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软土路基论文

软土路基论文

软土路基论文范文第1篇

关键词:高速公路;软土;路基;处理

1软土路基的特点分析

淤泥及淤泥质土在工程上统称为软土,其成分主要由粘粒及粉粒组成,常成絮状结构,并含有机质,软土的天然含水量大于液限,有的可达200%。孔隙比在1-2之间,个别可达5.8,它具有较高的压缩性。软土强度低,粘聚力小,标准贯入击数N普遍很低,通常不大于5。其渗透性差,渗透系数一般小于10-5mm/s,固结速度慢,若软土层厚度超过10m,要使土层达到较大的固结度往往需要5-10年之久。并具有明显的结构性和流变性,灵敏度通常大于4,一经扰动,其絮状结构受到破坏,土的强度显著降低;在荷载的作用下,因缓慢剪切变形抗剪强度逐渐衰减,在主固结沉降完毕之后还可能继续产生可观的次固结沉降。我国沿海地区和内陆平原或山区都广泛地分布着海相、三角洲相、湖相和河相沉积的饱和软土,其厚度由数米至数十米不等。

2高速公路软土路基的常用处理方法

2.1高压喷射注浆法

高压喷射注浆法将带有特殊喷嘴的注浆管,通过钻孔置入到处理土层的预定深度,然后将浆液(常用水泥浆)以高压冲切土体。在喷射浆液的同时,以一定的速度旋转提升,即形成水泥土圆柱体;若喷嘴提升而不旋转,则形成墙状固结体。加固后可用以提高地基承载力,减小沉降,防止砂土液化、管涌和基坑隆起,建成防渗帷幕,适用于处理淤泥、淤泥质粘土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土等地基。

2.2冻结法

冻结法采用液态氮或二氧化碳膨胀的方法,或采用普通的机械制冷设备与一个封闭式液压系统相连接,而使冷却液在内流动,从而使软而湿的土进行冻结,以提高土的强度和降低土的压缩性。适用于各类土,特别在软土地质条件,开挖深度大于7-8m,以及低于地下水位的情况下是一种普遍而有效的施工措施。

2.3挤密法

挤密法是利用挤密或振动使深层土密实,并在振动或挤密过程中,回填砂、砾石、碎石、灰土、二灰或石灰等,形成砂桩、碎石桩、灰土桩、二灰桩或石灰桩,与桩间土一起组成复合基础,从而提高地基承载力,减小沉降,消除或部分消除土的湿陷性或液化性。砂(砂石)桩挤密法、振动水冲法、干振碎石桩法,一般适用于杂填土和松散砂土,对于软土地基经试验证明加固有效时方可使用。灰土桩、二灰桩挤密法一般适用于地下水位以上深度为5~10m的湿陷性黄土和人工填土。

2.4机械碾压法

机械碾压法是指挖除浅层软弱土或不良土,分层碾压或夯实土,按回填的材料可分为砂(石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等,它可提高持力层的承载力,减小沉降量,消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性,防止土的冻胀作用及改善土的抗液化性。常用于基坑面积和开挖土方量较大的回填土方工程,适用于处理浅层非饱和软弱地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻土地基、素填土和杂填土地基,这种方法简易可行,但仅限于浅层处理,一般不大于3m,对湿陷性黄土地基不大于5m;如遇地下水,对于重要工程,需有附加降低地下水位的措施;干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等;它可提高持力层的承载力,减小沉降量,消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性,防止土的冻胀作用及改善土的抗液化性。

3水泥土搅拌桩方法的应用

3.1泥土搅拌桩的概念

水泥土搅拌法按照施工工艺,可将其分为浆液喷射法和粉体喷射法两种,前者形成的加固体称为深层搅拌桩,后者形成的加固体称为粉喷桩,二者统称为水泥土搅拌桩。水泥土搅拌法是用于加固饱和软粘土地基的一种新颖方法,它是利用水泥作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂(浆液状或粉体状)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,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。其所形成的加固体与桩间同承担上部结构的荷载,从而提高地基的承载能力,减少沉降变形,采用干法(喷粉)或湿法(喷浆),主要取决于被加固土的土层含水量。一般当土层的天然含水量小于30%时宜采用湿法,大于50%时宜采用干法,而界于30%~50%之间时可视具体情况灵活选择。

3.2水泥土搅拌桩的制作工艺

(1)就位:对中、调平;(2)预搅下沉:下沉的速度可由电机的电流监测表控制,工作电流应小于70A(随机型不同而有差异);(3)制备水泥浆:下沉到预定深度后,开始制备水泥浆,并注入集料斗中;(4)喷浆搅拌提升:提升20cm,开启灰浆泵将水泥浆压入土中,边喷浆边旋转,同时严格按预定提升速度提升搅拌机;(5)重复搅拌下沉、提升:将搅拌机边旋转搅拌边下沉,到设计深度后再边搅拌边提升,直到升出地面;(6)清洗;(7)移位:对于单搅拌轴的深层搅拌施工机械,在预搅下沉时也有采用喷浆切割土体、搅拌下沉的工艺,以防止出浆口下沉过程中被堵,但要严格控制水泥总量和分布均匀性。

3.3水泥土搅拌桩的技术要点

(1)预搅下沉时,要严格控制下沉速度,使土体被完全切割破碎,以利于与水泥浆拌和均匀。特别是对于较硬的粘土夹层,如果在预搅下沉时下沉速度过快,土层不能被完全切割,造成很多游离的硬粘土块,在后续的重复搅拌过程中,不管如何加强复搅都无法将其消除,致使桩体中夹含大量的原状土块,降低了桩身强度和检测合格率。所以,为避免这种情况发生,在预搅下沉时,针对特殊的粘土硬层要适当放慢下沉速度,通过转速和下沉速度可以算出叶片每旋转一周的下沉量(即土体被切割后的最大粒径),然后反过来再控制转速,重复搅拌的下沉和提升速度也要控制转速;(2)制备的水泥浆不能离析,因而水泥浆应在搅拌机中不断搅拌,直至压浆时才可将其缓慢地注入集料斗中;(3)预搅下沉时,应尽量避免采用水冲下沉,只有遇硬土层下沉太慢时,才可适量冲水;(4)预搅下沉时就开启压浆,容易造成后来的涌浆和水泥浪费现象,也给桩头开挖和清理工作带来麻烦,应尽量避免;(5)为确保加固强度和加固体的均匀性,压浆阶段不容许出现断浆或停浆现象,输浆管道不能发生堵塞,并严格控制搅拌机的提升速度。当出现断浆现象时,应将搅拌头下沉0.5m后重新开启压浆泵开始压浆、提升,提升速度要通过试验来确定,以确保搅拌头提升至桩顶设计标高时压浆刚好完毕;(6)当桩顶设计标高与现场地面相近时,应特别注意桩头搅拌质量,可待搅拌头提出地面停机后,再利用其自身重量对桩顶加固土下压,以保证桩头的密实性;(7)水泥用量要采用单桩控制,一桩一清,确保灰土比例。

参考文献

[1]宁有满,管纪群.粉喷桩在处理软土地基中的作用[J].辽宁省交通高等专科学校学报,2005,(2).

[2]麦宏晃.浅谈潮汕一级公路软基处理技术[J].广东水利水电,2004.

软土路基论文范文第2篇

1.1公路形状

在选择公路工程软土路基施工技术时,应参考公路形状这一因素。公路的形状与路堤设计有着紧密的联系,而路堤高度与宽度的不同,又决定了应使用哪种施工技术。例如:当路堤高度较低、宽度较大时,不应使用换填法,因为在此种情况下,使用换填法很容易导致公路发生局部破坏。除此之外,路堤的高度与宽度越大,给路基施加的压力也会越大,处理不当时,发生路基沉降的程度也会越高。因此,在选择公路工程软土路基施工技术时,必须参考公路形状这一因素。

1.2路基状况

在选择公路工程软土路基施工技术时,应参考路基状况这一因素。在软土路基中,主要有两种土质,一是黏性土,二是砂性土。在公路工程中,对于不同的土质应采用不同的施工技术,以使施工技术对路基的影响尽可能小,对于黏性土,应采用压实法,对于砂性土,应采用挤实砂桩法。除此之外,软土路基的软土层厚度也有所不同,根据厚度的不同也应采用不同的施工技术进行表层处理。因此,在选择公路工程软土路基施工技术时,必须参考路基状况这一因素。

1.3公路条件

在选择公路工程软土路基施工技术时,应参考公路条件这一因素。公路是分等级的,根据公路等级的不同,应采用不同的施工技术与施工流程。对于等级较高的公路,应采用专门的沉降处理方法进行处理,而对于等级较低的公路,则不需要采用特殊的沉降处理方法,而是等到公路的沉降过程自然结束之后再进行路面铺设。因此,在选择公路工程软土路基施工技术时,必须参考公路条件这一因素。

1.4环境因素

在选择公路工程软土路基施工技术时,应参考环境因素。每一条公路的周边环境都会有所不同,而周边环境对公路施工的影响是非常大的,例如:有些公路周边地下水较多,施工人员就应考虑到地下水的变化对公路的影响,然后再采用最适合的施工技术进行施工。除了地下水这一因素之外,该地区的气候、空气湿度等环境因素都会对公路产生不同的影响。在多变的周边环境下,施工人员必须根据周边环境的特性,选择使用合适的施工技术。

1.5地形因素

在选择公路工程软土路基施工技术时,应参考地形因素。前文已经谈到软土路基主要出现在内陆平原、盆地山涧、海滨平原等地区,显而易见,软土路基所处地区的地形会有所不同。地形的不同就会影响到整个公路的设计,公路设计应与地形相协调,在地形比较复杂的地区,软土路基的处理也会变得麻烦,为使施工效率变高,就应尽量避免在地形较为复杂的地区进行公路施工,当不得不在此处进行施工时,应根据地形的特征选用合适的施工技术。因此,在选择公路工程软土路基施工技术时,必须参考地形因素。

2公路工程软土路基施工技术

2.1深层水泥搅拌桩的处理技术

在进行公路施工之前,应先进行一系列的准备工作,深层水泥搅拌桩的施工工艺控制就是其中较为重要的一项,本文将着重对此进行介绍。深层水泥搅拌桩的施工工艺控制主要包括四个方面:第一,悬挂吊锤,为保证水泥搅拌桩的垂直度符合标准,应将吊锤悬挂在主机上,然后再对水泥搅拌桩的垂直度进行调整;第二,质量检查,即对水泥搅拌桩进行质检,其中对水泥用量的检查尤为重要;第三,搅拌配合比,即水泥搅拌的配合比,对此,应严格按照相关标准进行水泥搅拌;第四,二喷四搅,这是在软土路基中常用的水泥搅拌施工工艺。

2.2排水砂垫层技术

在软土路基中,最为常见的路基状况就是土层非常薄、含水量非常大,针对此种情况,应使用排水砂垫层技术。排水砂垫层技术是指在软土路基上铺一层砂垫层。砂垫层可以使软土固结,并且与排水层的作用较为类似,除此之外,砂垫层还可以作为地下排水层,降低填土内的水位。显而易见,排水砂垫层技术可以有效解决软土路基土层非常薄、含水量非常大这两大常见问题。

2.3软土路基施工的机械碾压

前文已经讲到软土路基主要有两种土质,其中,最为常见的就是黏性土。对于黏性土,必须进行路面压实,在科学技术高速发展的现代,则可以使用机械碾压进行路面压实。由于软土路基较为复杂的特性,软土路基的软土分布一般都比较分散,表层土的厚度也有很大的差别,导致公路施工的难度变得更大,而使用碾压机对软土路基进行碾压就可以有效解决这一问题,从而保证路面的平整。

2.4高压喷射注浆施工技术

高压喷射注浆施工技术也就是压密注浆技术。高压喷射注浆技术源自日本,随着我国经济的不断发展,我国与外国的经济往来也越来越频繁,高压喷射注浆技术也在上世纪七十年代传入我国,并在我国得到了改进与发展。高压喷射注浆技术是指通过高压喷射出水泥浆液,借助高压喷射形成的巨大冲力进行混凝土搅拌,并最终形成混凝土圆柱。高压喷射注浆施工技术可以对软土路基进行有效的加固,还可以防止路面出现渗漏问题,从而提高软土路基的土层密度,加强路基的承载能力,保障公路的路面质量。

2.5回填土软土路基施工技术

回填土软土路基施工技术是对软土路基进行系统施工的技术。回填土软土路基施工技术主要包括四个步骤:第一步,挖除软土路基的软土部分,施工人员按照设计要求将软土部分挖除,然后再进行分层回填;第二步,使用装载机平整路面,在路面平整之后,再使用压路机进行压震,并反复进行八次;第三步,使用回填土进行回填,回填土主要为粗砂与碎石;第四步,定期进行软土路基沉降观测,观测人员应使用标准仪器进行定期观测,并依照观测数据进行路面维护。

2.6挤实砂桩技术

前文已经谈到对于软土路基中的砂性土应采用挤实砂桩技术进行施工。挤实砂桩技术是指采用振动或冲击的方式,强行将回填土填入软土路基之中的施工技术。挤实砂桩技术可以使原本松软的砂性土变得较为牢固,并使砂性土能够与周围的土层较好地融合到一起,加强整个土层的牢固性。

3总结

软土路基论文范文第3篇

【关键词】软土;路基;沉降计算

1引言

随着我国“五纵七横”高速公路网的全面展开,高填方路堤和软土路基越来越多,如何准确地预测它们的沉降量将会是高速公路建设中的一个重要课题。本文就软土路基的沉降计算问题做一些探讨。

2软土路基的沉降计算

2.1沉降的组成

在软土地区修筑高速公路,必然导致路基的下沉。通常认为沉降是由瞬时沉降、主固结沉降与次固结沉降三部分组成。即

S=Sd+Sc+Ss

式中:Sd—瞬时沉降,由于土体的侧向变形引起的附加沉降;

Sc—主固结沉降,是加荷后土体的体积压缩变形引起的沉降;

Ss—次固结沉降,由于土体蠕变而发生的沉降;

由于土体侧向变形引起的那部分沉降,其实并不是瞬时发生的,它在沉降的整个过程显示出其影响,文献[1]对此作了详细的论证。因此将瞬时沉降分量称为不排水沉降更为合适。

2.2路基沉降计算方法

2.2.1常规计算方法

这是工程中最为常用的计算方法,按分层总和法计算最终沉降,采用一维固结理论计算沉降速率。计算分层沉降时考虑不排水沉降Sd、主固结沉降Sc和次固结沉降Ss三部分沉降。不排水沉降Sd用弹性理论或一些经验公式计算,较好经验公式有:我国《铁道工程设计技术手册》中推荐使用的公式,张诚厚、戴济群(1993年)根据实测侧向位移建立的半经验公式;主固结沉降Sc的计算可用一维的e-p曲线法或考虑土体应力历史的e-lgp曲线法,也可用黄文熙提出的三维分析法(1957年)或Skempton和Bjerrum法(1957年);次固结沉降Ss,采用次固结系数计算。工程实际中经常采用主固结沉降乘以一个修正系数ms的办法来计算总沉降量。沉降速率则根据Terzaghi(1923年)一维固结理论或Gibson(1967年)一维有限非线性应变固结理论,有限非线性应变固结理论考虑了土体压缩性和渗透性与孔隙比的非线性变化,以及土体自重应力等方面的因素,较Terzaghi一维固结理论合理。

2.2.2应力路径法

软粘土受荷载作用后,往往有两个过程:首先是形变,然后是体变。加荷初始,孔隙水一时来不及排出,孔隙水压力上升,这就相当于固结不排水过程,体积不变。随着孔隙水压力的消散,体积压缩,有效法向应力增加,而偏应力不变,这相当于固结排水过程。因此,沉降就可分成两部分计算,通过模拟现场实际加荷条件,进行室内固结不排水和固结排水试验,分别量测不排水应变和排水应变,由此求得不排水沉降与固结排水沉降。

2.2.3有限单元法

有限单元法是将路基和路堤作为一个整体来分析,将其划分网格,形成离散体结构,在荷载作用下算得任一时刻路基和路堤各点的位移和应力。其中路基顶面的竖向位移就是所要求的沉降。

2.2.4曲线拟合法

根据现场前期实测沉降资料,用曲线拟合法,可以预测沉降发展规律,推算最终沉降量,由此确定路面铺筑时间。曲线拟合法有指数曲线法、双曲线法、高木俊介法或曾国熙1975年提出的高木俊介改进法等。高速公路软土路基沉降随时间的关系一般较符合双曲线形式[2]。

2.2.5反演分析法

反演分析法是近十几年发展起来的一项新技术、它通过已有的沉降观测资料,反演得到正分析中的某些输人参数,使正分析得到的结果与实测沉降充分接近。如可以通过反演分析确定原位固结系数,再根据Terzaghi的一维固结理论推算最终沉降量及沉降发展过程[3]。

2.2.6人工神经网络法

人工神经网络法具有集体运算和自适应能力,善于联想、综合与推断,能够对路基前期沉降资料进行分析,记忆存储路基填土的基本性质,通过模拟填土性质、加载与变形之间的复杂的函数关系,就可以进行路基沉降的预测。

2.2.7遗传算法[4]

同常规的优化方法相比,遗传算法不直接和模型参数打交道,而是处理代表参数的编码,遗传算法在整个操作过程中,同时控制着一个解群,而不是局限于一个点。这就大大提高了搜索效率,并避免陷入局部极值;求解时,不计算目标函数的微分,故对目标函数和约束条件没有苛刻要求,这在处理高度非线性问题方面与传统方法比较,具有明显的优势。

2.3沉降计算方法讨论

以上介绍的七类方法中,前三类为沉降及沉降速率的预估,用于施工前的设计,而后四类根据前期沉降实测资料进行后期沉降的推算,指导后续施工,确定路面的最佳铺筑时间,减少工后沉降量。目前,工程中最为常用的沉降预估还是采用常规计算方法,沉降推算采用曲线拟合法,这是由于这两类方法较其它方法来得简单,工程技术人员便于应用。虽然其它方法可能精度更高,但由于过于复杂,对试验技术和参数选取的要求过高或需要高深的数学理论,因此即使在将来,也不会在工程中完全替代常规分析法。

3沉降计算中的一些问题

3.1土体自重应力的计算

软土地基中的地下水位通常很高,对于地下水位以下的土体,当其液性指数为0

3.2沉降系数ms

影响软基沉降计算值的因素很多,由地形、软基特征、设计与施工等多方面因素组合的情况十分复杂,因此沉降计算值与实测值之间的误差不可避免。综合考虑这些因素而提出的沉降系数ms经验值的变化范围从

3.3压缩层计算深度

国内许多高速公路工程的观测研究表明,软土层的压缩沉降可达地基总沉降的80%以上,是沉降的关键土层。因此,沉降计算应选择软土层为主要压缩层。当软土层厚度相对较小,其下有可忽略其压缩沉降的硬层时,可以软土层底面为计算压缩层的下限。当软土层厚度大时,如采用以压缩层下限处附加应力为基底原有应力的10%来控制压缩层计算深度。对于填土低的情况计算值可能偏小,而填土高、软土层相对较薄时计算值将偏大。由于地基沉降主要发生在基底以下15~20m深度范围,因此,以压缩层下限处分层的压缩值占总沉降2.5%以下作为控制压缩层深度较为合理。

4小结与建议

(1)目前工程中常用的软土路基沉降计算方法含有许多简化假定,与实际情况不完全符合。

(2)用来计算路基沉降的e-lgp曲线法与e-p曲线法相比可以考虑土体的应力历史,在计算精度上有了进一步的改善,但二者都无法考虑土体侧向变形对沉降的影响,仅仅用修正系数加以校正,将会带来设计沉降量与实测路基沉降之间的偏差。

(3)由于高速公路路堤的设计一般以变形控制为主,对工后沉降量的要求很高。因此有必要建立高速公路专家设计系统,指导信息化施工,有效地控制工后沉降量。

参考文献:

[1]周镜.软土沉降分析中的某些问题.中国铁道科学,1999.

[2]赵九斋.连云港软土路基沉降研究.岩土工程学报,2000.

软土路基论文范文第4篇

关键字:路桥施工软土地基施工存在问题处理措施

Abstract: with the development of economy, Luqiao engineering construction in the rapid development, has made some achievements in the process, but also can not ignore the restriction of various factors in their development, which for the construction project of Luqiao, the biggest constraint can be said to be the construction area of the geological conditions and the environment, including construction soft soil foundation is very prone to security risks, hazards and therefore must pay attention to the problem is to prevent the soft soil base on engineering bring, if the construction unit has not attracted much attention, it will directly affect the stability of the roadbed, pose a serious threat to the quality of the project. In this paper, taking it as the starting point, carries on the discussion on the construction of soft soil foundation in Luqiao construction measures may occur in the construction of soft soil foundation are discussed under the condition of the problem.

Keywords: problems existing in Luqiao construction treatment measures for soft soil foundation construction

中图分类号: TU471.8 文献标识码:A 文章编号:

在路桥施工的过程中,软土地基存在着巨大的危险性,如果施工方不能够及时的处理,或处理过程中方法是用不当,将会造成地基失稳,出现路桥不均匀沉降或者是沉降过大的情况,影响路桥工程的整体质量和施工的进度,由此可见,加强路桥施工过程中软土地基的处理措施至关重要。下面本文就从软土地基施工经常出现的问题以及加强软土地基施工问题的处理措施两个方面进行详细的论述。

一 软土地基路面施工过程中可能发生的问题

软土指的的天然含水量大、压缩性高、抗剪强度低、透水性能差以及承载力较小的呈现出软塑到流塑状态的一种饱和粘土,在这种土质上进行路基施工,对路基的稳定性是一种很大的考验,在这个过程中会出现一些问题。

(一)软土承载力及稳定性的问题

这一问题主要表现在以下几个方面,如在建筑物周围进行挖掘造成建筑物出现倾斜现象或者是失去稳定造成破坏;或是开挖土坡发生滑动、土堤、土坝或者是堆场地基的滑动、在天然的边坡坡脚开挖引起的滑动;再如开挖基坑底面造成的隆起,挡土结构物土压力增加或者是支撑系统土压力增加等,这些都是承载力以及稳定性方面存在的问题。

(二)沉降的问题

沉降问题的出现主要有以下几个方面的表现:首先是相邻的建筑物太近或者是荷载相差太大造成建筑物的倾斜;其次是出现整体或者是差异性的沉降造成建筑物的功能受到一定的影响;再次是开挖基坑的过程中,其周边地面出现附加沉降造成坑底的回弹性隆起;最后是由于软土层厚薄不均匀或者是分布不均匀造成的不均匀沉降。

(三)可能遇到的其他问题

软土地基在施工的过程中除了会遇到软土承载力及稳定性问题和沉降问题,还会受到降水问题的影响。浅层的降水会造成附近建筑物的开裂或者沉降,而深层降水则会造成地面出现大面积的沉降。需要注意的是,基坑深水、打桩施工过程中引起震动或者是交通荷载量过高等因素都会成为软土地基施工过程中需要关注的问题,可能会造成不稳定情况的出现。

二 软土地基路面施工中问题的处理措施分析

在施工的过程中,软土地基对于地基的稳定性和工程的质量具有很大的威胁性,处理不当很可能会出现上述提到的问题,影响到整个工程的进度和质量,因此说采取一定的措施,恰当的处理软土地基路面施工中存在的问题十分必要。下面本文就论述几点软土地基的处理措施。

(一)在设计和施工的过程中严把质量关

工程的质量是工程施工的最终目的,在软土地基上进行路面施工是具有一定的质量隐患的,因此说从设计到施工环节都需要严把质量观,这是任何处理措施的前提和关键,为此需要做到以下几点。首先在设计之前要进行实地调查,弄清楚该地区的软土的性质以及工程施工周边的土质情况和地质环境,之后根据实际情况合理进行地址分区,以便日后处理问题时方便快捷;其次在设计的过程中,既要符合普通的设计要求,确保设计方案的合理性,又要根据当地软土的具体情况制定特殊的设计方案,做到具体问题具体分析;再次施工时要严格按照设计方案进行,施工者一定要技术严谨,经验丰富,能够对出现的问题采取及时的应对措施,保证软土地基施工的质量;最后,也是最容易忽视的环节,就是要进行竣工检查,监理工作要跟上,对于工程的施工进行检测检查,避免安全和质量隐患的存在。严把质量关是一切措施的前提,需要引起格外的重视。

(二)排水固结法

排水固结的方法,就是在软土地基施工工程开始前,利用地基排水固结的特性,对软土地基进行加荷预压,使得土体能够提前完成固结沉降。这种方法能够增加地基的强度,但是需要注意的是,该方法只能应用在饱和黏性土地基。排水固结系统是由排水系统和加压系统构成的,因此在使用的时候需要注意,要先在地基土中设置竖向排水体和水平的排水垫层,改变地基排水边界的条件,从而达到缩短排水距离、加快排水速度的作用。在此之后进行加压,实现地基的固结沉降。

(三)表层处理法

通常情况下,表层处理法用于地表面较为软弱的情况下,这种方法是通过敷设、排水或者是增加材料的方法,达到提高地标强度的目的,预防软土地表出现变形的情况,从而保证软土地基路面施工的正常进行。这种处理的方法通常有表层排水法、砂垫层法、敷垫材料法以及使用添加剂的方法,这几种方法在表层处理法中经常用到,对于改善软土地基的压缩性、提高软土地基的地表强度,保证施工的顺利进行都具有重要的作用。

(四)挤密法

挤密法在软土地基路面施工过程中也经常会用到,这种方法主要包括四个方面。其一是砂石桩法。该方法是利用冲击方式或者振动方式在软土地基中成孔之后在填入砂石,并将他们挤压入软土中;其二是灰土挤密桩法,该方法主要是利用成桩孔时的侧向挤压作用挤密桩之间的软土,再将桩孔用灰土分层填压;其三是石灰桩法,该方法是运用机械地基中成孔,在将生石灰块按照一定的比例加入其他成分的添加剂进行夯实,从而形成桩体,与周围的地基形成复合地基,保证在施工的过程中不会出现软土地基中会出现的沉降或者是断裂的状态。

上文论述了在软土地基路面施工过程中经常采取的措施,在运用上述措施之前,一定要事先分析好施工地的软土情况,然后再根据具体的情况采取相应的措施。在进行软基处治时,一定要在保证工程质量的情况下,争取更长的软土预压时间,减少软基路堤施工后的沉降现象,同时需要根据软土的性质采取及时的措施处理,防止出现软土路基路面变形的现象。

结束语:路桥施工建设对于促进城市的发展起到重要的作用,反过来经济的发展和城市的进步也能够带动路桥施工工程的发展。近年来我国的路桥施工工程取得了较大的成就,但是在这个过程中仍然不能忽视的一个问题就是软土地基施工过程中的处理问题,对软土地基进行处理,能够提高软土的强度,保证地基的稳定性,减少地基的沉降,从而提高路桥施工的整体质量,但是如果处理不好便会出现路面沉降或者断裂的现象,严重影响了路桥的质量,施工埋下了巨大的安全隐患。因此本文就从软土地基施工过程中可能会发生的问题出发,论述了在软土地基施工过程中的问题处理措施,希望通过本文的论述,能够对今后的软土地基施工处理起到一定的帮助作用,降低地基的沉降和不均匀沉降现象,保证工程的质量。

参考文献:

[1] 王宇春 浅谈路桥工程中的软土地基施工 科技与企业,2011年第08期

[2] 郑建明 桥梁工程中软土路基的处治措施 交通标准化,2012年第22期

[3] 袁锋 试分析道路桥梁过渡段软基路基路面的施工 科技致富向导,2012年第05期

[4] 孟繁奇 宫岩 道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施分析 城市建设理论研究,2012年第13期

软土路基论文范文第5篇

关键词:高速公路;加宽;软土路基;土工材料;裂缝中图分类号:U412.36+6 文献标识码:A

高速公路路基加宽处理的理论及软土路基

(一)路基加宽的理论分析

目前,新建路基沉降量估算多采用分层总和法,固结计算采用太沙基一维固结理论,并假设地基只产生竖向的变形。然而,在路基加宽中,新老路基相互作用,软基的侧向变形尤其明显,因此采用二维平面应变的分析方法来计算地基固结和沉降量比较合理。在路基加宽工程理论分析中,国外学者大多利用弹塑性Mohr-Coulomb模型或修正的Cam-Clay模型对加宽路基进行有限元模拟分析;国内的道路工作者大多采用Ansys,Abaqus,Plaxis等有限元软件,利用Drucher-Prager模型或Duncan-Chang模型对新老路基的应力应变特性进行数值计算。在分析和计算的基础上,总结了软土地基上路基加宽差异沉降的变化规律,为实际工程设计、施工提供了重要的理论依据。

(二)软基上路基加宽处理方法

我国已完成了广佛、沈大、京津塘、沪杭甬高速公路的加宽改建工程。高速公路加宽工程技术,特别是软土地基上路基加宽设计与施工已取得一定成果。但在软基上路基加宽中,工程技术人员大多数通过加固软土地基,提高地基承载力的方法来减小新老路基拼接后产生的差异沉降,从而达到新老路基协调变形的目的。

高速公路加宽工程的软土路基施工技术选择

(一)软基处理方法的比较与选择

高速公路加宽扩建工程通常工期紧、施工场地狭窄,同时还要维持正常的交通运输,因而必须进行多方论证、比较,根据工程地质勘察资料,结合老路基软基处理的评价结果,选择经济、快速、可靠的软基处理方法,以确保现有高速公路营运安全,确保减小加宽后高速公路新旧路面的差异沉降。表1列出了我国主要高速公路加宽工程的软基处理方法。

表1我国主要高速公路改扩建工程软基处理方法

(二)适合加宽工程的主要软基处理方法

加宽路基软土地基处理要根据不同路段的地质情况、路基填筑高度、结构物类型等因素,确定合理的处理形式。加宽路基的软基处理最好以复合地基法为首选,可以通过合理布置桩长与桩距来协调不同路段的沉降差异。适合高速公路加宽工程的主要软基处理方法见表2。

表2高速公路扩建工程软基处理方法

(三)软基处理的设计与施工措施

高速公路扩建相对新线软基处理措施对路基稳定和工后沉降提出了更高的要求,再加上施工场地有限,施工周期紧等因素,因而在设计与施工中应采取相应的措施以满足加宽工程的特殊要求。

路基填土往往位于老路基边坡上,因而必须对老路基边坡按一定坡度削坡,削坡必须满足施工期间的路基稳定要求。

高速公路加宽最好采用快速加固方法,以加快施工周期,降低施工期间维持交通正常运营的费用。

采用粉喷桩等复合地基处理时,桩体布置可采用里密外疏的方式,以节省工程量。

施工期间要注意排水问题,防止开挖边坡有水,引发老路基坍塌。

在做试验段的同时,还须在施工过程中进行沉降和稳定动态观测,控制填筑速率。

三、软基上路基加宽关键技术

(一)已建老路基沉降观测

一般来说既有高速公路的交通量是已知的,因此,我们不仅可以提前预测既有高速公路改扩建的大概时间,也可通过提前对既有软基上高速公路路基的沉降观测,并收集分析既有软基上高速公路路基在改扩建时的工后沉降资料,为工程技术人员合理选择加宽路基范围的软基处理方法和沉降值提供重要设计依据,从而减小新老路基差异沉降。本文建议宜提前2年对既有软基上高速公路路基的沉降进行观测和分析。

以驻信高速公路为例,原驻马店至信阳高速公路按平原微丘区高速公路标准建设,路基宽28m,其中中央分隔带3m,左侧路缘带2×0.75m,行车道2×2×3.75m,硬路肩2×0.75m。路面横坡为2%,土路肩横坡沟为3%。全选均为填方路基,填方高速8米以下。

驻信高速于2003年建成通车,截止目前已运行近7年,路基沉降已基本完成,路基状况趋于稳定,道路路基整体状况良好。

(二)新路基复合地基处理措施

一般情况,既有软基上高速公路路基沉降,一方面取决于原软基处理方法

和工后时间长短等,另一方面也取决于原软基处理的质量和效果。因此,选择加宽路基范围的软基处理方法和沉降值时,不能仅凭原软基处理方法或工后时间,而应依据既有路基在改扩建时的工后沉降,并遵守尽量减小新老路基差异沉降的原则,合理选择加宽路基范围的软基处理方法、处理深度或间距。

以驻信高速公路为例,路基填筑前,首先对老路基底按30cm清表,原边沟

予以清除,原路基边坡按垂直厚度41.6m清表,边坡清表沿老路土路肩内边缘开挖,边坡清表后开挖台阶分层填筑。

开挖台阶最低层宽度为2m,高度控制在1.3m左右,然后自下而上逐层开挖,其上各级台阶高控制在1m左右,宽控制在不小于1.5m,按4%的横坡向内倾斜。路面开挖线沿老路硬路肩外边缘向行车道0.9m位置下挖。

为减少新老路基差异沉降,对于非桩处治路段,基底清表后用冲击式压路机碾压,路基施工中,基底至路床底范围内,路基每填筑2m,用冲击式压路机冲碾补压一次,要求冲击式压路机采用25KJ高能量三角市梅花轮冲碾,冲碾段起终点距结构物最少5m。

(三)软基的施工技术要点

1、水泥搅拌桩处理

对于稻田、水塘或基坑等湿软的低洼地,软弱土层层厚小于3m的浅层软弱土,从经济角度比选,适宜于采用清淤换填碎石、中粗砂等渗水性材料进行处治。当下覆软弱土埋深大于3m以上时,宜采用水泥粉喷桩深层处治。

驻信高速公路段软土多存在于湿软稻田、低洼地及池塘段,且多为浅层软土。对于层厚小于3m的浅层软土,采取浅层换填处治,换填材料采用旧路防排圬工回收利用物或砂砾等材料回填,对于个别存在厚层软弱土路段,采用水泥搅拌桩深层处治。

2、防水措施

开挖老路基边坡以后要截断路面水,特别是超高路段,防止雨水直接冲刷边坡,在开挖边坡上铺一层防水胶纸或塑料布,以防止雨水渗入。迅速排除施工场地积水,断绝外来水,软基施工期间硬路肩禁止行车,以确保老路基安全。

3、土工格栅的铺设

土工格栅的铺设采用横向铺设,关键是保证其连续性,不出现断裂、弯扭折皱、松弛,又要避免过量拉伸。材料应堆放在阴凉处,严禁暴晒和雨淋,以免其性能老化。软基处理段与未处理段的交接处设置过渡衔接,并保证必要的搭接长度。在路槽纵向铺设跨施工缝的土工格栅,加强新老路基的横向联系,减少裂缝反射。

4、路基填筑

根据区域的料源情况合理选择填料,填料的物理力学特性要与老路基填料相近,严格控制新老路基结合带的压实,对新老路基结合带(大型压路机的压实施工死角) 用打夯机分薄层填筑压实。

国外针对软土路基上加宽路基填筑施工提出了间隙法(GapOmethod),这是一种二步填筑法,先在距离老路基一定距离外填筑部分新路基,新老路基之间留有一定间隙(Gap),然后再填筑新老路基之间的间隙。由于在第一阶段新路基填土自重作用下的固结会使新老路基间隙下的软土强度和水平应力提高,因而可以有效减小第二阶段填土对老路基产生的附加变形,而且这种分步填筑法要比一次性整体填筑对老路基产生的变形要小。

(四)纵向裂缝的控制和处理

由于新老路基的不均匀沉降、新老路基交接处有10~20cm宽的填土大型压路机压不到、受新施工的水泥稳定材料的收缩作用以及老路上大量车辆振动影响等因素综合作用影响,新老路面交接处不可避免地出现纵向裂缝。根据路面分两阶段施工的实际情况,目前先做到新、老路面接顺,以满足目前使用要求。

对于路面基层已经铺设完的路段,设点进行沉降观测,沉降速率稳定在3mm/月以内方可铺设面层。

基层顶面已经出现裂缝时,缝宽小于5mm可采用灌浆处理。用水泥浆或沥青灌封,防止雨水渗入路基。

将老路面边缘60cm宽范围内呈疏松状态的沥青混凝土面层和水泥稳定基层挖除,在新路面施工时一起回填压实。

最后在沥青混凝土罩面层中加铺玻纤土工格栅夹层,抑制应力,释放应变,增强沥青混凝土整体强度,达到防止裂缝向上反射的目的,增强路面整体性。

结语

综上,笔者认为软基上路基加宽,应通过对已建老路基的沉降观测分析,利用复合地基软土路基处理技术,采用加强新老路基结合部协调变形的措施,才能有效地提高加宽后路基的整体性和抗裂能力。然而,高速公路路基加宽是一个系统工程,其理论模型的建立,变形的模拟,差异沉降控制值的确定以及关键技术的实施应结合现场施工组织设计、时间、道路的营运费用等情况进行综合分析和完善,方可获得满意的结果。因此,还有待进一步系统地研究和探讨。

参考文献

[1]张军辉,王鹏,等.软土地基上高速公路加宽工程的数值分析[J].公路交通科技,2006.23.

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