浅谈市政道路工程中软土地基的处理方法

2011-04-14何帅陈龙黄玲玉

山西建筑 2011年8期

何帅陈龙黄玲玉

1 工程背景

环岛路(榕江北河南岸、南河北岸沿江道路)位于揭阳市经济开发试验区,其中榕江北河南岸沿江道路西起梅东大桥,东至渔湖新王村;榕江南河北岸沿江道路西起莲花大道,东至渔湖新王村与被河南岸沿江道路连接。环岛路全长28.898 km,全线有42座桥涵跨越榕江南、北河支流河汊。该路为新建道路,工程用地为榕江河漫滩地,现状为农田、菜地、鱼塘,全线均为填方路基。

根据地质勘察报告,该道路场地内的淤泥层含水量w=93.8%～98.6%,空隙比e=2.608～2.65,饱和度Sr=94.4%～98.6%,压缩系数α1-2=3.18～3.36,粘聚力C=6.8～9.4。该场地内软土埋藏较浅,淤泥厚度深,含水量大,空隙比大,属高压缩性软土,抗剪强度低,物理力学性质极差,承载力低,必须经过特殊处理。

2 软基处理方法

软基处理的方法有很多种,按处理效果可分为临时处理和永久处理;按处理深度可分为浅层处理和深层处理;按处理方式可分为化学处理和物理处理。一般按照软土地基处理的机理进行分类,有排水固结法、胶结法、加筋土处理方法、挤密法、置换法、挤密置换法。塑料排水板处理软土地基是排水固结法的一种,其原理是根据排水固结和通过插入塑料排水板设置竖向排水通道,缩短排水距离,在地基土上施加荷载,土中孔隙水通过塑料排水板通道排出,从而使土中孔隙水体积逐渐减少,地基土固结变形,同时随着超静水压力逐渐消散,有效应力增大,地基土强度得到提高。

采用塑料排水板超载预压方法,设计参数如表 1所示。

该道路场地内需要处理的软基范围很大,桩号范围为 K 0+ 000～K 2+730,平均处理宽度为 46m。因道路中有多处设置桥涵,将其分为 15个区,分别按照表 1的参数标准进行处理。共插塑料排水板 1 095 398m,排水板平均长度最长为 14.5m,最短为7.0m;双向土工格栅 100 521m2;填方路基为 172 640m3,该项仅考虑因施工期间沉降引起的补砂量,其余在道路设计图中已考虑;路面换算预压用砂量为 107 013 m3,超载预压用砂量为120 344m3。

表1 塑料排水板超载预压设计参数一览表

3 材料质量要求

3.1 塑料排水板

每批排水板到场后,生产厂家必须提供出厂质量检验合格单,经抽样复测达到要求的质量标准后方可使用。塑料排水板质量要求详见表2。

3.2 双向土工格栅

双向土工格栅是用高分子聚合物通过挤压、成板、冲孔过程后再纵向、横向拉伸而成,具有很大的拉伸强度。其质量要求详见表3。

3.3 砂垫层

砂垫层应采用洁净的中粗砂,有机质含量不大于 1%,不得含有粘土块和其他杂物,含泥量不大于 5%,渗透系数不小于 5× 10-5m/s。

表2 塑料排水板质量要求一览表

表3 双向土工格栅质量要求一览表

4 软基处理施工及注意事项

4.1 主要施工顺序

施工单位可以根据现场实际情况将全线分若干段同时进行施工,每一段的施工顺序如下:天然地基表层处理→铺填下层砂垫层→打插塑料排水板→铺填上层砂垫层→分层填筑路基→填筑超载土柱→超载预压(预压期内随沉随补)→沉降稳定后卸载→敷设地下管线并回填→施工路面。

桥涵段必须先进行软基处理施工,再反开槽施工桥涵。

4.2 塑料排水板施工

施工机械为采用插板机,插板机上必须配备板带自动记录仪。

施工工艺过程为:

整平场地→铺填下层砂垫层→稳压→放样→机具就位→排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割断排水板→检查并记录板位等情况→机具移位→铺填上层砂垫层。

施工现场堆放的排水板盘带应覆盖,以防暴露在空气中老化。打插排水板之前先铺填厚度不小于 300mm的下层砂垫层,并做出 4%的横坡,然后打插排水板。对排水板留出的孔口长度沿流水方向弯折500mm,使其与砂垫层贯通,再铺填上层砂垫层。在打插过程中导轨应垂直,钢套管不得弯曲,透水滤套不得被撕破或污染,排水板搭接应采用滤套内平接的方法,芯板对扣,凹凸对齐,搭接长度不小于 200mm,滤套包裹,用可靠措施固定。施工过程中应防止泥土杂物进入套管内,一旦发现需及时清除,排水板与桩尖锚固要牢固,防止拔管时脱离将排水板带出。施工完毕后应将其保护好,以防机械、车辆进出时排水板受损,影响排水效果。

4.3 双向土工格栅施工

格栅铺装前应将下承层平整好,铺装时应拉直平顺,紧贴下承层,不得出现扭曲、褶皱、重叠等情况。施工中发现格栅有破损时,必须立即予以修补,应保证其整体性,采用搭接法连接时,搭接长度不小于500mm;采用粘结法时,粘结宽度不小于50mm,粘结强度不低于格栅本身的强度。上下层格栅的接缝位置应相互错开,错开距离不小于0.5m。