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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。