩大约24184根,按五台设备,每台每天打设40根计。
搅拌桩凝期等强)。
总工期约200d。
3、造价:按按《公路工程预算定额》与《沿海港口水工建筑工
程定额》,每平方米单价约为705元。
本工程位于沿海地区,地下水中含有硫酸盐,需采用抗硫酸盐水泥,总工程造价约提高5%。
4、效果:能达到设计要求。
即承载力不小于100kpa,回弹模量大于50mpa。
(三)强夯块石礅复合地基
强夯块石礅法其原理是利用强夯作为置换软土的手段,即将夯锺提高使其自由落下形成夯坑,并不断夯击坑内回填的块石等粗颗粒材料,使其形成连续的密实的强夯块石礅,经强夯置换处理的地基,承载力强也改善了排水条件,有利于软土固结。
该方案地基处理工艺、工期、造价及处理效果具体如下:
1、工艺:首先进行场地平整与地表水疏干,铺设工作垫层及抛填片石垫层。
软基厚度为7.0m,取强夯置换块石礅厚度为5.5m,块石礅下方软基为强夯影响深度范围内。
根据经验与计算,选择强夯夯锤为20t,夯锤直径为1.6m,夯锤落距为15m。
夯点采用等边三角形布置,间距为5.0m。
2、工期:施工准备(包括整平场地和地表水疏干,铺设工作垫层、片石材料,设备与材料进场)约60d,强夯置换施工约120d(以软基处理面积为30000m2计,夯点数为2400个,拟定采用二台设备,每台设备每天打设5夯点)。
强夯置换施工完成后,仍需约90d 的堆载预压(采用路基填土),待沉降稳定以后,再进行路面施工。
总工期约270d。
3、造价:按《公路工程预算定额》与《沿海港口水工建筑工程
定额》,每平方米单价约为850元。
4、效果:能满足设计要求。
(四)软基处理推荐方案
综合上述三种方案的比选,真空-堆载联合预压方案优于其它两种方法。
因此,本文推荐采用真空-堆载联合预压作为本工程的软基处理方案。
五、真空-堆载联合预压施工工艺技术要求
1、铺设砂垫层之前,需在场地上先铺设一层土工布和一层双向拉伸塑料土工格栅,其主要目的是为了方便砂垫层铺设施工。
2、真空压膜沟深度必须切断透水层,进入不透水层顶面以下0.5m以上。
3、采用粘土覆盖压边、填筑覆水围捻方法进行密封。
4、塑料排水板埋入砂垫层长度不应小于0.5m,垂直偏差不应大于1.5%[5]。
6、真空膜采用聚氯乙烯或三层聚乙烯簿膜,要求在工厂热合一次成形,若现场拼接,搭接宽度不小于15mm。
7、堆载预压施工前,必须在密封膜上覆盖无纺土工布以及粘土(粉煤灰)等保护层进行保护,然后分层回填并碾压密实。
六、结语
真空-堆载联合预压法是一种实用且经济的大面积处理软土地基的有效方法,施工过程中的稳定性可以得到保证,工后沉降和不均匀沉降较小。
在高速公路软基处理中,真空-堆载联合预压相比
于其它软基处理方法,其可以利用路堤自重与真空预压联合作用,必将得到广泛应用。
【参考文献】
[1]李豪.真空一堆载联合预压加固软基机理及简化计算方法研究[d].南京:河海大学,2000.
[2]龚晓南.地基处理手册[m].中国建筑工业出版社,2008.
[3]李明英. 真空联合堆载预压法软基处理的固结特性及沉降研究[d].东营:石油大学,2008.
[4]彭劫.真空一堆载联合预压法加固机理及计算理论研究[d].南京:河海大学,2003.
[5]建筑地基处理规范[s].中国建筑工业出版社,2002.
注:文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。