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市政公路工程软土地基处理技术分析

来源:伴沃教育
* 58 * | 工程技术与应用 | Engineering Technology and Application[2019弄第2期'市政公路工程软土地基处理技术分析谢卓鹏(柳州市市政设计科学研究院,广西柳州545000)摘要:市政道路对路基整体稳定性,不均匀沉降的控制以及工后沉降量有较高的要求,在软土地区,需要对软基进行 特殊处理,提高土体的承载力和刚度,以满足要求。而市政道路施工又有诸多的限制,本文根据市政软基的特点,提出 采取真空联合堆载预压的方式对软基进行加固。关键词:市政道路;软基;真空联合堆载预压;粉喷桩中图分类号:U416

文献标志码:A

文章编号:2096-2789 (2019) 02-0068-02近年来由于交通需求的增大,市政道路建设掀起新 缩性、低强度(简称“三高一低”),同时还具有低渗 的热潮,在市政道路建设中涉及软土地基的情况越来越 透性、高结构灵敏性的特点。多,这一问题在沿河和沿海地区更为明显,且软土深度 1.2常用的软基处理措施往往较大。而市政道路的地基除承担路面结构传来的交 而路基工程的软弱路基多指呈软塑或者流塑的黏性 通荷载外,往往还作为地下埋管线的基础,所以对其整 土以及淤泥及淤泥质土,主要的工程特点是天然含水量 体稳定、不均匀沉降量、工后沉降的限制等均提出较高 较大、渗透性较差、大的孔隙比、较高的压缩性、并且 的要求。路基的整体稳定是道路运营服役的基本要求, 强度较低,同时具有蠕变性、触变性等不良工程特征。 要求不论是填方还是挖方路基,均不能出现整体滑移破 如果不对其进行加固处理,在施工过程中或者施工完成 坏,而工后沉降则是衡量软基处理效果的重要指标,如 后,将会产生诸如道路沉降量大且出现不均匀沉降、桥 果工后沉降量过大,将会影响道路的行驶性能,危及行 头跳车、下敷管线变形甚至拉裂剪断等问题,不仅降低 车安全,同时也会对敷设的地下管线产生影响。市政道 行车的舒适性,给行车安全带来隐患,还会导致地下管 路的软基处理,不仅关系工程本身的安全,还涉及建设 网不能正常使用,影响人们的正常生活。常用的软基处

成本。对于软基处理目前已经进行了大量的理论和实践 理方法如表1所示研究,也取得了较多的成果。软基处理的目的就是增强 软弱土的强度和刚度,降低沉降和减少不均匀沉降,控 2

真空联合堆载预压机理制工后沉降,其具有较高的社会和经济效益真空预压法的基本原理是排水固结,具体的做法:在 本文以市政道路软基处理工程为切入点,首先介绍软 待加固的软基内布设砂井或塑料排水板,并且在地面设置 基的特点和常用的处理措施,并重点介绍真空联合堆载预 一层砂垫层,在砂垫层上部覆盖密封膜隔离大气,利用敷 压法,并以柳州市柳东新区滨江大道(官塘片)一期工程 设在垫层内的多孔管道,使用真空抽气设备抽气,抽气前 为例,采取真空联合堆载预压法对软基进行处理,并介绍 内外气压相等,为Pa,抽气后膜内气压变为Pv,外界气 相关的设计施工要点,以期为类似工程提供借鉴参考。压不变,在密封膜的内外形成压力差AP,在压力差的作 用下,土体中的孔隙水向砂井或者排水板渗流,根据有效 1 软基的特点及常用的处理措施应力原理,o=o ' +「在此过程中,孔隙水压力不断降低, 1.1软基的特点则有效应力不断提高,土体逐渐固结,如图1所示(注: 软土在我国的分布范围较大,各个地区的软土由于 1为总应力线;2为原来的水压线;3为降低后的水压线; 受其成因的影响,不同地区的软土的性质之间存在差异, 4为不考虑排水内水头损失时的水压力线)但是其都具有如下的特点:高含水量、高孔隙比、高压

而真空联合堆载预压法是结合真空预压技术与堆载表1常用的软基处理方式分类处理措施优点缺点堆载预压法软土工程性质得到提高,工后沉降小,需要大量上方,堆载路堤容易失稳,施工工期较长,能降低管廊基坑开挖支护费用沉降量较大,对周边建筑物影响较大排水固结法真空联合堆载预压法稳定性容易保证,工期-般为6〜9个月,遇到砂层时,容易漏气,施工中固结沉降量较大,工后沉降小,能降低管廊基坑开挖支护费用会对沿线建筑物产生影响水泥搅拌桩法承载力高,沉降小最佳深度限制在15m以内,质量不易控制CFG桩法沉降量小,处理效果佳深度超过25m时,投资较大复合地基法粉喷桩刚度较大,桩周地基土抗剪强度增加, 承载力大大提高,工后沉降大大减少不均匀沉降大加筋土提高承载力,约束土体,限制侧向变形以及拱效应竖向承载力小作者简介:谢卓鹏(1987—),男,工程师,研究方向:路 预压技术,其预压的有效应力真空预压和堆载预压的线桥设计。 性叠加值。(2019年館2期JEngineering Technology and Application | 工程技术与应用 | ・69,砂井(a)真空法(b)用真空法增加的有效应力图1真空预压法的机理3 真空联合堆载预压的应用成,外露长度应>20cm,控制打入误差,以免影响排水 3.1工程概况效果,如遇砂层,应去掉端头的过滤膜;(4)黏土密封 柳州市柳东新区滨江大道(官塘片)一期工程,道 墙釆用双轴搅拌桩,直径800mm,咬合250mm,共打 路红线宽度为38m,城市次干路,双向四车道,在道路 两排,总厚度1350mm,浆液胶凝材料为黏土和膨润土, 两侧下部各有一个市政管廊,右侧管廊宽6.0m,左侧宽 墙体应穿过不透水层,进入透水层lm以下;(5)真空 3.5m。道路沿线多为鱼塘、河涌山地,部分路段处于山 泵按每1000m2设置一台,设置在加固区四周,避免集中 体内,可直接填方或者挖方修筑路基,无需加固处理, 设置,同时预备15%的备用泵;(6)铺设第一道土工 而道路大部分路段为软土。待处理的土质为广西地区常 膜前应对砂垫层厚度进行量测,及时修补,并整平,去

见的高液限红粘土及膨胀土,厚度在10〜19.5m。除表面尖锐物,土工布应埋入压膜沟lm以下,土工布 3.2方案确定接缝处应确保搭接长度>50mm,如果采用缝合的方式, 该道路等级较高,且涉及到市政管廊的安全,要求 可不考虑搭接长度;密封膜应分层铺设,铺设过程应避 在处理后,土体强度得到改善,尽量不出现不均匀沉降 免被扎破,同时应预留变形空间,即松弛铺设;(7)及 和较大的工后沉降。在管廊基坑施工时,不会出现反涌 时观测沉降结果,并及时检查真空泵,确保真空泵正常 现象,提高施工的安全性,还可以降低支护的成本,综 工作,设置备用电源,避免断面重启;(8)路基填筑 合上述考虑,在软基段选用真空联合堆载预压法进行固 应按相关规范进行作业,分层填筑,分层厚度应根据填 结排水。由于项目涉及到软硬路基过渡,因此需要对软 土性质、压实度、机械压实性能确定,压实度必须满足 基与山体段连接部分设置过渡段,过渡段釆用真空联合 规范的要求;(9)待沉降速率满足要求时方可进行卸载, 堆载预压并施作水泥搅拌桩,实现刚柔过度,减少软硬 真空卸载应分为三级进行,每次停泵1/3,每一级卸载 路基过渡段不均匀沉降。后应至少稳定两天,并及时观测沉降情况,满足要求方 3.3方案设计可进行下一级卸载,真空泵全部停下后,如沉降无异常, 根据勘察资料,最终确定预压荷载为80kPa,堆载 可卸载超载部分的土方,分级卸载,每级厚度控制在0.5m 填方高度为2m,排水竖井釆用C型塑料排水板,正方 以内。形布置@lm,排水板的设置深度由排水深度确定,控 制在18〜25m。软硬路基过渡段长30m,在排水固结 4 结束语处治段内设置超载填土荷载(超载填土高度2.0m);密 本文以广西柳州地区市政道路软基处理技术为研究 封体为双轴深层搅拌桩,咬合250mm,厚度>1.2;首 背景,首先总结归纳了软土以及软土路基的工程特点, 先铺设第一道500mm厚法人砂垫层,然后铺设底层规 并介绍常用的处理手段,最后以真空联合堆载预压法为 格为200g/m2的土工布,再铺设3层密封膜,并在上方 例,结合实际软基处理工程,对其原理、设计以及施工 再铺设一层土工布,最后再铺设一层500mm厚的中粗 工艺进行介绍。通过以上研究可以发现,在沿海软基处 砂保护层。理中,该方法具有治理质量均匀、效果可控、不均匀沉 3.4施工工艺及技术要求降小、相比其他排水固结技术用时更少等优点,当存在 (1)施工作业前应清除地表的杂填土,清除鱼塘。 下敷管廊时,其优势更加明显。滩涂的淤泥,并按设计标高进行填挖平整,形成2%-4% 的横坡便于排水;利用织物袋灌装细砂设置围护结构, 参考文献:同时做到防排水措施;(2)第一道砂垫层为透水性较好, [1] 张旭东.公路施工中软土地基处理技术分析及其应用[J]. 含泥量<5%的中粗砂,在施工完排水板后应及时检查 城市建筑,2015(35) : 146-146.砂垫层的厚度,并及时修补,顶部的中粗砂保护层,应 [2] 涂志飞.公路软土地基处理的沉降分析研究[D].长沙:湖

分层铺设并压实,但要注意对密封膜的保护,避免戳破

南大学,2014.漏气,并在该层埋设测量元器件;(3)打设塑料排水 [3] 包惠明,黄显顺.真空联合堆载预压法在某高速公路软土 板前应进行分区放样,釆用静压或者震动压入的方式完

路基工程中鈴应用[J].路基工程,2015(6) :44-47.

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