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摘要:软土路基是公路施工中常见的状况也是难点,本文通过对软土路基特点的描述,以及软土路基的常见问题进行阐述,列出了不同地质环境下的软土路基的相应处理方法。
关键词:公路软路基 处理方法
中图分类号:U213文献标识码: A
前言:
软土路基主要指的是因为工程需要面在一些压缩性比较强的软土层修建的路基,由于这种软土层比较容易造成路基失稳或沉陷现象,比较容易造成公路上车辆出现事故,因此对其进行处理对公路设置有非常实际的意义。由于我国大部分属于多雨地区的原因,软土分布面积比较广,如东南沿海一带多为湿润软土层、西北部的新疆地区的沼泽草地、博斯腾湖水域周边地区等,多为软土层性质。在这些软土修建公路地基比较容易造成公路出现太大幅度沉降,造成交通事故,如桥头跳车造成的人员伤亡等。所以,公路施工人员在进行软土路基建设时要如何才能够实现保障路面质量和减少沉降变形和事故协调统一方面进行高度重视和思考。
一、软土的工程特性主要有:
1、软土路基具有含水量较高、孔隙比较大的特点。因为软土主要由粘土粒组和粉土粒组组成,并含少量的有机质。软土一般天然含水量≥35,天然空隙比为1~2。
2、具有明显的流变性。在剪应力的作用下,软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形,并可能导致抗剪强度的衰减,在固结沉降完成后,软土还可能产生可观的次固结沉降。
3、压缩性高,透水性差。软土的压缩模量Es<4MPa,其压缩性随着液限的增大而增大。
4、抗剪强度低。我国软土天然不排水抗剪强度一般小于20kPa,有效内摩擦角20-35°。
二、软土路基容易出现的问题
软土路基在公路施工中出现的问题主要表现在两个方面:一是在路堤填土过程中容易出现地基失稳,从面引起路堤滑坡,因此要加快填土的速度,这样在保证路基的稳定性基础上,也保证了工程质量。二是在路堤填土后和路堤填筑的过程中,地基都会产生比较大的沉降和剩余沉降,因此要想办法把路基沉降控制,保持路基的原定高度。所以,在探明公路所在地质是软土的情况下,考虑到公路的承载能力慎重的选择对应的软土路基处理方法,才能更好的建好公路。
三、软土路基处理规范
在对软土路基进行处理时必须遵循一定的规范,当软土深度小于3m,并且分布范围比较小时,可以作为一般软土地基对待,可以采用清除所有软土,用监理工程师认可的材料进行回填处理;当软土深度大于3m,并且范围比较大时,就必须作为特殊软土地基对待,并且处理方法应该根据实地具体情况,然后参照设计图纸确定软土地基处理方法,最后所有的软土路基处理方法都必须在施工前得到监理人员的认可或者批准。
四、公路软土路基的常见处理方法
1、排水固结法。排水固结法主要是排水。在软土地基中插入排水管道和在软土地基上加压,使软土中的水分排除,减小软土的空隙比,地基固结变形。水分减少,超静水压力减弱,软土的有效应力提高,地基土的强度也就增加了。这种方法通过由两个部分实现:一是排水系统,一是加压系统。
加压系统是指在软土上进行加压处理。施工开始时,先在地基人为加载强压,使地基的路面下降,这样以来路基的承载力提高了,以后通车运行后,路面的载重增强了。给路面加压的方式可以使用通车后要荷载的重力,也可以在软土路基上放置超过路面荷载的重物,当路基属于泥潭层较厚的情况时荷载重物就不科学了,所以粘土层较薄的或者浅层土可以用单独堆载的方法。
排水系统就是制作可以把软土中水分排出的砂井和者塑料排水板。砂井是通过打桩机向地基打入钢管或者利用高压射水的方法在在路基中做出有一定规律的孔,在孔中灌满粗砂形成砂柱,以砂柱为媒合,使水排出的方法。现在一般用织物装砂代替沙井,这样既降低成本又降低了施工难度,它不像砂井那样因为地基的变形而失去连续性,减弱排水效果。塑料排水板的使用是向软土层中插入塑料排水板以此为排水的通道。排水板可以加快排水速度。在使用砂井或者塑料排水板排水方法时,并在软土地基上铺上砂垫层,再在上面覆盖薄膜密封,使用抽气泵让排水通道保持真空,利用大气压将土中的水抽出。这样软土中的水更少了,路基的强度也加大了。
2、置换法。置换法是通过制作复合地基的方法使地基的强度加大,承载力增大,同时避免地基沉降的方法。常用的制作复合地基的方法是碎石柱法,高压水流产生水平震动的管状设备一边震动一边冲进软土,使软土中出现空隙,在空隙中填入碎石等材料形成地基,这样的复合地基承载力强大,而且不受地下水位的影响沉陷,因成本低廉,广泛应用。粉喷法是使用设备将水泥或者生石灰等粉体固化剂打入路基的深处,喷入的固化剂拌和软土层互相浸入后形成有水泥状桩体,柱与柱间的软土就形成了复合地基。粉喷法喷入的粉体固化剂能比水泥浆吸收更多的水来让土体固结,这种方法可以提高路基承载力1倍到1.5倍。制作复合地基的方法除了碎石桩,粉喷装以外,还有CFG桩,钢渣桩,石灰桩等都是类似的方法。
3、换填法。换填法是将地而部分软土挖去,再在空隙中分层填充强度较高,性质稳定的碎石,砂,灰土,矿渣等材料,然后分层夯实,压,震动,使其达到一定的密实度,形成硬垫层,利用硬垫层来分散路基的承载能力。这种置换制作复合路基的方法如果遇到软弱土层比较薄,路面荷载不大的情况,自接填入碎石等材料,对表面进行压,夯实,震动等处理后,同样提高地基的强度。
4、深层搅拌法。深层搅拌法是采用高压设备将有胶结性和充填的浆液注入软土层内,扩散后,凝固增加底层的强度,这样加固地基的方法同时降低了土壤的渗透力。深层搅拌法常用水泥浆作为固化剂,将水泥浆注入深层路基,使用搅拌机把软土和水泥浆搅匀,凝固后得到强度高的路基。还可以在高压喷注水泥浆后,用钻机帮助浆液被喷嘴注入深土层,之后再给浆液使压,使其贯彻土体,这样土体与浆液混合成一定的比例凝固后形成路基。这种方法当有涌水现象或者地下水流速度快的时候就不合适了,所以要具体情况具体判断。
5、排水砂垫层法与工织物法含水量大的情况。排水砂垫层法与工织物法用于软土层比较薄,含水量大的情況。通过在路基上铺0.5米到1.2米左右的砂垫层来让软土层固结,来提高地基的承载力。对于淤泥超软,含水量较多的地基也可以铺一层土工织物来让软土固结,土工织物的土工格栅和土工织物的韧性和强度使作用土体的力传递减弱,增加土体的抗拉程度和刚度,土工织物与土体形成凝成复杂的结构,不仅增加路基的稳定,也减少了填筑后地基不均匀沉降的发生,也提高了地基的承载力。。在砂井法和其他深层加固法前都可以先进行铺设工织物处理,来提高路基的承载力。
6、重锤夯实法。重锤夯实法用于软土土层较厚,范围较广且没有特别有效的软土处理方法的情况。重锤夯实法利用机械锤的自由落下,反复夯实地而,当软土受到重锤的夯实,上层土层向下位移,产生高度的压缩,实现提高地基强度的目的。重锤夯实法运行需要较多机械,对于施工场地小的地点不太适用。
7、软土路基处理的新发展。排水加固法,重锤夯实法,砂垫法和换填法都在现代化公路建设得到广泛应用。以此为基础又增加了很多复合方法,例如低强度的混凝土桩复合地基的使用,利用了桩体和桩间土的承载力,让由桩侧摩阻力决定的承载力与桩强度决定的承载力接近,摩擦桩与桩间土的相互效用,减少使用桩的数目,疏桩基使用用钢筋混凝土灌注,从而节约了成本,实现了比较好的经济效益。
灌浆材料也出现了新的发展,更加科学,环保。比如超细浆液,膏状浆液,丙烯酸盐,环氧等等。土木合成材料也开始使用无纺土木织物等新型材料。
结束语:
软土地基在公路工程中造成的危害非常大,可以引起路基的滑移、开裂,路面的起伏不平等等,如何采取有效地措施进行软基处理,一直是公路建设一大难关,通过以上分析,可见软土路基处理方法有多种,因此在施工中要根据路基地基的实际情况, 综合考虑经济、水文、材料、机械设备能力等各方面因素,选取最为经济合理的软土地基处理方法,这样不仅能提高软土路基的质量,提高软土路基的承载力与稳定性,还可以在很大程度上加快施工工期,取得比较良好的经济效益。
参考文献:
[1]李勇.软土路基处理技术应用分析[J].民营科技,2011.
[2]程鹏,李萍.软土路基处理方法浅析[J].黑龙江交通科技,2010.
[3]王海明.叶佰建.软土路基施工技术探讨[J].由西建筑,2007,(1)
关键词:公路软路基 处理方法
中图分类号:U213文献标识码: A
前言:
软土路基主要指的是因为工程需要面在一些压缩性比较强的软土层修建的路基,由于这种软土层比较容易造成路基失稳或沉陷现象,比较容易造成公路上车辆出现事故,因此对其进行处理对公路设置有非常实际的意义。由于我国大部分属于多雨地区的原因,软土分布面积比较广,如东南沿海一带多为湿润软土层、西北部的新疆地区的沼泽草地、博斯腾湖水域周边地区等,多为软土层性质。在这些软土修建公路地基比较容易造成公路出现太大幅度沉降,造成交通事故,如桥头跳车造成的人员伤亡等。所以,公路施工人员在进行软土路基建设时要如何才能够实现保障路面质量和减少沉降变形和事故协调统一方面进行高度重视和思考。
一、软土的工程特性主要有:
1、软土路基具有含水量较高、孔隙比较大的特点。因为软土主要由粘土粒组和粉土粒组组成,并含少量的有机质。软土一般天然含水量≥35,天然空隙比为1~2。
2、具有明显的流变性。在剪应力的作用下,软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形,并可能导致抗剪强度的衰减,在固结沉降完成后,软土还可能产生可观的次固结沉降。
3、压缩性高,透水性差。软土的压缩模量Es<4MPa,其压缩性随着液限的增大而增大。
4、抗剪强度低。我国软土天然不排水抗剪强度一般小于20kPa,有效内摩擦角20-35°。
二、软土路基容易出现的问题
软土路基在公路施工中出现的问题主要表现在两个方面:一是在路堤填土过程中容易出现地基失稳,从面引起路堤滑坡,因此要加快填土的速度,这样在保证路基的稳定性基础上,也保证了工程质量。二是在路堤填土后和路堤填筑的过程中,地基都会产生比较大的沉降和剩余沉降,因此要想办法把路基沉降控制,保持路基的原定高度。所以,在探明公路所在地质是软土的情况下,考虑到公路的承载能力慎重的选择对应的软土路基处理方法,才能更好的建好公路。
三、软土路基处理规范
在对软土路基进行处理时必须遵循一定的规范,当软土深度小于3m,并且分布范围比较小时,可以作为一般软土地基对待,可以采用清除所有软土,用监理工程师认可的材料进行回填处理;当软土深度大于3m,并且范围比较大时,就必须作为特殊软土地基对待,并且处理方法应该根据实地具体情况,然后参照设计图纸确定软土地基处理方法,最后所有的软土路基处理方法都必须在施工前得到监理人员的认可或者批准。
四、公路软土路基的常见处理方法
1、排水固结法。排水固结法主要是排水。在软土地基中插入排水管道和在软土地基上加压,使软土中的水分排除,减小软土的空隙比,地基固结变形。水分减少,超静水压力减弱,软土的有效应力提高,地基土的强度也就增加了。这种方法通过由两个部分实现:一是排水系统,一是加压系统。
加压系统是指在软土上进行加压处理。施工开始时,先在地基人为加载强压,使地基的路面下降,这样以来路基的承载力提高了,以后通车运行后,路面的载重增强了。给路面加压的方式可以使用通车后要荷载的重力,也可以在软土路基上放置超过路面荷载的重物,当路基属于泥潭层较厚的情况时荷载重物就不科学了,所以粘土层较薄的或者浅层土可以用单独堆载的方法。
排水系统就是制作可以把软土中水分排出的砂井和者塑料排水板。砂井是通过打桩机向地基打入钢管或者利用高压射水的方法在在路基中做出有一定规律的孔,在孔中灌满粗砂形成砂柱,以砂柱为媒合,使水排出的方法。现在一般用织物装砂代替沙井,这样既降低成本又降低了施工难度,它不像砂井那样因为地基的变形而失去连续性,减弱排水效果。塑料排水板的使用是向软土层中插入塑料排水板以此为排水的通道。排水板可以加快排水速度。在使用砂井或者塑料排水板排水方法时,并在软土地基上铺上砂垫层,再在上面覆盖薄膜密封,使用抽气泵让排水通道保持真空,利用大气压将土中的水抽出。这样软土中的水更少了,路基的强度也加大了。
2、置换法。置换法是通过制作复合地基的方法使地基的强度加大,承载力增大,同时避免地基沉降的方法。常用的制作复合地基的方法是碎石柱法,高压水流产生水平震动的管状设备一边震动一边冲进软土,使软土中出现空隙,在空隙中填入碎石等材料形成地基,这样的复合地基承载力强大,而且不受地下水位的影响沉陷,因成本低廉,广泛应用。粉喷法是使用设备将水泥或者生石灰等粉体固化剂打入路基的深处,喷入的固化剂拌和软土层互相浸入后形成有水泥状桩体,柱与柱间的软土就形成了复合地基。粉喷法喷入的粉体固化剂能比水泥浆吸收更多的水来让土体固结,这种方法可以提高路基承载力1倍到1.5倍。制作复合地基的方法除了碎石桩,粉喷装以外,还有CFG桩,钢渣桩,石灰桩等都是类似的方法。
3、换填法。换填法是将地而部分软土挖去,再在空隙中分层填充强度较高,性质稳定的碎石,砂,灰土,矿渣等材料,然后分层夯实,压,震动,使其达到一定的密实度,形成硬垫层,利用硬垫层来分散路基的承载能力。这种置换制作复合路基的方法如果遇到软弱土层比较薄,路面荷载不大的情况,自接填入碎石等材料,对表面进行压,夯实,震动等处理后,同样提高地基的强度。
4、深层搅拌法。深层搅拌法是采用高压设备将有胶结性和充填的浆液注入软土层内,扩散后,凝固增加底层的强度,这样加固地基的方法同时降低了土壤的渗透力。深层搅拌法常用水泥浆作为固化剂,将水泥浆注入深层路基,使用搅拌机把软土和水泥浆搅匀,凝固后得到强度高的路基。还可以在高压喷注水泥浆后,用钻机帮助浆液被喷嘴注入深土层,之后再给浆液使压,使其贯彻土体,这样土体与浆液混合成一定的比例凝固后形成路基。这种方法当有涌水现象或者地下水流速度快的时候就不合适了,所以要具体情况具体判断。
5、排水砂垫层法与工织物法含水量大的情况。排水砂垫层法与工织物法用于软土层比较薄,含水量大的情況。通过在路基上铺0.5米到1.2米左右的砂垫层来让软土层固结,来提高地基的承载力。对于淤泥超软,含水量较多的地基也可以铺一层土工织物来让软土固结,土工织物的土工格栅和土工织物的韧性和强度使作用土体的力传递减弱,增加土体的抗拉程度和刚度,土工织物与土体形成凝成复杂的结构,不仅增加路基的稳定,也减少了填筑后地基不均匀沉降的发生,也提高了地基的承载力。。在砂井法和其他深层加固法前都可以先进行铺设工织物处理,来提高路基的承载力。
6、重锤夯实法。重锤夯实法用于软土土层较厚,范围较广且没有特别有效的软土处理方法的情况。重锤夯实法利用机械锤的自由落下,反复夯实地而,当软土受到重锤的夯实,上层土层向下位移,产生高度的压缩,实现提高地基强度的目的。重锤夯实法运行需要较多机械,对于施工场地小的地点不太适用。
7、软土路基处理的新发展。排水加固法,重锤夯实法,砂垫法和换填法都在现代化公路建设得到广泛应用。以此为基础又增加了很多复合方法,例如低强度的混凝土桩复合地基的使用,利用了桩体和桩间土的承载力,让由桩侧摩阻力决定的承载力与桩强度决定的承载力接近,摩擦桩与桩间土的相互效用,减少使用桩的数目,疏桩基使用用钢筋混凝土灌注,从而节约了成本,实现了比较好的经济效益。
灌浆材料也出现了新的发展,更加科学,环保。比如超细浆液,膏状浆液,丙烯酸盐,环氧等等。土木合成材料也开始使用无纺土木织物等新型材料。
结束语:
软土地基在公路工程中造成的危害非常大,可以引起路基的滑移、开裂,路面的起伏不平等等,如何采取有效地措施进行软基处理,一直是公路建设一大难关,通过以上分析,可见软土路基处理方法有多种,因此在施工中要根据路基地基的实际情况, 综合考虑经济、水文、材料、机械设备能力等各方面因素,选取最为经济合理的软土地基处理方法,这样不仅能提高软土路基的质量,提高软土路基的承载力与稳定性,还可以在很大程度上加快施工工期,取得比较良好的经济效益。
参考文献:
[1]李勇.软土路基处理技术应用分析[J].民营科技,2011.
[2]程鹏,李萍.软土路基处理方法浅析[J].黑龙江交通科技,2010.
[3]王海明.叶佰建.软土路基施工技术探讨[J].由西建筑,2007,(1)