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[摘 要]随着我国交通业的不断发展,高等级公路建设也得到很大的提高。然而对于公路、桥梁等工程施工技术当中,路桥过渡段的软土地基问题变得越来越严重。很多路桥过渡段的软土地基由于路基不均匀而产生沉降的危险。本文讲通过对路桥工程软土地基的路基问题进行原因分析,从而提出施工技术的设计方案以及详细的施工工艺流程,进一步改善路桥软土地基路段的沉降问题。
[关键词]路桥施工 软土地基 沉降 方案改进 技术探讨
中图分类号:U448.13 文献标识码:U 文章编号:1009―914X(2013)25―0447―01
0引言
所谓软土地基就是指强度低、压缩量较高的软弱土层。由于软土地基的土质较为疏松,含有的粘土和粉土微粒过多,所以这些路基会较为松散。尽管大多数的软土地基层都含有丰富的有机物质,但是一旦路桥的地下水位升高,该路段所填的地基及路面就会由于稳定性薄弱而发生沉降的可能。近年来,我国路桥的软土地基沉降问题越来越严重,为了提高路桥的公路路基的稳定性和承载能力,对软土地基进行处理刻不容缓。
1路桥软土地基沉降的原因分析
1.1施工图设计不标准
软基路段由于地基沉降常常会引起桥头跳车现象。其原因主要是施工图设计不标准,采用的软基处治理论计算方法和选用的计算参数与软基实际情况存在一定差距,导致地质钻探布孔过少,对应该作软基处理的地段未作处理设计。另外,雨水侵蚀造成路堤填土流失和强度降低,而软土地基的钻探深度不够,未能准确探明软基范围和深度以及软土的物理力学性质,造成路桥过渡段路堤沉降。
1.2软土地基处理不合理,路堤失稳
路基路面在车辆荷载以及自然因素的长期作用下,会形成土基塑性变形的积累,但是对软土地基的处理未够充分,常常伴随安全隐患,甚至导致路堤失稳。
1.3软土地基路段结构设计不周密
由于台背填土使地基对结构物产生负摩阻力和纵向推挤作用,引起桥台发生变位以至损坏。对于一些软土地基路段的过渡段工程处治措施有粗粒料填筑法、钢筋混凝土过渡板(即搭板)和加筋土法等。有的地区甚至认为,有“硬壳层”存在的软土地基,宁可不作软土地基特殊处理,充分利用“硬壳层”的扩散应力作用,采取预压措施,以保持填筑路堤的稳定。末作加固处理但按规定施工的路段,虽然后来沉降较大,这些处理措施的主要目的是通过提高路基的整体强度,从而降低路桥间的刚度变化以及沉降差异,以减少路桥间的不平顺,从而防治或避免桥头跳车现象。
2路桥软土地基处理的施工方法
2.1堆载预压法
从路桥过渡段的路基路面工程实践分析可知,路桥过渡段的变形控制必须解决两个问题:即严格控制过渡段内路基的工后沉降量;因此,其变形控制主要是控制路基工后沉降和路桥间差异沉降。该法是在工程建设之前用大于或等于设计荷载的填土荷载,促使地基提前固结沉降以提高地基的强度,减少工后沉降。加固土桩是用某种专用机械将软土地基的局部范围(某一深度﹑某一直径)内的软土。柱体用加固材料改良﹑加固而形成,与桩间软土形成复合地基当强度指标达到设计要求数值后,卸去荷载,修筑道路路面。路面设计使用年限内,由于道路下沉引起路面纵坡变化,要求搭板随路堤沉降后倾角在1/200至1/300范围内变化。经过堆压预处理后,地基一般不会再产生大的固结沉降。利用路堤填土作为堆载,成本较低。施工填筑时宜采用分层分级施加荷载,以控制加荷速率,避免地基发生剪切破坏,达到地基强度慢慢提高的效果。该法原理较成熟,施工简单,不需要特殊的施工机械和材料。由于该地区软土固结系数小,故软土的排水固结时间较长,因此工期较长。如施工时间允许,可单独使用;如工期紧,可结合其它方法一起使用。
2.2真空预压法
由于软土地基路段含有较多的松散有机物质。因此较多的粉尘、微粒都需要用到真空预压法来进行路桥软土地基的加固,然后在地面铺设砂垫层,由于不同的结构型式,从桥台刚度大的混凝土结构。其常用的方法都会步过渡到柔性的填土路基结构和沥青混凝土路面结构,其强度不一致。因此,软土地基处治时,各段不同强度之间需设置强度过渡段。其上覆盖不透气的密封膜使其与大气隔绝,通过用真空装置进行抽气,运用物理学中的大气压强差的原理,把密封不透气的密封膜里头的所有空气排出,从而作用于软土地基,这个方法并不会对软土地基产生剪切的破坏,反而是有利于软土地基的加固的。只有当地基具有足够的承载力,在路堤填土自重荷载与车辆荷载的联合作用下不致破坏而产生较大的沉降时,土工合成材料的加筋才会产生明显效果。仅仅是通过抽气而不需要任何材料的堆砌,省去了加载和卸荷工序,缩短了预压时间,省去了大量堆载材料,所使用的设备及施工工艺均比较简单,无需大量的大型设备,便于大面积施工。
2.4台背路堤加铺法
在路桥过渡段路基施工设计中,必须采用土工格栅技术,采用土工合成材料加筋路堤并不能提高地基承载力,也不能有效阻止地基沉降。由于在路桥过渡段铺设土工格栅具有明显的工程效果,因此在路桥过渡段高填方路堤可采用桥台台背回填加铺土工格栅的结构型式。当土工格栅与土一起承受车辆荷载和土体自身荷载的同时,土工格栅能使土体的抗剪强度得到充分发挥,约束土体的侧向变形,地基条件应保证路基的工后沉降≤10cm,沉降差小于5cm,沉降坡差≤0.4%的控制标准。通过控制路基填土的侧向位移,增强路基的整体稳定性,从而增大了路基的变形模量。桥头引道路基工程中,常用的过渡段工程处治措施有粗粒料填筑法、钢筋混凝土过渡板(即搭板)和加筋土法等。由于土工格栅与路基填土的摩擦作用,使上部荷载可以在路基中重新分配,降低了桥台台背局部范围土中的垂直应力,使路基土体承载力得到提高,从而减少沉降;由于水平摊铺的土工格栅具有弹性,在车辆荷载的反复作用下,会减少或不会产生变形的累积。土工格栅的设置间距和长度应满足规范要求,通过计算确定。
2.5换填垫层法
由于一些路桥的软土地基层的路基并不是十分厚,在施工处理的过程中,可将路基面需要处理的范围以下的部分软弱、松散土层部分或全部挖除,如果桥头引道不存在软土地基,若路桥过渡段的差异沉降控制标准为5cm,沉降坡差按0.4%控制,则强度渐变段长度应大于13m。然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料(通常是渗水性好的砾料)称为换填或垫层法。又或者可以将路桥交界处的错落式沉降变成连续的斜坡式沉降。此法处理的经济实用高度一般为2~3m,如果软弱土层厚度过大,则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。通过配置一些碎石垫层,大概是厚10cm,然后采用路拌法施工。
3结束语
对于路桥的软土地基工程技术,应该要保持定期和不定期相结合的安全检查制度。建立登记、整改制度,在查出的隐患没有排除前必须有可靠的防护措施,如有危及人身安全的情况,应立即下令停止作业,待整改完成并经验收合格后方能恢复施工,从客观上制定一套科学的管理程序,保证每道工序的工程质量和工作质量,就能防止或减少路桥过渡段的不均匀沉降,从而减轻甚至避免路桥软土地基沉降现象,提高路桥使用性能和使用寿命。
参考文献
[1] 刘巍,王英杰,贾玉钧.路桥过渡段沉降成因分析与设计、施工控制研究[J].. 北方交通,2006,
[2] 高大钊.软地基理论与实践.1992
[3] 罗和祥.广佛高速公路软土地基设计与施工.1991.
[关键词]路桥施工 软土地基 沉降 方案改进 技术探讨
中图分类号:U448.13 文献标识码:U 文章编号:1009―914X(2013)25―0447―01
0引言
所谓软土地基就是指强度低、压缩量较高的软弱土层。由于软土地基的土质较为疏松,含有的粘土和粉土微粒过多,所以这些路基会较为松散。尽管大多数的软土地基层都含有丰富的有机物质,但是一旦路桥的地下水位升高,该路段所填的地基及路面就会由于稳定性薄弱而发生沉降的可能。近年来,我国路桥的软土地基沉降问题越来越严重,为了提高路桥的公路路基的稳定性和承载能力,对软土地基进行处理刻不容缓。
1路桥软土地基沉降的原因分析
1.1施工图设计不标准
软基路段由于地基沉降常常会引起桥头跳车现象。其原因主要是施工图设计不标准,采用的软基处治理论计算方法和选用的计算参数与软基实际情况存在一定差距,导致地质钻探布孔过少,对应该作软基处理的地段未作处理设计。另外,雨水侵蚀造成路堤填土流失和强度降低,而软土地基的钻探深度不够,未能准确探明软基范围和深度以及软土的物理力学性质,造成路桥过渡段路堤沉降。
1.2软土地基处理不合理,路堤失稳
路基路面在车辆荷载以及自然因素的长期作用下,会形成土基塑性变形的积累,但是对软土地基的处理未够充分,常常伴随安全隐患,甚至导致路堤失稳。
1.3软土地基路段结构设计不周密
由于台背填土使地基对结构物产生负摩阻力和纵向推挤作用,引起桥台发生变位以至损坏。对于一些软土地基路段的过渡段工程处治措施有粗粒料填筑法、钢筋混凝土过渡板(即搭板)和加筋土法等。有的地区甚至认为,有“硬壳层”存在的软土地基,宁可不作软土地基特殊处理,充分利用“硬壳层”的扩散应力作用,采取预压措施,以保持填筑路堤的稳定。末作加固处理但按规定施工的路段,虽然后来沉降较大,这些处理措施的主要目的是通过提高路基的整体强度,从而降低路桥间的刚度变化以及沉降差异,以减少路桥间的不平顺,从而防治或避免桥头跳车现象。
2路桥软土地基处理的施工方法
2.1堆载预压法
从路桥过渡段的路基路面工程实践分析可知,路桥过渡段的变形控制必须解决两个问题:即严格控制过渡段内路基的工后沉降量;因此,其变形控制主要是控制路基工后沉降和路桥间差异沉降。该法是在工程建设之前用大于或等于设计荷载的填土荷载,促使地基提前固结沉降以提高地基的强度,减少工后沉降。加固土桩是用某种专用机械将软土地基的局部范围(某一深度﹑某一直径)内的软土。柱体用加固材料改良﹑加固而形成,与桩间软土形成复合地基当强度指标达到设计要求数值后,卸去荷载,修筑道路路面。路面设计使用年限内,由于道路下沉引起路面纵坡变化,要求搭板随路堤沉降后倾角在1/200至1/300范围内变化。经过堆压预处理后,地基一般不会再产生大的固结沉降。利用路堤填土作为堆载,成本较低。施工填筑时宜采用分层分级施加荷载,以控制加荷速率,避免地基发生剪切破坏,达到地基强度慢慢提高的效果。该法原理较成熟,施工简单,不需要特殊的施工机械和材料。由于该地区软土固结系数小,故软土的排水固结时间较长,因此工期较长。如施工时间允许,可单独使用;如工期紧,可结合其它方法一起使用。
2.2真空预压法
由于软土地基路段含有较多的松散有机物质。因此较多的粉尘、微粒都需要用到真空预压法来进行路桥软土地基的加固,然后在地面铺设砂垫层,由于不同的结构型式,从桥台刚度大的混凝土结构。其常用的方法都会步过渡到柔性的填土路基结构和沥青混凝土路面结构,其强度不一致。因此,软土地基处治时,各段不同强度之间需设置强度过渡段。其上覆盖不透气的密封膜使其与大气隔绝,通过用真空装置进行抽气,运用物理学中的大气压强差的原理,把密封不透气的密封膜里头的所有空气排出,从而作用于软土地基,这个方法并不会对软土地基产生剪切的破坏,反而是有利于软土地基的加固的。只有当地基具有足够的承载力,在路堤填土自重荷载与车辆荷载的联合作用下不致破坏而产生较大的沉降时,土工合成材料的加筋才会产生明显效果。仅仅是通过抽气而不需要任何材料的堆砌,省去了加载和卸荷工序,缩短了预压时间,省去了大量堆载材料,所使用的设备及施工工艺均比较简单,无需大量的大型设备,便于大面积施工。
2.4台背路堤加铺法
在路桥过渡段路基施工设计中,必须采用土工格栅技术,采用土工合成材料加筋路堤并不能提高地基承载力,也不能有效阻止地基沉降。由于在路桥过渡段铺设土工格栅具有明显的工程效果,因此在路桥过渡段高填方路堤可采用桥台台背回填加铺土工格栅的结构型式。当土工格栅与土一起承受车辆荷载和土体自身荷载的同时,土工格栅能使土体的抗剪强度得到充分发挥,约束土体的侧向变形,地基条件应保证路基的工后沉降≤10cm,沉降差小于5cm,沉降坡差≤0.4%的控制标准。通过控制路基填土的侧向位移,增强路基的整体稳定性,从而增大了路基的变形模量。桥头引道路基工程中,常用的过渡段工程处治措施有粗粒料填筑法、钢筋混凝土过渡板(即搭板)和加筋土法等。由于土工格栅与路基填土的摩擦作用,使上部荷载可以在路基中重新分配,降低了桥台台背局部范围土中的垂直应力,使路基土体承载力得到提高,从而减少沉降;由于水平摊铺的土工格栅具有弹性,在车辆荷载的反复作用下,会减少或不会产生变形的累积。土工格栅的设置间距和长度应满足规范要求,通过计算确定。
2.5换填垫层法
由于一些路桥的软土地基层的路基并不是十分厚,在施工处理的过程中,可将路基面需要处理的范围以下的部分软弱、松散土层部分或全部挖除,如果桥头引道不存在软土地基,若路桥过渡段的差异沉降控制标准为5cm,沉降坡差按0.4%控制,则强度渐变段长度应大于13m。然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料(通常是渗水性好的砾料)称为换填或垫层法。又或者可以将路桥交界处的错落式沉降变成连续的斜坡式沉降。此法处理的经济实用高度一般为2~3m,如果软弱土层厚度过大,则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。通过配置一些碎石垫层,大概是厚10cm,然后采用路拌法施工。
3结束语
对于路桥的软土地基工程技术,应该要保持定期和不定期相结合的安全检查制度。建立登记、整改制度,在查出的隐患没有排除前必须有可靠的防护措施,如有危及人身安全的情况,应立即下令停止作业,待整改完成并经验收合格后方能恢复施工,从客观上制定一套科学的管理程序,保证每道工序的工程质量和工作质量,就能防止或减少路桥过渡段的不均匀沉降,从而减轻甚至避免路桥软土地基沉降现象,提高路桥使用性能和使用寿命。
参考文献
[1] 刘巍,王英杰,贾玉钧.路桥过渡段沉降成因分析与设计、施工控制研究[J].. 北方交通,2006,
[2] 高大钊.软地基理论与实践.1992
[3] 罗和祥.广佛高速公路软土地基设计与施工.1991.