軟土地基公路工程論文

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軟土地基公路工程論文

1軟土性質及對公路工程的影響

公路分布范圍廣泛,為帶狀結構體、承受著動靜兩種荷載作用,其使用性能以及安全性能與社會生產生活密切關聯,對地基有較高的要求。公路由于線性等技術要求,不可避免地要經過軟土地質地區,對軟基處理不當,路基容易產生剪切變形,引起沉降過大,導致路堤失穩,路面開裂;橋臺與路基沉降不同步,產生錯臺引起橋頭跳車;路的中心沉降過大,引發涵管彎曲、路基路面橫坡變小等問題。因此,從高標準、高質量的使用要求出發,合理、可行地處理好軟土地基,已成為公路建設必不可少的一個環節。

2軟土地基處治方法

軟土地基的處理方法較多,從不同角度出發,可以有不同的歸納和分類,本文從加固機理、施工工藝、所用材料方面將目前公路工程中常采用的一些軟土地基處理方法分類如下。

2.1置換法

該法也稱做換填法,首先挖除基礎下部一定范圍內的軟弱土層,然后分層換填強度和模量相對較高的灰土、碎石、砂等材料,并充分壓實至設計要求的密度,最終形成一個較好的持力結構層,從而達到提高承載力和減少路基變形的目的。換填法處理處理深度通??刂圃?m以內,但也不應小于0.5m,因為墊層太薄,則換土墊層的作用也不顯著。

2.2排水固結法

排水固結法又稱預壓法,是對原始地基,或者在地基中設置有袋裝砂井或塑料排水帶等排水體,后利用建筑物本身重量或其他豎向荷載作用加壓,排出土體孔隙水,逐漸固結,地基發生沉降,強度逐步提高的方法。對于排水固結法,土體的密度與預壓荷載的大小以及時間緊密相關。若不考慮預壓周期,土體密度只決定于預壓荷載的大小。

2.2.1真空預壓法

該方法是以大氣壓力做為預壓荷載,在擬處理場地表面鋪設厚度均勻的砂墊層,上覆一層不透氣的密封薄膜,通過真空抽氣裝置,在密封膜內產生一定真空度,在內外壓力差作用下,土體產生負的空隙水壓力,從而達到土體固結。

2.2.2堆載預壓方法

堆載預壓是使用砂石、素土或者其它重物為荷載,對地基加載,排出土體孔隙水,達到土體固結的目的。加固后的地基承載力取決于上部堆積荷載的大小。真空預壓與堆載預壓的加固原理不同,前者通常將荷載一次加到最大值,而土體卻不產生增量剪應力,故不需考慮地基產生剪切破壞。后者必須考慮加載時增量剪應力對土體的影響,控制加載速率,采用分級加載。

2.2.3深層密實法

深層密實是指采用爆破、夯擊、擠壓和振動等方法,對松軟地基土進行振密和擠密。(1)強夯法。強夯法顧名可理解為動力壓實法或者動力固結法,通常以幾十噸的重錘,從6—40m落距的高處自由落下,將土體夯擊密實。該法適用于處理砂土、低飽和度粉土、碎石土、雜填土、濕陷性黃土等土質地基,能夠改善砂土抗振動液化的能力、提高地基的強度、降低土體壓縮性、消除土的濕陷性。(2)復合地基法。復合地基法是在天然地基中設置一定數量的樁體(增強結構體),樁和土體共同承擔荷載,并使地基具有置換法和密實法后形成的效應。通常復合地基的面積置換率一般為3%—25%,其中碎石樁的面積置換率可以達到40%。公路工程中常采用的狀體有碎石樁、石灰樁、土樁、水泥攪拌樁、其他剛性樁(PHC管樁、CFG樁、PCC管樁、素混凝土樁等)等。高速公路工程中,深度20m以內的軟土處理,水泥土攪拌樁復合地基得到了大量應用;深度超過20m的深厚軟土地基處理多采用剛性樁進行處理。

2.2.4加筋法

加筋法常見主要有兩種:一是土工織物法,二是加筋土法。其中土工織物法已經成功應用于我國的公路工程中,并已廣泛用于軟基處理、邊坡穩定、結構支護、道路翻漿防治、路基路面綜合排水及瀝青路面裂縫處理等諸多方面,成功地解決了大量的工程實際問題。

2.2.5膠結法

膠結法是將水泥、水泥砂漿、石灰或其他具有充填性、膠結性特點的材料,滲入或者注入到各種介質之間的裂縫和孔隙之中,形成加固體,提高地基的強度與抗滲性。膠結法主要包括注漿法、高壓噴射注漿法、水泥土攪拌法。

2.2.6其他方法

軟土地基處理還可使用拋石擠淤法、反壓護道法、凍結法、燒結法等方法。

3公路軟土地基處理方法選用

不同軟土地基處理方法均有各自的適用范圍與條件,公路工程中,應根據公路等級、技術要求、建設周期、經濟分析綜合考慮來選擇合理的處理方案。根據工程經驗,總結了如下不同軟基處理方法的適用范圍。

4結語

軟基處理方法選擇以及施工質量控制直接關系到公路工程的質量、使用及壽命,對建成路段,應進行重點監測,加強沉降觀測,驗證處理效果,來為公路軟基處理提供有效經驗。

作者:傅立軍 侯攀峰 單位:河南省收費還貸高速公路管理中心

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