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浅论公路软土地基处理对策

2011-12-31左建春

中国新技术新产品 2011年9期
关键词:插板路堤软土

左建春

(江苏省扬中市交通运输局,江苏 扬中 212200)

在公路施工中,软土由于具有含水量高、压缩性大、透水性差、强度低和变形稳定所需时间长等工程特性,一般不能直接作为天然地基使用,需经过加固处理以减小道路路基在荷载作用下引起的沉降或不均匀沉降。路基沉降是导致路基变形、破坏的主要原因,因此对软土地基处理恰当与否,不仅影响工程的投资,而且将直接影响道路的使用性能和工程质量。对软土地基的处理对策很多,但不管采用何种方法,处理后的地基必须满足强度、变形、动力稳定性和透水性要求,从而达到减小道路路基在荷载作用下引起的沉降或不均匀沉降的目的。

1 常见危害分析

在施工中,软土是指强度低、压缩性高的软弱土层,分为软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭,前3种总称为软土。软土在我国滨海平原、河口三角洲、湖盆地周围及山涧谷地均有广泛分布,其主要工程特性是:天然含水量高、孔隙比大、透水性差、压缩性高、灵敏度高、抗剪强度低、流变性显著。软土的这些特征对软土路基产生一定的危害,分析起来主要包括以下两个方面:一方面,软土路基强度及稳定性差,当软土路基的抗剪强度不足以承受路堤及路面外荷载时,软土路基会产生局部或整体剪切破坏,造成路堤塌方、失稳及桥台破坏;另一方面,流变性显著,当软土路基在上部荷载及外部荷载作用下产生过大的沉降变形时,会影响道路的正常使用。特别是产生过大的不均匀沉降时,造成路面开裂破坏,结构物与路堤衔接处差异沉降,引起桥头跳车,涵身、通道凹陷、沉降缝拉宽而漏水,路面横坡变缓、积水,从而引起路面损坏等,甚至会导致整个路基因失去稳定性而遭到破坏,出现路面沉陷、桥头跳车等病害,直接影响到交工后公路的使用。

2 处理原则标准

2.1 软土地基处理原则

对于软土地基处理,一般原则是应当以利用堆载预压自然沉降,来达到路基稳定。由于我国的独特国情,特别是拉动内需政策的实施,公路建设立项、审批、进入实质建设阶段的时间一般较短,通过自然沉降逐渐达到路基稳定的软土地基处理方法,一般较难推广实施。在施工工期较短,时间紧迫的情况下,对于软土地基处于高危地段的要采用多种手段进行处理,非高危地段可以不进行处理,利用工期自然沉降逐渐达到路基稳定。

2.2 软土地基处理标准

公路安全、高效运行,确保公路建设质量是关键,要求公路地基必须有足够的强度,同时要严格控制路基的沉降变形,确保路基的工后沉降值控制在允许范围内。公路在软土地基地段进行处理后,路堤路基工后沉降量不得超过30cm,桥台台尾路堤过渡段工后沉降不得超过10cm。相应地在软土地基地段施工,地基加固费用要达到总投资的二成以上,在项目设计预算时必须要充分考虑到。

2.3 软土地基处理程序

在项目立项后,要首先准确把握软土地区的地质情况,通过勘察与勘探,全面了解项目所在地软土地基的特征、强度,为工程设计提供科学依据。特别是在工程地质条件复杂的软土地区要对工程地质进行分区,并针对不同分区进行个性化处理。这是一个动态过程,要进行不断完善和丰富,直至全面掌握情况为止根据获得的软土地区地质数据,对软土地基处理选择适宜的设计方案,综合选择既合理可行,又节约成本的方案组织施工。施工时要严格遵守施工技术规范和操作规程办事。

3 公路软土地基处理对策

在软土地基上修建高速公路,往往需要对天然地基进行地基处理,以保证路堤路基的稳定性,控制工后沉降和工后沉降差以满足设计要求。

3.1 地基处理

在公路工程软土地基处理方法很多,有预压法、振密挤密法、置换法、灌入固化物和加筋法等。

3.2 减小路堤荷载

减小路堤荷载可以有效减小作用在地基上的荷载密度。减少地基上的荷载,可以相应减少对软土地基的有效压力,从而保证地基稳定,有效减少软土地基的沉降量。在满足公路设计标准的前提下,要尽可能降低公路路堤标高,减少路基规模进而减少路基固定载荷。同时,要尽可能采用轻质材料填筑路堤减轻路堤自重,减小或加速软土沉降提高土体抗剪程度,比如利用粉煤灰、EPS超轻质填料来填筑路堤等,可以有效减少路基固定载荷,节约施工成本和土地。

3.3 工后修补

在严把设计、施工关的同时,要强化公路软土地基的工后修补完善工作,在满足地基稳定性的前提下,通过工后对路基路面进行修补,调整产生的不均匀沉降差,从而确保施工满足设计要求,确保公路质量安全。

4 施工方法

4.1 挖排水沟和平整场地。为保证铺砂层厚度均匀一致,不受泥水的污染,便于施工,应首先在路基坡脚以外沿路基纵向挖徘水沟,再沿路基横向挖设必要的排水沟,待地表水排除后,回填横向排水沟,但保留纵向排水沟,以利将来固结排水的畅通。路基内积坑等应回填找平。在这一阶段的质量要求为:边沟顺畅;场地平整且无积水;平整度小于5cm。

4.2 塑料排水板的施工。为使塑料排水板位置准确,应在路基纵向和横向布设标志桩,然后按着标志桩指示的位置进行插板机就位和插板施工。插板深度主要由插板机空心套管的深度控制。插板时要认真观测塑料板是否随空心套管的现象。这一阶段的质量要求为:不得在插板过程中破坏铺砂层;不允许塑料排水板断裂;塑料排水板间距允许误差不大于5cm;插板深度不得小于设计深度。

4.3 填土预压。在开始的填土预压阶段,应首先满足软土固结的要求,再考虑路基压实的要求。一般以路基一次填土碾压厚度为预压填土厚度,但不超过软土固结所要求的预压填土厚度。

4.4 填土碾压阶段既要满足路基压实要求,也要满足软土固结的要求。此阶段根据当时软土地基极限承载力计算填土厚度可达2m,考虑到路基的压实和其它影响因素,最后确定填土厚度为30cm,碾压至压实度达到要求为止。以后每次施工上土前均进行软土地基承载力验算。为保证路基整体同步沉降,在同一横断面内填土速度和厚度要保持一致。在这一阶段的质量要求为:填土厚度和施工机械等外荷载须小于软土的承载力;填土厚度及压实度应满足路基施工质量标准的要求;加固区域内填土厚度均不得大于一层填土厚度。

4.5 路基整形。整形前,路基的顶面标高和路基宽度均应大于路基的设计标高和宽度,以防止由于路基的下沉而造成标高和宽度的不足。路基最后整形工作最好在软土地基固结度达到90%以上,沉降量基本稳定后再进行。在这一阶段的质量要求均应满足路基施工质量标准的要求,并应做到各项记录完整、准确。

4.6 在施工中须把握住以下三个环节:(1)保持土中水顺畅排出通道,即保证排水板的深度、间距、铺砂层的厚度、路基边沟畅通等要求;(2)使软弱土基一直处于逐渐固结、强度逐渐增加的状态之中,根据软弱土基各时期的强度合理确定填土厚度和施工机械;(3)保证路基填土本身的必要压实,在软土地基承载力允许的情况下,尽量提前进行填土碾压。

5 结束语

在施工中,软土路基的施工关系着整个公路的质量。软土地基极易变形,有的在填筑过程中因路基变形而无法定型铺筑路面,有的即使勉强铺筑了路面,但由于软基变形,未待交工验收路面就开始失去稳定和平整,如果不在修建公路的过程中采取有效措施进行处理,那么整个路基会随着交通量的增大而加速沉降,从而导致整个路基因失去稳定而遭到破坏,出现路面沉陷、桥头跳车等病害,直接影响到工程结束后公路的使用,所以对公路软土地基处理需要严格的技术控制,确保工程质量。

[1]蔡志军.公路路基施工中过湿土的施工对策[J].北方交通,2009.

[2]董泽进,韩敏.软土路基沉降计算及其施工控制[J].科教文汇(上旬刊),2008.

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