论文部分内容阅读
摘 要： 结合沿海高速公路路基施工的实际情况，简要论述了超载预压在高速公路地基处理中能有效控制路基沉降，确保路基稳定。
关键词： 超载预压； 特殊地地基处理
1 概述
沿海高速Q4标全线长13.5公里，里程桩号为K36+700—K50+200。沿线分布大量软土、软弱土，其物理力学指标一般为：w=22.3-33.6，e=0.903-1.312，IL=0.66-1.41，a1-2=0.34-1.12。特点是天然含水量较大，孔隙比较大，为高压缩性土，地基土容许承载力低，为了确保路基稳定，防止路基沉陷，采用砂砾垫层+土工格栅+超载预压进行地基处理，以保证路基质量，避免因不均匀沉降而形成病害。特殊地基处理段落为：K38+476—K38+700、 K39+800—K40+101.5、K40+151.5—K41+200，总长合计1574m。
2 施工方案
2.1砂砾垫层施工要求
砂砾垫层的材料为中粗砂及砾砂，含泥量不大于3%，砂砾垫层在施工前，按要求对基底进行处理，做好地基面路拱及临时排水沟渠，精确放填砂砾，边线砂砾垫层的宽度要大于路堤底宽，以防止在施工过程中由于施工机械的破坏影响垫层的有效作用，两侧各加宽0.5m，砂砾垫层厚度0.5m；同时，为了增加地基土的抗剪强度，提高路堤的整体稳定性，在填筑50cm砂垫层顶面铺设土工材料。
施工时由路基两侧向中心对称铺设，砂砾级配要良好，使砂砾孔隙率减少。砂砾铺设采用小吨位推土机摊平，并配合人工挑拣清除大块石和坚硬凸出物，进行精平。用中型压路机稳压后，再用重型压路机振动碾压密实，碾压完成后检测其压实度不小于95%，合格后在其上铺设3cm的粗砂，整平后铺设土工材料。
2.2土工材料要求
所用土工材料型号为双向拉伸高强合成纤维TG—30，每延米纵横向拉伸屈服力均为30KN/m，纵向屈服伸长率13%，横向屈服伸长率16%，横向2%伸长铝时拉伸力11KN/m，横向2%伸长率时拉伸力13KN/m，纵横向5%伸长率时拉伸力均为15KN/m，土工格栅幅宽不小于4米，长度按实际需要定制。
2.3土工材料的施工
2.3.1土工材料在铺设时，强度高的方向垂直于路堤轴线方向，对土工材料预张拉平直并且有一定的预拉力，及时用U型钉固定，U型钉间距1m，土工材料沿线路方向搭接长度不小于15cm，横向搭接不小于10cm，接缝用铁丝绑扎。坡面端土工材料回折段内包裹的填高不小于2/3层高，包裹内填土分层压实。土工材料回折段勾头钉固定后填筑压实，然后及时填筑上层砂砾为防止日晒，铺好后的土工材料在2天内覆盖完成。
2.3.2铺设土工材料时，不允许有褶皱，在土工材料顶层填料摊铺压实时，用轻型推土机或装载机。一切车辆，施工机械只允许沿路堤轴线方向行驶。
2.3.3运土机械采用后卸式卡车沿加筋材料两侧边缘清卸填料，形成施工便道。再由两侧向中间平行于路堤中心对称填筑。填料必须卸在已摊铺完毕的土面上，卸土高度不大于1m。
2.4预压土与超载预压
2.4.1预压期的控制与施工速率
施工预压作用：预压法加固软土地基是一种有效经济的措施。对软土地区的天然地基，利用路堤填土预压并不需要移去土体，预压的实施，主要体现在分级加荷，每级加荷的稳定性依赖于前一级预压后强度的提高。在该情况下，软土地基总沉降量并不减小，只是大部分的沉降在施工期内完成，可有效减小工后沉降。
设计要求：在保证路堤稳定，不产生侧向滑坡的前提下，预压荷载填筑速率宜控制在0.07m/d，施工速率应满足以下要求：
（1）沿路堤中线地面沉降速率每昼夜不大于1.0cm；
（2）坡角水平位移每昼夜不大于0.5cm。
施工期间每填筑一层观测一次，如两次填筑时间较长，2天观测一次。路堤填筑达到预压标高后，前3个月每7天观测一次，以后每14天观测一次，直到预压期完成，多余填料卸除将用于K37+709天桥引道路基填筑用土。
2.4.2预压土的施工
超载预压部分，宜用细粒土分层填筑，具体要求与路基普通土填筑本体相同。顶部应修整使具有3%的横坡，以保持预压期内有良好的排水条件。堆载预压部分压实度大于95%，超载预压部分压实度应达到90%，超载预压期后卸除超载土方，路堤挖至路槽底（路面底），并将路槽底以下的路堤表层15cm深度的土层压实，压实度应大于95%。
3 沉降与位移观测
3.1仪器设备及埋设
每个观测断面设置5个观测点及两个水准点。路中心、左右路肩观测点处设沉降板，沉降板为600×600×10mm的钢板，沉降板埋入地下10cm。沉降观测板中央焊接直径25mm钢管（壁厚不小于3mm），钢管每节长600mm，钢管接长采用外接管箍丝扣连接。钢管外用50mm镀锌圆管保护，每600mm一节螺扣相接，不与钢管相连。沉降板埋置时先用砂找平，沉降板放置后必须水平，且钢管平行于垂线。坡脚外距护坡道外侧一米观测点可埋设观测桩。观测桩为φ10×100cm的圆木，下端削成楔形，上端桩头中心钉有小铁钉作观测标记。观测桩设置于路基坡脚外1.5米处，每排6根，间距2.5米，入土深度50cm，桩顶标高相同且在同一轴向上。水准点应设在路基坡脚外不少于40m且不易被破坏扰动的地方，应保证其稳定性。水准点桩采用10cm×10cm×100cm的钢筋混凝土桩，桩顶预埋钢筋测头。桩周顶部50cm现浇混凝土固定,并在地面上浇注1.0×1.0×0.2m的观测平台，桩顶露出平台10cm 。所有水准点需用图表形式呈送监理工程师。水准点桩的混凝土标号不小于25。
3.2精度要求
位移观测误差小于5mm，方向观测水平角误差小于2.5″，沉降高程观测误差小于1mm。
3.3观测频率
路堤连续填筑时，每填筑一层观测一次，但至少两天一次；如果路堤不是连续填筑，施工期间每两天测一次。路堤填筑达到预压标高后，前三个月每7天观测一次，后三个月每15天观测一次。施工过程中沉降及位移的控制标准如下：
① 沿路堤中线地面沉降速率每昼夜不宜大于1.0cm；
② 坡角水平位移每昼夜不宜大于0.5cm。
施工中超过界限值时，应停止填筑加载，直到观测值小于界限值时方允许重新加载。预压期根据实测沉降量控制，根据本项目软基特点建议按连续三个月月平均沉降值小于5毫米为沉降稳定标准。
3.4注意事项
3.4.1观测人员必须认真负责，按记录表格认真填写原始记录，观测期间，由观测单位保护好所有观测点和观测标志，承包商施工过程中决不允许有任何理由将观测点破坏。正常情况下，每月向监理及总监办报送一次观测资料及分析报告，当出现界限值时应立即向监理工程师汇报。监理工程师应经常检查观测点、水准点的情况。
3.4.2观测工作结束后，观测单位向总监办提供观测段总体观测结果分析报告；各点观测数据整理图表；原始记录合订本；相应的曲线分析图件等。
4结束语
实践证明，砂砾垫层+土工格栅+超载预压方法进行特殊地基处理是一种有效、经济的措施，利用路堤填土预压并不需要移去土体，预压的实施，主要体现在分级加荷，每级加荷的稳定性依赖于前一级预压后强度的提高，该情况下，软土地基总沉降量并不减小，只是大部分的沉降在施工期完成，因此该方法能有效的减少公路路基完工后的总沉降量，大大改善因不均匀沉降而形成的病害问题，提高了路基的整体强度，对保证道路的使用质量起到了重要的作用。
关键词： 超载预压； 特殊地地基处理
1 概述
沿海高速Q4标全线长13.5公里，里程桩号为K36+700—K50+200。沿线分布大量软土、软弱土，其物理力学指标一般为：w=22.3-33.6，e=0.903-1.312，IL=0.66-1.41，a1-2=0.34-1.12。特点是天然含水量较大，孔隙比较大，为高压缩性土，地基土容许承载力低，为了确保路基稳定，防止路基沉陷，采用砂砾垫层+土工格栅+超载预压进行地基处理，以保证路基质量，避免因不均匀沉降而形成病害。特殊地基处理段落为：K38+476—K38+700、 K39+800—K40+101.5、K40+151.5—K41+200，总长合计1574m。
2 施工方案
2.1砂砾垫层施工要求
砂砾垫层的材料为中粗砂及砾砂，含泥量不大于3%，砂砾垫层在施工前，按要求对基底进行处理，做好地基面路拱及临时排水沟渠，精确放填砂砾，边线砂砾垫层的宽度要大于路堤底宽，以防止在施工过程中由于施工机械的破坏影响垫层的有效作用，两侧各加宽0.5m，砂砾垫层厚度0.5m；同时，为了增加地基土的抗剪强度，提高路堤的整体稳定性，在填筑50cm砂垫层顶面铺设土工材料。
施工时由路基两侧向中心对称铺设，砂砾级配要良好，使砂砾孔隙率减少。砂砾铺设采用小吨位推土机摊平，并配合人工挑拣清除大块石和坚硬凸出物，进行精平。用中型压路机稳压后，再用重型压路机振动碾压密实，碾压完成后检测其压实度不小于95%，合格后在其上铺设3cm的粗砂，整平后铺设土工材料。
2.2土工材料要求
所用土工材料型号为双向拉伸高强合成纤维TG—30，每延米纵横向拉伸屈服力均为30KN/m，纵向屈服伸长率13%，横向屈服伸长率16%，横向2%伸长铝时拉伸力11KN/m，横向2%伸长率时拉伸力13KN/m，纵横向5%伸长率时拉伸力均为15KN/m，土工格栅幅宽不小于4米，长度按实际需要定制。
2.3土工材料的施工
2.3.1土工材料在铺设时，强度高的方向垂直于路堤轴线方向，对土工材料预张拉平直并且有一定的预拉力，及时用U型钉固定，U型钉间距1m，土工材料沿线路方向搭接长度不小于15cm，横向搭接不小于10cm，接缝用铁丝绑扎。坡面端土工材料回折段内包裹的填高不小于2/3层高，包裹内填土分层压实。土工材料回折段勾头钉固定后填筑压实，然后及时填筑上层砂砾为防止日晒，铺好后的土工材料在2天内覆盖完成。
2.3.2铺设土工材料时，不允许有褶皱，在土工材料顶层填料摊铺压实时，用轻型推土机或装载机。一切车辆，施工机械只允许沿路堤轴线方向行驶。
2.3.3运土机械采用后卸式卡车沿加筋材料两侧边缘清卸填料，形成施工便道。再由两侧向中间平行于路堤中心对称填筑。填料必须卸在已摊铺完毕的土面上，卸土高度不大于1m。
2.4预压土与超载预压
2.4.1预压期的控制与施工速率
施工预压作用：预压法加固软土地基是一种有效经济的措施。对软土地区的天然地基，利用路堤填土预压并不需要移去土体，预压的实施，主要体现在分级加荷，每级加荷的稳定性依赖于前一级预压后强度的提高。在该情况下，软土地基总沉降量并不减小，只是大部分的沉降在施工期内完成，可有效减小工后沉降。
设计要求：在保证路堤稳定，不产生侧向滑坡的前提下，预压荷载填筑速率宜控制在0.07m/d，施工速率应满足以下要求：
（1）沿路堤中线地面沉降速率每昼夜不大于1.0cm；
（2）坡角水平位移每昼夜不大于0.5cm。
施工期间每填筑一层观测一次，如两次填筑时间较长，2天观测一次。路堤填筑达到预压标高后，前3个月每7天观测一次，以后每14天观测一次，直到预压期完成，多余填料卸除将用于K37+709天桥引道路基填筑用土。
2.4.2预压土的施工
超载预压部分，宜用细粒土分层填筑，具体要求与路基普通土填筑本体相同。顶部应修整使具有3%的横坡，以保持预压期内有良好的排水条件。堆载预压部分压实度大于95%，超载预压部分压实度应达到90%，超载预压期后卸除超载土方，路堤挖至路槽底（路面底），并将路槽底以下的路堤表层15cm深度的土层压实，压实度应大于95%。
3 沉降与位移观测
3.1仪器设备及埋设
每个观测断面设置5个观测点及两个水准点。路中心、左右路肩观测点处设沉降板，沉降板为600×600×10mm的钢板，沉降板埋入地下10cm。沉降观测板中央焊接直径25mm钢管（壁厚不小于3mm），钢管每节长600mm，钢管接长采用外接管箍丝扣连接。钢管外用50mm镀锌圆管保护，每600mm一节螺扣相接，不与钢管相连。沉降板埋置时先用砂找平，沉降板放置后必须水平，且钢管平行于垂线。坡脚外距护坡道外侧一米观测点可埋设观测桩。观测桩为φ10×100cm的圆木，下端削成楔形，上端桩头中心钉有小铁钉作观测标记。观测桩设置于路基坡脚外1.5米处，每排6根，间距2.5米，入土深度50cm，桩顶标高相同且在同一轴向上。水准点应设在路基坡脚外不少于40m且不易被破坏扰动的地方，应保证其稳定性。水准点桩采用10cm×10cm×100cm的钢筋混凝土桩，桩顶预埋钢筋测头。桩周顶部50cm现浇混凝土固定,并在地面上浇注1.0×1.0×0.2m的观测平台，桩顶露出平台10cm 。所有水准点需用图表形式呈送监理工程师。水准点桩的混凝土标号不小于25。
3.2精度要求
位移观测误差小于5mm，方向观测水平角误差小于2.5″，沉降高程观测误差小于1mm。
3.3观测频率
路堤连续填筑时，每填筑一层观测一次，但至少两天一次；如果路堤不是连续填筑，施工期间每两天测一次。路堤填筑达到预压标高后，前三个月每7天观测一次，后三个月每15天观测一次。施工过程中沉降及位移的控制标准如下：
① 沿路堤中线地面沉降速率每昼夜不宜大于1.0cm；
② 坡角水平位移每昼夜不宜大于0.5cm。
施工中超过界限值时，应停止填筑加载，直到观测值小于界限值时方允许重新加载。预压期根据实测沉降量控制，根据本项目软基特点建议按连续三个月月平均沉降值小于5毫米为沉降稳定标准。
3.4注意事项
3.4.1观测人员必须认真负责，按记录表格认真填写原始记录，观测期间，由观测单位保护好所有观测点和观测标志，承包商施工过程中决不允许有任何理由将观测点破坏。正常情况下，每月向监理及总监办报送一次观测资料及分析报告，当出现界限值时应立即向监理工程师汇报。监理工程师应经常检查观测点、水准点的情况。
3.4.2观测工作结束后，观测单位向总监办提供观测段总体观测结果分析报告；各点观测数据整理图表；原始记录合订本；相应的曲线分析图件等。
4结束语
实践证明，砂砾垫层+土工格栅+超载预压方法进行特殊地基处理是一种有效、经济的措施，利用路堤填土预压并不需要移去土体，预压的实施，主要体现在分级加荷，每级加荷的稳定性依赖于前一级预压后强度的提高，该情况下，软土地基总沉降量并不减小，只是大部分的沉降在施工期完成，因此该方法能有效的减少公路路基完工后的总沉降量，大大改善因不均匀沉降而形成的病害问题，提高了路基的整体强度，对保证道路的使用质量起到了重要的作用。