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2010-09-27 16:59 來(lái)源于網(wǎng)絡(luò ) 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
軟土地基是指天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土軟弱地基。軟土地基極易變形,造成路基整體下沉或局部沉陷,導致路面破壞。公路構造物也會(huì )由于軟土地基失穩,造成結構物破壞、橋頭錯臺等一系列的公路病害。
1 原因分析
1.1 地質(zhì)原因
在工程地質(zhì)不良、泥沼軟基豐富的地段填筑路堤,當路堤填料不斷增加時(shí),路基產(chǎn)生壓縮沉降或擠壓位移,致使路堤隨之沉降。
1.2 路基填料
在《公路路基施工技術(shù)規范》(JTGF10-2006)中,對路基填料有以下規定:
。1)含草皮、生活垃圾、樹(shù)根,腐殖質(zhì)的土嚴禁作為路基填料。
。2)泥炭、淤泥、凍土、強膨脹土、有機質(zhì)土及易溶鹽超過(guò)允許含量的土,不得直接用于填筑路基。
。3)液限大于50%,塑性指數大于26,含水量不適宜直接壓實(shí)的細粒土,不得直接作為路基填料。
。4)粉質(zhì)土不宜直接填筑于路床,不得直接填筑于浸水部分的路堤及冰凍地區的路床。
1.3 地下水和地表水
水是公路的天敵,對路基更是危害無(wú)窮,當水進(jìn)入路基后導致路基填料含水量增大,強度穩定性降低,造成路基沉陷等一系列公路病害。
1.4 設計方面
由于工程前期地質(zhì)勘測資料不全、不細,未能真實(shí)反映出軟土地基,或者由于設計部門(mén)設計不完善甚至未做任何地基處理措施導致填筑起的路基在施工過(guò)程中或者工程完工后出現不同程度的沉陷。
1.5 施工方面
首先進(jìn)行軟地基處理時(shí),由于加載過(guò)快,未能及時(shí)進(jìn)行沉降位移速率觀(guān)測,當接近或超過(guò)臨界填土高度時(shí),仍快速填筑,當荷載超過(guò)地基承載能力,導致路堤失穩。其次,軟土地區路堤施工計劃中未考慮地基固結工期以及在施工過(guò)程中,對質(zhì)量把關(guān)不嚴。未能達到軟基處理的設計要求,都會(huì )直接導致路基下沉。
2 防治措施
軟土地基具有較大的破壞性,因而只要外在荷載加在土基上出現有害的過(guò)大變形和強度不夠等現象都需對沉降進(jìn)行防治處理,其目的是改善地質(zhì)力學(xué)性能,增加其穩定性。軟土地基防治首先要提高路基設計質(zhì)量,方案要切實(shí)可行。設計部門(mén)在設計前要對沿線(xiàn)的地質(zhì)地層情況、各類(lèi)土質(zhì)、路基填料進(jìn)行全面調查和試驗,在此基礎上應因地制宜,就地取材,制定出合理有效的軟基處理方案。下面介紹幾種常用的處理方法。
2.1 砂(礫)墊層
砂(礫)墊層采用砂或天然級配砂礫,經(jīng)分層壓實(shí)。作為地基的持力層,提高基礎下部地基強度,并通過(guò)墊層的壓力擴散作用,降低對地基的壓實(shí)力。減少變形量。同時(shí)墊層可起到排水作用,地基土中孔隙水可通過(guò)墊層快速排出,能加速下部土層的沉降和固結。該方法適用于2m以?xún)溶浫、透水性強的黏性土地基。不宜用于加固濕陷性黃土地基及滲透系數極小的黏性土地基。
2.2 拋石擠淤
在淤泥厚度小于3m,表層無(wú)硬殼,呈流動(dòng)狀態(tài),排水困難,石塊易于取得的條件下采用拋石擠淤的方法。這種方法是為了換填但不進(jìn)行挖掘,而是靠換填材料的自重使軟弱層遭受破壞后被強制擠出而進(jìn)行的換填。拋投石塊的順序應沿路中線(xiàn)向前拋填,然后向兩側擴展,以便淤泥向兩旁擠出。片石高出軟土后,應用較小石塊填塞墊平,再用重型機械碾壓,以使填石緊密,并在其上鋪設反濾層后再進(jìn)行填土。
2.3 加固土樁法
加固土樁主要是以水泥、石灰、粉煤灰等材料作為固化劑的主劑,利用深層攪拌機械和原位軟土進(jìn)行強制攪拌,經(jīng)過(guò)物理化學(xué)作用生成一種特殊的具有較高強度、較好變形特性和水穩性的混合柱狀體。它對提高軟土地基承載能力,減少地基的沉降量有明顯效果。
2.4 土工合成材料
在地下水位較高的松軟土基路堤中,采用墊隔土工布加強路基剛度,且利于排水。在高填路堤,可適當分層墊隔。在軟基上墊隔土工布時(shí)可使荷載均勻分布,從而有效地避免不均勻沉降。
2.5 砂樁和袋裝砂井法
砂樁處理法是在軟土地基中鉆成一定直徑的孔眼,灌以粗砂或中砂。利用上部荷載作用加速軟土的排水固結的方法。袋裝砂井是事先把砂裝入長(cháng)條形、透水性好的編織袋內,然后用專(zhuān)門(mén)的機具設備打人軟土地基內代替普通大直徑砂井。袋裝砂井既有大直徑砂井的作用。又可以保證砂井的連續性,避免縮徑現象。另外由于袋裝砂井的直徑小,材料消耗小,工程造價(jià)低,施工速度快,設備輕型,更適應在軟弱的地基中施工。
2.6 碎石樁
碎石樁是利用一個(gè)產(chǎn)生水平向振動(dòng)的管狀設備,以高壓水流邊振邊沖在軟弱黏性地基中成孔,在孔內分批填入碎石加以振密制樁,與周?chē)ば酝列纬蓮秃系鼗,這種加固技術(shù)稱(chēng)為振沖置換法或碎石樁法。與排水固結法相比,其加固期短,可以采用快速連續加載方法施工路堤,對縮短工期十分有利。
2.7 塑料排水板法
塑料排水板是在紙板排水的基礎上發(fā)展起來(lái)的一種方法,它的優(yōu)點(diǎn)是:?jiǎn)慰走^(guò)水面大,排水暢通,質(zhì)量小。強度高,耐水性好。塑料排水板是由芯體和慮套組成的復合體,或是由單一材料的多孔管道板帶。濾膜芯帶復合結構塑料排水板有兩種材料組合而成,中間為帶有各種通水孔道的芯板。如口琴型、城墻型、圓孔型、雙面交錯凹凸乳頭型等,外面包裹一層無(wú)紡土工織物濾層。目前國內生產(chǎn)的塑料排水板均屬這一類(lèi)。單一多孔管道板帶一般采用兩片聚乙烯(或其他高分子材料)微孔薄片黏合(或壓合)而成,中同具有多孔管道。這種排水板制作工藝比較復雜,國內市場(chǎng)較少見(jiàn)。
2.8 強夯和強夯置換法
強夯法即“強力夯實(shí)法”或稱(chēng)“動(dòng)力固結法”。它是將重錘從高處自由落下,給土體以沖擊和振動(dòng),從而提高地基的強度。降低土體的壓縮性。強夯置換法利用重錘高落差產(chǎn)生的高沖擊能將碎石、片石、礦渣等性能較好的材料強力擠入地基中,在地基中形成一個(gè)一個(gè)的粒料墩,墩與墩間土形成復合地基,以提高地基承載力,減少沉降。
軟土地基的處理除以上幾種常用的方法外。還有真空預壓、真空堆載聯(lián)合預壓、水泥粉煤灰碎石樁、沉管灌注樁、靜壓管樁等多種方法,但目的只有一個(gè),就是要增強路基的穩定性,減少工后沉降。為此,除選擇合理的處理方案外,還要在施工中嚴格施工工序和規范要求,保證工程質(zhì)量,并在施工過(guò)程中做好穩定性和沉降的動(dòng)態(tài)觀(guān)測,以確保路堤在施工中的安全和穩定,并能正確預測工后沉降,使工后沉降控制在設計的允許范圍之內。
總之,軟土地基處理是一個(gè)比較復雜的問(wèn)題,我們必須在取得可靠的地質(zhì)資料和試驗數據后,因地制宜,制定切實(shí)可行的處理方案,才能使這一公路病害得到有效的控制。
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