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摘要:在公路工程施工过程中经常会遇到软土基土,软基处理不當,不仅会造成基础不均匀下沉,路基边坡不稳定,发生断裂、滑动、沉陷、崩塌等病害,同时会制约工程的施工进度,直接影晌工程造价的增加。下面是对软土路基成因、特征的分析,并提出对施工现场常用的软基处理的方法以及软土路基处理中的注意事项!
关键词:公路工程;软土路基;处理方法
Abstract: In the highway construction process often encountered the soft soil base soil, soft soil handled properly will result in not only the basis of differential subsidence, unstable slopes of the roadbeds, the occurrence of fracture, sliding, subsidence, avalanches and other diseases, and it will restricting the project construction schedule, project cost increase directly. The following is analyzes the causes of soft soil roadbed, features, and proposed ways to deal with the construction site commonly used in soft base and soft soil roadbed treatment for attention!Key words: highway engineering; soft soil subgrade; approach
中图分类号:U213.1+4 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
前言
软土具有软松、孔隙比大、天然含水量高、压缩性高、强度低、渗透性小和结构性灵敏的特点,在其上修筑道路、特别是高等级道路,如不进行处理,势必会引起过大的沉降或不均匀沉降,严重者会引起地基失稳破坏,因此,软基处理是道路工作者必然要面临的问题。虽然软基处理技术在我国的应用已有悠久的历史,但由于软土的特异性、多变性,至今,在软基处理中仍然无法找到一套万无一失的解决方案,时有工程因为软基处理不当而引起质量事故或造成巨大的浪费。
一、软土路基的成因和特征
1.所谓软土,比规范中的定义广泛,包括强度达不到设计要求的湿粘土。路基强度及稳定性与路基干湿状态密切相关。路基干湿状态是由土中含水量的高低决定的,而含水量的高低取决于各种湿源的作用和延续时间。由于路面宽、路基低、排水设施不全或失效,使得雨水和生活污水向路基内渗透、地下水位升高,路基长期处于潮湿状态,加上土的水稳定性差等原因,导致路基软化。
2.随着经济的发展,软土对公路的危害引起我国公路部门各级组织的重视。软土是第四纪后期地表流水所形成的沉积物质,多数分布于海滨、湖滨、河流沿岸等地势比较低洼地带,地表终年潮湿或积水。所以地表往往生长有大量芦苇、塔头草、小叶樟等喜水性植物,由于这些植物的生长和死亡,使软土中含有较多的腐殖质和有机物。软土多分布于沼泽化湿地地带,而泥沼多分布于沼泽地区,软土的形成时间晚于泥沼形成时间。
所谓软土,是指强度低,压缩性较高的软弱土层。多数含有一定的有机物质。由于软土强度低,沉隐量大,往往给道路工程带来很大的危害,如处理不当,会给公路的施工和使用造成很大影响。软土根据特征,可划分为:软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭五种类型。路基中常见的软土,一般是指处于软朔或者流朔状态下的粘性土。其特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低,并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质,工程地质条件较差。选用软土作为路基应用,必须提采取出切实可行的技术措施。这种土质如果在施工中出现在路基填土或桥涵构造物基础中,最佳含水量不易把握,极难达到规定的压实度值,满足不了相应的密实度要求,在通车后,往往会发生路基失稳或过量沉陷。其危害性显而易见,故禁止采用。 在软土地基上修筑路堤,特别是桥头引道,如不采取有效的加固措施,就会产生不同程度的坍滑或沉陷,导致公路破坏或不能正常使用。软土地基下沉的一个主要原因是软土地基的沉降,包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降三部分。根据沉降标准,按我国现行的有关规定,用容许工后沉降——路面设计使用年限内的剩余沉降来控制(其值见有关设计标准)。一般地,除要确保新填筑路基的密实度以减少沉降外,包括原地面的地基总沉降必须达到基本稳定,沉降量大致达到总沉降量的80%以上时,才容许铺路面。软土地基沉降严重时,不仅增加填方数量,而且沉降或水平位移对临近填土的桥台、挡土墙、涵洞,甚至对附近的住宅、农田以及路线的技术标准都会产生很大的影响。
二、施工中常用的处理软土路基的方法
在施工中经常碰到的情况多数不是软土地基,因为如果有软土地基一般情况在设计时应该根据地质资料,提出处理方法。多数情况是有局部地段地质情况和原来设计不同,出现局部地基承载力达不到设计要求,或者由于局部地段含水量过大(原有排水系统不畅,原有地基土质渗水性不好)造成地基软弹(翻浆,弹簧土地段)。根据出现的这些情况一般常用的方法主要有:
1.换填。这是最常用的方法。这种方法最大有效处理深度3米。采用人工或机械挖除路堤下全部软土,换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。换填的深度要根据承载力确定。
2.抛石填筑。就是在有软土或弹簧土以及有积水的路段填石头,填石的高度以露出要处理的路段原有土层(或积水)高度为宜。在填石的过程中注意一定要用推土机把石块压实,不能出现软弹现象。然后再填筑土方。
3.盲沟。就是在要处理的路段根据要处理的路段的长度,在横向或纵向挖盲沟,盲沟通常用渗水性大孔隙填料或片石砌筑而成。也可以填入不同级配的石块起到排水的功能。注意盲沟的出口要与排水沟连接,以便把路基中的水排出路基。
4.排水砂垫层。排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层砂层,作用是在软土顶面增加一个排水面,在填土的过程中,荷载逐渐增加,促使软土地基排水固结渗出的水就可以从砂垫层中排走。为确保砂垫层能通畅排水,要采用渗水性良好的材料。砂垫层一般的厚度为0.6~1.0米。为了保证砂垫层的渗水作用,在砂垫层上应该填一层粘性土封住水不让水返上路基。在路基两侧要修好排水沟,通过砂垫层渗出的水通过排水沟排出路基外,保持路基的稳定。
5.石灰浅坑法。由于粘性土含水量影响,施工中经常出现“弹簧土”松软现象。一般较轻的可以采用挖土晒干,敲碎回填的方法:“石灰浅坑法”可以用于各种不同面积的路段(就是说大面积可以使用,小面积也可以使用)。具体做法是:挖40~50cm方形或圆形,深一般1m上下的坑,清除坑内的渗水(最好挖好坑后,第二天清除渗水),放入深为坑深1/3的生石灰,即可回填碾压。坑的行距和坑距在轻度弹簧路段为5~6m,在严重弹簧路段为3~4m。
三、软土路基处理注意事项
对于路基软基处理注意事项是为了提高工程质量和工程效率,为避免翻工, 注意事项要运用于整个工程的全部过程当中,以保证施工质量,特别要注意以下几个方面:
1.在方案选择之前就要对软土地区的地质情况进行分析,加强勘探和地质调绘,如果工程软土地质条件较为复杂,就要进行工程地质分区,因为有些软土设计阶段不容易发现,按照不同地区、不同路段,进行适合本地区的方案选择,对方案要进行充分论证,利用经济观点作出合理的决定,且结合当地实际情况,做好预算工作,预算不易过高,施工时要严格遵守施工技术规范和操作规程办事,控制填土速率,避免产生路堤滑移。
2.软基处理应和地表水、地下水处理的防护工程相结合,软土多半与地下水、季节性流水、 泉水等并存, 处理软基首先应采用截水沟、排水沟或盲沟等措施消除水患, 有关报告称部分软土就是由于地下水的长期浸泡而形成, 所以软基处理要和防护工程结合进行。
四、结后语
提高软土路基地区的公路质量的根本是修建好公路的软土路基,软土地基是工程施工中经常遇到的地质情况,它关系着通车后的公路的运营情况和使用寿命,也关系着个别地区的交通运输经济。做好软基的处理,要在搞好前期勘察设计工作的前提下,根据本地区软基特征选择符合设计要求的软土路基处理方法,才能取得理想的处治效果。今后我们要在施工过程中要认真总结经验,不断摸索出具有针对性的施工方法,这是我们作为一名合格的公路建设人员责无旁贷的责任。
参考文献 [1]宁有满,管纪群. 粉喷桩在处理软土地基中的作用[J]. 辽宁省交通高等专科学校学报,2005,(2). [2]麦宏晃. 浅谈潮汕一级公路软基处理技术[J]. 广东水利水电 ,2004.[3]魏雪巍. 丹庄高速公路软土地基的处理方法[J]. 辽宁交通科技 ,2004,(7). [4]陈锡辉. 应用深层搅拌桩加固软土地基[J]. 山西建筑 ,2005,(7).
关键词:公路工程;软土路基;处理方法
Abstract: In the highway construction process often encountered the soft soil base soil, soft soil handled properly will result in not only the basis of differential subsidence, unstable slopes of the roadbeds, the occurrence of fracture, sliding, subsidence, avalanches and other diseases, and it will restricting the project construction schedule, project cost increase directly. The following is analyzes the causes of soft soil roadbed, features, and proposed ways to deal with the construction site commonly used in soft base and soft soil roadbed treatment for attention!Key words: highway engineering; soft soil subgrade; approach
中图分类号:U213.1+4 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
前言
软土具有软松、孔隙比大、天然含水量高、压缩性高、强度低、渗透性小和结构性灵敏的特点,在其上修筑道路、特别是高等级道路,如不进行处理,势必会引起过大的沉降或不均匀沉降,严重者会引起地基失稳破坏,因此,软基处理是道路工作者必然要面临的问题。虽然软基处理技术在我国的应用已有悠久的历史,但由于软土的特异性、多变性,至今,在软基处理中仍然无法找到一套万无一失的解决方案,时有工程因为软基处理不当而引起质量事故或造成巨大的浪费。
一、软土路基的成因和特征
1.所谓软土,比规范中的定义广泛,包括强度达不到设计要求的湿粘土。路基强度及稳定性与路基干湿状态密切相关。路基干湿状态是由土中含水量的高低决定的,而含水量的高低取决于各种湿源的作用和延续时间。由于路面宽、路基低、排水设施不全或失效,使得雨水和生活污水向路基内渗透、地下水位升高,路基长期处于潮湿状态,加上土的水稳定性差等原因,导致路基软化。
2.随着经济的发展,软土对公路的危害引起我国公路部门各级组织的重视。软土是第四纪后期地表流水所形成的沉积物质,多数分布于海滨、湖滨、河流沿岸等地势比较低洼地带,地表终年潮湿或积水。所以地表往往生长有大量芦苇、塔头草、小叶樟等喜水性植物,由于这些植物的生长和死亡,使软土中含有较多的腐殖质和有机物。软土多分布于沼泽化湿地地带,而泥沼多分布于沼泽地区,软土的形成时间晚于泥沼形成时间。
所谓软土,是指强度低,压缩性较高的软弱土层。多数含有一定的有机物质。由于软土强度低,沉隐量大,往往给道路工程带来很大的危害,如处理不当,会给公路的施工和使用造成很大影响。软土根据特征,可划分为:软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭五种类型。路基中常见的软土,一般是指处于软朔或者流朔状态下的粘性土。其特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低,并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质,工程地质条件较差。选用软土作为路基应用,必须提采取出切实可行的技术措施。这种土质如果在施工中出现在路基填土或桥涵构造物基础中,最佳含水量不易把握,极难达到规定的压实度值,满足不了相应的密实度要求,在通车后,往往会发生路基失稳或过量沉陷。其危害性显而易见,故禁止采用。 在软土地基上修筑路堤,特别是桥头引道,如不采取有效的加固措施,就会产生不同程度的坍滑或沉陷,导致公路破坏或不能正常使用。软土地基下沉的一个主要原因是软土地基的沉降,包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降三部分。根据沉降标准,按我国现行的有关规定,用容许工后沉降——路面设计使用年限内的剩余沉降来控制(其值见有关设计标准)。一般地,除要确保新填筑路基的密实度以减少沉降外,包括原地面的地基总沉降必须达到基本稳定,沉降量大致达到总沉降量的80%以上时,才容许铺路面。软土地基沉降严重时,不仅增加填方数量,而且沉降或水平位移对临近填土的桥台、挡土墙、涵洞,甚至对附近的住宅、农田以及路线的技术标准都会产生很大的影响。
二、施工中常用的处理软土路基的方法
在施工中经常碰到的情况多数不是软土地基,因为如果有软土地基一般情况在设计时应该根据地质资料,提出处理方法。多数情况是有局部地段地质情况和原来设计不同,出现局部地基承载力达不到设计要求,或者由于局部地段含水量过大(原有排水系统不畅,原有地基土质渗水性不好)造成地基软弹(翻浆,弹簧土地段)。根据出现的这些情况一般常用的方法主要有:
1.换填。这是最常用的方法。这种方法最大有效处理深度3米。采用人工或机械挖除路堤下全部软土,换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。换填的深度要根据承载力确定。
2.抛石填筑。就是在有软土或弹簧土以及有积水的路段填石头,填石的高度以露出要处理的路段原有土层(或积水)高度为宜。在填石的过程中注意一定要用推土机把石块压实,不能出现软弹现象。然后再填筑土方。
3.盲沟。就是在要处理的路段根据要处理的路段的长度,在横向或纵向挖盲沟,盲沟通常用渗水性大孔隙填料或片石砌筑而成。也可以填入不同级配的石块起到排水的功能。注意盲沟的出口要与排水沟连接,以便把路基中的水排出路基。
4.排水砂垫层。排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层砂层,作用是在软土顶面增加一个排水面,在填土的过程中,荷载逐渐增加,促使软土地基排水固结渗出的水就可以从砂垫层中排走。为确保砂垫层能通畅排水,要采用渗水性良好的材料。砂垫层一般的厚度为0.6~1.0米。为了保证砂垫层的渗水作用,在砂垫层上应该填一层粘性土封住水不让水返上路基。在路基两侧要修好排水沟,通过砂垫层渗出的水通过排水沟排出路基外,保持路基的稳定。
5.石灰浅坑法。由于粘性土含水量影响,施工中经常出现“弹簧土”松软现象。一般较轻的可以采用挖土晒干,敲碎回填的方法:“石灰浅坑法”可以用于各种不同面积的路段(就是说大面积可以使用,小面积也可以使用)。具体做法是:挖40~50cm方形或圆形,深一般1m上下的坑,清除坑内的渗水(最好挖好坑后,第二天清除渗水),放入深为坑深1/3的生石灰,即可回填碾压。坑的行距和坑距在轻度弹簧路段为5~6m,在严重弹簧路段为3~4m。
三、软土路基处理注意事项
对于路基软基处理注意事项是为了提高工程质量和工程效率,为避免翻工, 注意事项要运用于整个工程的全部过程当中,以保证施工质量,特别要注意以下几个方面:
1.在方案选择之前就要对软土地区的地质情况进行分析,加强勘探和地质调绘,如果工程软土地质条件较为复杂,就要进行工程地质分区,因为有些软土设计阶段不容易发现,按照不同地区、不同路段,进行适合本地区的方案选择,对方案要进行充分论证,利用经济观点作出合理的决定,且结合当地实际情况,做好预算工作,预算不易过高,施工时要严格遵守施工技术规范和操作规程办事,控制填土速率,避免产生路堤滑移。
2.软基处理应和地表水、地下水处理的防护工程相结合,软土多半与地下水、季节性流水、 泉水等并存, 处理软基首先应采用截水沟、排水沟或盲沟等措施消除水患, 有关报告称部分软土就是由于地下水的长期浸泡而形成, 所以软基处理要和防护工程结合进行。
四、结后语
提高软土路基地区的公路质量的根本是修建好公路的软土路基,软土地基是工程施工中经常遇到的地质情况,它关系着通车后的公路的运营情况和使用寿命,也关系着个别地区的交通运输经济。做好软基的处理,要在搞好前期勘察设计工作的前提下,根据本地区软基特征选择符合设计要求的软土路基处理方法,才能取得理想的处治效果。今后我们要在施工过程中要认真总结经验,不断摸索出具有针对性的施工方法,这是我们作为一名合格的公路建设人员责无旁贷的责任。
参考文献 [1]宁有满,管纪群. 粉喷桩在处理软土地基中的作用[J]. 辽宁省交通高等专科学校学报,2005,(2). [2]麦宏晃. 浅谈潮汕一级公路软基处理技术[J]. 广东水利水电 ,2004.[3]魏雪巍. 丹庄高速公路软土地基的处理方法[J]. 辽宁交通科技 ,2004,(7). [4]陈锡辉. 应用深层搅拌桩加固软土地基[J]. 山西建筑 ,2005,(7).