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软土路基论文大全11篇

时间:2023-03-21 17:06:42

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软土路基论文

篇(1)

在选择公路工程软土路基施工技术时,应参考公路形状这一因素。公路的形状与路堤设计有着紧密的联系,而路堤高度与宽度的不同,又决定了应使用哪种施工技术。例如:当路堤高度较低、宽度较大时,不应使用换填法,因为在此种情况下,使用换填法很容易导致公路发生局部破坏。除此之外,路堤的高度与宽度越大,给路基施加的压力也会越大,处理不当时,发生路基沉降的程度也会越高。因此,在选择公路工程软土路基施工技术时,必须参考公路形状这一因素。

1.2路基状况

在选择公路工程软土路基施工技术时,应参考路基状况这一因素。在软土路基中,主要有两种土质,一是黏性土,二是砂性土。在公路工程中,对于不同的土质应采用不同的施工技术,以使施工技术对路基的影响尽可能小,对于黏性土,应采用压实法,对于砂性土,应采用挤实砂桩法。除此之外,软土路基的软土层厚度也有所不同,根据厚度的不同也应采用不同的施工技术进行表层处理。因此,在选择公路工程软土路基施工技术时,必须参考路基状况这一因素。

1.3公路条件

在选择公路工程软土路基施工技术时,应参考公路条件这一因素。公路是分等级的,根据公路等级的不同,应采用不同的施工技术与施工流程。对于等级较高的公路,应采用专门的沉降处理方法进行处理,而对于等级较低的公路,则不需要采用特殊的沉降处理方法,而是等到公路的沉降过程自然结束之后再进行路面铺设。因此,在选择公路工程软土路基施工技术时,必须参考公路条件这一因素。

1.4环境因素

在选择公路工程软土路基施工技术时,应参考环境因素。每一条公路的周边环境都会有所不同,而周边环境对公路施工的影响是非常大的,例如:有些公路周边地下水较多,施工人员就应考虑到地下水的变化对公路的影响,然后再采用最适合的施工技术进行施工。除了地下水这一因素之外,该地区的气候、空气湿度等环境因素都会对公路产生不同的影响。在多变的周边环境下,施工人员必须根据周边环境的特性,选择使用合适的施工技术。

1.5地形因素

在选择公路工程软土路基施工技术时,应参考地形因素。前文已经谈到软土路基主要出现在内陆平原、盆地山涧、海滨平原等地区,显而易见,软土路基所处地区的地形会有所不同。地形的不同就会影响到整个公路的设计,公路设计应与地形相协调,在地形比较复杂的地区,软土路基的处理也会变得麻烦,为使施工效率变高,就应尽量避免在地形较为复杂的地区进行公路施工,当不得不在此处进行施工时,应根据地形的特征选用合适的施工技术。因此,在选择公路工程软土路基施工技术时,必须参考地形因素。

2公路工程软土路基施工技术

2.1深层水泥搅拌桩的处理技术

在进行公路施工之前,应先进行一系列的准备工作,深层水泥搅拌桩的施工工艺控制就是其中较为重要的一项,本文将着重对此进行介绍。深层水泥搅拌桩的施工工艺控制主要包括四个方面:第一,悬挂吊锤,为保证水泥搅拌桩的垂直度符合标准,应将吊锤悬挂在主机上,然后再对水泥搅拌桩的垂直度进行调整;第二,质量检查,即对水泥搅拌桩进行质检,其中对水泥用量的检查尤为重要;第三,搅拌配合比,即水泥搅拌的配合比,对此,应严格按照相关标准进行水泥搅拌;第四,二喷四搅,这是在软土路基中常用的水泥搅拌施工工艺。

2.2排水砂垫层技术

在软土路基中,最为常见的路基状况就是土层非常薄、含水量非常大,针对此种情况,应使用排水砂垫层技术。排水砂垫层技术是指在软土路基上铺一层砂垫层。砂垫层可以使软土固结,并且与排水层的作用较为类似,除此之外,砂垫层还可以作为地下排水层,降低填土内的水位。显而易见,排水砂垫层技术可以有效解决软土路基土层非常薄、含水量非常大这两大常见问题。

2.3软土路基施工的机械碾压

前文已经讲到软土路基主要有两种土质,其中,最为常见的就是黏性土。对于黏性土,必须进行路面压实,在科学技术高速发展的现代,则可以使用机械碾压进行路面压实。由于软土路基较为复杂的特性,软土路基的软土分布一般都比较分散,表层土的厚度也有很大的差别,导致公路施工的难度变得更大,而使用碾压机对软土路基进行碾压就可以有效解决这一问题,从而保证路面的平整。

2.4高压喷射注浆施工技术

高压喷射注浆施工技术也就是压密注浆技术。高压喷射注浆技术源自日本,随着我国经济的不断发展,我国与外国的经济往来也越来越频繁,高压喷射注浆技术也在上世纪七十年代传入我国,并在我国得到了改进与发展。高压喷射注浆技术是指通过高压喷射出水泥浆液,借助高压喷射形成的巨大冲力进行混凝土搅拌,并最终形成混凝土圆柱。高压喷射注浆施工技术可以对软土路基进行有效的加固,还可以防止路面出现渗漏问题,从而提高软土路基的土层密度,加强路基的承载能力,保障公路的路面质量。

2.5回填土软土路基施工技术

回填土软土路基施工技术是对软土路基进行系统施工的技术。回填土软土路基施工技术主要包括四个步骤:第一步,挖除软土路基的软土部分,施工人员按照设计要求将软土部分挖除,然后再进行分层回填;第二步,使用装载机平整路面,在路面平整之后,再使用压路机进行压震,并反复进行八次;第三步,使用回填土进行回填,回填土主要为粗砂与碎石;第四步,定期进行软土路基沉降观测,观测人员应使用标准仪器进行定期观测,并依照观测数据进行路面维护。

2.6挤实砂桩技术

前文已经谈到对于软土路基中的砂性土应采用挤实砂桩技术进行施工。挤实砂桩技术是指采用振动或冲击的方式,强行将回填土填入软土路基之中的施工技术。挤实砂桩技术可以使原本松软的砂性土变得较为牢固,并使砂性土能够与周围的土层较好地融合到一起,加强整个土层的牢固性。

篇(2)

2水泥粉喷桩技术在该工程中运用的可行性分析

(1)水泥粉喷桩技术具有节约劳动力、加快施工进度,减少劳动强度,而且不受施工场地限制的特点。

(2)水泥粉喷桩技术能够节约工程成本,相对于其它施工技术来讲能够获得更大的利润。

(3)水泥粉喷桩技术的施工工期相对于其它技术来讲要短,从时间上能够节约成本。

(4)泥粉喷桩技术不会对周围人群及建筑物产生噪音干扰,具有环保性比较好。

3公路水泥粉喷桩施工技术的运用

3.1施工材料的实验工作

在进行施工时,粉喷桩水泥通常会选择325或者425规格的矿渣水泥以及普通硅酸盐水泥。在施工过程中必须选择符合施工设计要求的水泥的品种和标号。在进行施工之前要对施工用到的水泥进行抽检,确保每一批水泥都达到施工规范的要求。在堆放水泥的时候尤其要注意防潮、防雨,避免水泥出现各种质量问题而影响施工的进度及工程的质量。

3.2施工过程技术控制

3.2.1粉体计量的控制

喷粉自身的均匀性和掺入其中的水泥都会对粉喷桩的质量产生巨大的影响,所以,施工人员在进行施工过程中必须要对粉体的计量质量进行严格控制。施工人员在计算每延米喷粉的数量、总灰量和深度的时候,通常将钻机深度和电子称重法两种计量方法有效的结合在一起。主要从以下两个方面对计量粉体进行控制:

(1)保持喷粉均匀性的关键就是能够掌握好钻头的提升速度。在进行水泥喷入施工时要完全依赖于人工,不能够只是一味的去追求能够达到每米喷粉量的标准,对记录器数字进行虚拟伪造,导致出现喷粉不均匀的现象。

(2)从开始喷灰到钻头中有灰出现的这段时间里,施工人员要将钻机钻到桩底,要进行一小段时间的预喷,才能够提钻,要根据管道的长度来确定预喷的时间。在喷灰过程中,施工人员进行机器操作的时候,要将管道输送水泥的速度控制在大约1m/s,当管道的长度大于40m时,就需要将它钻到桩底然后再进行喷粉提钻,这样在桩底少灰的实际长度就差不多有1m,在这个时候进行搅动不仅就会将桩底原状软土破坏掉,还能够逐步增大沉降量。

3.2.2桩体打入持力层的控制

在施工时一定要将粉喷桩穿过软弱的土层打入到具有极高强度的持力层当中,通常将其进入到持力层里面50厘米当成是合格。然而在实际施工过程中,桩底设计标高与持力层在通常情况下是不一样的。所以,在施工时,施工现场经常会出现桩长和实际标高不达标的情况。当出现这种情况时会给后面的施工带来很多的不利影响,例如不能够保证排水的顺畅,在非常长的时间内,预压施工的温度都不会将下来;如果桩尖下面留有几米软土,就会产生很大的工后沉降。所以,粉喷桩施工的桩长必须要进入持力层才能够保证整个施工的质量。通常施工人员可以运用钻机钻到最深位置时电流表显示的度数和下降的速度来判断是否进入到持力层,将这两个数据与施工工艺试桩所得数值进行比较才能够得到合理准确的结论。一般情况下,额定电流值需要达到125%以上,下钻速度为0.5m/min。

3.2.3复搅拌的控制

对水泥和土的搅拌是否均匀都会对粉喷桩桩体的强度产生非常大的影响,因此,在施工过程中,要在正常搅拌施工结束之后进行复搅,一般来讲,经过复搅之后的粉喷桩的施工质量要远远好于没有经过复搅的粉喷桩施工质量。钻头在通常情况下喷出的粉体呈现的是脉冲状,如果搅拌的不够好,就会在桩中出现层状的粉体,加上处理的不够及时,就会出现“夹生”现象,即便是在后期施工过程中加入大量的水泥也不能够很好的提高其强度。所以,在施工时有必要进行复搅,这样能够确保水、土、粉体进行充分接触、混合,形成符合施工规范的质量比较高的桩体。因此,施工人员在进行搅拌过程中,必须对搅拌叶旋转的速度和整个钻机的提升速度进行严格控制,要确保能够对全桩进行充分复搅并且要其均匀性符合要求,以此来确保桩体的质量。

3.3成桩质量检测

在我国,对粉喷桩的成桩质量进行检验时主要依据以下四种方法:(1)静载试验(群桩、群桩复合、单桩、单桩复合);(2)桩身抽芯;(3)弹性波动测法;(4)N10轻便探。第一种方法能够对粉喷桩的各种技术数据进行定量的确定和分析,后面的三种方法是对粉喷桩的施工质量进行定性的判定和分析。一般来说,静载试验方法是用来检测涵洞结构物或其他重要构筑物基础的,弹性波动测法和N10轻便探用来检测路基部分的成桩质量,在本工程中运用以上几种方法进行了检测分析,符合规范和设计的要求。

篇(3)

1 软土路基处理的必要性

近年来,随着城镇化的发展,城市在不断向外扩张,在扩张过程中市政道路工程建设是其中的重点。市政道路工程建设过程中经常遇到软土路基,对软土路基的处理方案也进入人们的视野。虽然对软土路基的关注越来越多,但我国在软土路基方面却还没有形成关于标准科学的处理方式的规定,各种对道路建设的不同要求也增加了软土路基的技术处理难度。软土路基的处理真正体现了“牵一发而动全身”的特点,它的结构十分鲜明,一旦影响了其中一小块局域,就会造成整个构造的“大灾难”。软土路基的存在有时候并不是表面能够直接观到的,它可能是潜在的危险,一小部分的软土路基没有处理好就等同于留下了一个巨大的安全隐患,在行车重量超过软土路基所能承受的重量时打破整个路基所维持的平衡,或是造成轻微的地面下降和路面损坏,或是对行人造成严重的生命安全。过去多次的道路安全事故也同样给我们在提高道路质量方面打响了安全警钟。为尽量避免道路安全事故的再次发生我们就要即可采取可靠的技术措施对软土路基进行处理,提高路基的承载力及稳定性。

2 软土路基具有的特点

2.1 土壤分层

软土的形成是碎屑物在沉积作用下,经过多年的外力作用影响而形成的,软土层中存在着各种各样的土质,在没有发生地壳上升下移运动时,软土层中在同一水平面上的土壤类型是相同的,但纵向上的土壤性质却各异,而且随着年代的推移其分层化愈加明显。

2.2 极易下沉

软土层中土壤松散,当软土路基承受车辆往来时,上房了面上的挤压和重力作用就会在此时共同发挥作用,使原本就极不稳定的软土层下降,软土路基的下降深度与所施加给它的重量有关,当施加力越大时,它的下降幅度越大,而施加力减小时,它的下降幅度就会减小。

2.3 地基破坏后恢复难度大

软土层与其他土质相比,还有一个不同就是,在其上铺设的地基一旦遭到破坏就很难恢复。普通的泥质土壤可塑性较强,也比较稳定,一旦一部分路基有所破坏,在修建的时候可以只针对破坏的这一部分开展恢复工作 ;而软土的性质就不同,土粒之间的空隙很大,水分含量较大,可塑性极差,要想在其上建设路基,就要达到是加载软土上的力的平衡,平衡力之间相互压制,相互制约,提高软土的密度和承受能力,使得软土得以固定成形,可是如果建设软土路基技术不到位,或是软土路基建成后遭到了破坏,就打破了原来的力量平衡,软土路基也就随之土崩瓦解,在修复时,也不能够像处理普通土质路基一样只要减小路面施加力那样简单,而是要对整块软土路基重新规划建设,这就对软土路基的建设技术提出了更高的要求。

2.4 软土层之间牵连性大

将普通土壤固定成型后,从中挖取的一块,剩下的部分可以依旧保持不变。而将软土固定成型后,也挖取一块,剩下的部分就会随之溃散,同样的操作,将普通土壤换成软土就会产生不一样的效果,这是因为软土的形成方式与普通的泥质土壤不相同,软土的关联性大使得一旦触发某一点机制就会引发连锁反应,造成整个的软土层结构混乱,在触发点过于严重的情况下还可能会是软土形成流沙状态。也就是说,在软土之上进行路基建设最为忌讳的就是“动作过大”,尽量减少对软土的大规模操作。

3 处理方法

3.1 换填法

换填法适用于软土层较浅路基上,通过换填石灰土、碎石土等达到提高路基承载力的目的,确保路基稳定,满足工后沉降要求。是一种较经济、简便的处理方法。

3.2 抛石挤淤法

抛石挤淤法是针对液性指数较高的土体,在其中抛石挤出淤泥路基中的水分和部分淤泥,起到以石料替代淤泥的作用,达到路基稳定的目的。这种处理方式一般适用于河塘处理段的淤泥较厚的路段。

3.3 排水固结法

软土中的水分较大,水分大的土壤强度、硬度就达不到要求,也就无力承担略大的重量。不管是什么类型的土壤含水量加大后,它的流动性也会加大,流动性大就意味着施加的力越大。在这种情况下,就可以采用多种技术手段来对其中的水分进行引导排流,将多余水分加以排除,减少土体中的孔隙水,从而达到土体固结的目的,增加路基的承载力。

3.4 搅拌桩法

搅拌桩法是通过在土层中注浆来加固地基。利用水泥浆作为固结剂,通过搅拌机械注入软土层中并拌合,使其成为具有良好整体性,又能满足强度要求的加固土体。搅拌桩一般适用于深层软土路基。

3.5 碎石桩法

碎石桩法是指用振动、冲击等方式在软土路基中成孔后,再将碎石挤压到孔中,形成大直径的密实桩体。密实的碎石桩占据了同体积的土体,起到了局部置换的作用,提高了土体的抗剪强度和整体稳定性。

软土路基是市政道路工程建设中必须要面对的一个重点问题,在进行软土路基设计时,一定要根据软土的承受能力进行分析,综合考虑软土所具有的特点,提出合理软土路基处理方案,保证施工质量,实现对市政道路工程中软土处理的完美解决。

参考文献:

[1] 丁道增 , 姜勇 . 浅谈高速公路软土路基施工技术 [J]. 科技创新与应用 .2013(14)

[2] 刘冯 . 探讨公路工程软土路基施工技术 [J]. 科技创业家 . 2013(05)

[3] 张立辉 . 软土路基施工及处理方法 [J]. 交通世界 ( 建养 . 机械 ).2009(08)

篇(4)

一、软土路基成因

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。

二、软土路基判别

(一)测定方法

所谓软土,比规范[1]中的定义广泛,包括强度达不到设计要求的湿粘土。对软土路基的测定可以采用弯沉测定:

将相对完好的砼板块逐一编号。采用两台5.4m贝克曼梁及一台BZZ-100标准车,按每车道双向往返检测。选取位于横缝、断缝附近的板角等荷载最不利位置作为检测点,测点分主点(受荷板)、副点(未受荷板),主点位于板横缝前10cm,副点在横缝后10cm,分别测定主点弯沉和副点弯沉。[2]

在非不利季节检测时,弯沉值根据经验进行季节影响修正。实际取其系数=1.1~1.2。

(二)判别方法

平均弯沉值反映了原结构的承载能力,而弯沉差则反映了加铺后沥青路面反射裂缝出现的机率和严重程度。造成原结构承载力不足的原因有板底脱空、基层强度低和软土路基。采用排除法通过值来判别软土路基。当45≥≥20时,进行压浆处理;>45时,先将砼板打裂压实,使其与基层紧密结合;再次检测,仍然有>45,表明基层强度严重不足或有软土路基;挖除路面结构后,通过路基顶面弯沉的检测,或者通过路基土的干密度、天然含水量综合判定。

三、软土路基处理方法的比选和优化

(一)做一个模拟软土路基方案其具体条件和基本要求

1.公路自然区划为Ⅳ3,路基干湿类型为潮湿,但不加高路基,不增设地下排水设施,只对地面排水设施进行修复;

2.软土路基处理最小面积=4.2×5.0m,即一块砼板的面积,属于局部软土路基;

3.大部分软土路基为稠度=0.5~0.9的湿粘土,不易破碎晾干;

4.软土路基深度<2m,其中上部为路基工作区,对强度和稳定性的要求高;

5.软土路基处理不能对原路基的强度和稳定性带来不利影响,处理后应达到强度与原路基基本一致、工后沉降为零、水稳定性好的要求;

6.雨季施工,行车干扰大,工期三个月。

(二)比选

软土路基处理方法按处理深度分为浅层处理和深层处理。浅层处理的深度≤3m,因此拟处理的软土路基属于浅层处理的范围。

浅层处理施工工艺简单,投资少,是施工中经常采用的方法。浅层处理一般有换填法、晾晒法、垫层法、动力固结法、加筋法、灌浆法、排石挤淤法和爆炸排淤法。

分析后认为,晾晒法等七种方法不符合上述条件或要求。换填法通常用于软土路基分布范围较小,深度≤2m的情况,换填料可视具体情况用砂、砂砾、改良土或其他适宜材料,因此初步决定采用开挖换填法处理。

(三)优化

原路基为粘土填筑,若采用砂、砂砾等材料换填,虽然保证了自身的强度和稳定性,但此类材料具有透水性,其内部的干湿变化,会引起四周路基土的软化或二次固结,导致路面的不均匀沉降等病害。若采用风化石换填,存在着风化石粒径、强度、土石比例的问题,粒径大、强度低、石含量多,施工时不易压碎压实,除存在与透水性材料相同的问题以外,其自身的强度和稳定性也难以保证。若采用粘土换填,由于施工面小、地下管线多,填土难以压实,浸水后自身的强度和稳定性同样无法保证。

土经改良后不但强度提高,还能呈现出板体性和一定的水稳定性,弥补了上述材料的不足。为使换填部分的物理力学性质与原路基基本一致,选用了与原路基土质相近,<40%,<18,含水量适宜的低液限粘土(CL)进行改良。

改良土常用的改良剂有石灰和水泥,由于水泥改良土工序少、早期强度高,适用于春融期、多雨季节、地下水位高、工期紧迫地段。最后确定采用水泥改良土换填的处理方法。

四、软土路基施工工艺

(一)换填深度

开挖过程中可以观测到,随着深度的增加,坑壁四周路基土的密实度逐渐降低,含水量逐渐增大,上部1.0~1.2m范围内的密实度高含水量小,并且有明显的分界线。表明路基工作区深度为1.0~1.2m。

当软土路基较薄,有硬底时,清除后直接换填。当软土路基较厚,应挖到坑底土与四周路基相同土层的密实度一致时的深度,一般为1.0~1.2m;当坑底土过湿时,下挖到保证上部回填压实时不出现“弹簧”的深度,一般为0.4~0.5m,总的换填深度=1.4~1.7m。

(二)水泥掺量

换填土的强度过高或过低,都会使其内部及四周结构产生附加应力和变形,造成路面病害,因此应与原路基保持基本一致。

由于难以准确检测原路基土的无侧限抗压强度,水泥掺量无法按常规试验确定。路基的回弹模量不但是路面设计的基本参数,更是衡量路基质量的基本指标,并且设计值已知,因此水泥掺量通过回弹模量室内试验确定。由路基设计弯沉值=200,计算出路基回弹模量设计值=47MPa,再根据公式[3]反算得到室内试验回弹模量标准值=135MPa。水泥掺量不宜小于3%,实际控制在3~4%,否则难以拌和均匀。为提高下部改良土的早期强度,使上部工作区能尽早换填,上下部采用相同的水泥掺量。

(三)压实

压实功愈大、分层愈多愈容易出现弹簧。由于对工作区以下密实度的要求相对较低,故采用挖掘机铲斗击打配合双向振动平板夯(工作重量123kg)压实。待具有一定强度后再进行工作区范围内的换填,尽可能采用胶轮压路机碾压,边角用双向振动平板夯压实,压实度≥95%。

五、结语

1.与沥青路面的承载能力检测不同,水泥砼路面的检测有主、副点之分,必须配备两台贝克曼梁。用一台贝克曼梁只能检测出、,混淆与、与两者的概念会造成误判。采用双向往返法检测,贝克曼梁的支点和主测点不在同一块砼板上,消除了支点变形对测点弯沉值的影响;测完后检测车驶离受荷板,消除了后轴落点对主点弯沉值的影响。贝克曼梁法检测的是回弹弯沉,自动弯沉仪法检测的是总弯沉,落锤式弯沉仪检测的是动态总弯沉。贝克曼梁法是规范规定的标准方法,采用其它方法必须进行标定换算。同样,现场承载板法是路基回弹模量的标准检测方法,采用其它方法也必须进行标定换算。测定弯沉和模量时,都应将季节因素考虑在内。

2.与公路不同,道路由于两侧人行道和建筑物地基高于行车道,加上排水设施不完善等因素的影响,路基长期处于潮湿状态,容易产生病害。

3.与新建道路不同,改建工程是对道路功能的恢复和提高,应遵循一切服从于老路,一切有利于老路的原则,达到新旧一体,路基稳定、密实、均质,为路面提供均匀的支承。经过几十年地运营,绝大部分路基已经稳定,已适应了所处的水文地质环境,应充分利用。

4.与地基中的大面积软土路基不同,路基中的软土路基一般都属于局部浅层软土路基,处理后要求工后沉降为零,并具有较高地强度和良好地稳定性。尤其是路基工作区,对保证路面强度与稳定性、满足行车要求极为重要。

每一种软土路基处理方法均有其针对性、适用范围以及局限性,必须根据具体条件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。对能达到处理效果的方法进行使用阶段技术可靠性、施工难易程度、工程造价、工期、对周围环境影响等方面的综合评比,确定最合理的软土路基处理方案,并不在于技术的先进与否。

【参考文献】

篇(5)

1.1承载能力差因为软土基的含水量较大,因此土体的压缩量增加,在承受较大载荷的时候就容易被压缩,形成大规模的沉降,外界压力容易导致地基的整体性破坏。这也是软土基最突出的特点。

1.2沉降量大软土地基所含有的天然水量大,其松散程度也就随之增加,施工中因为压力失水就会导致沉降,如果处理不当出现的沉降呈现不规则的情况,就会导致后续施工的困难,严重的时候会导致路面出现倾斜甚至塌方,尤其对桥梁施工的影响最大。

1.3压缩性大软土的特征是孔隙大,呈现松散的状态,其可以被大范围的压缩,如果在市政施工中不能进行妥善处理,其在后续施工中容易出现基坑边坡失稳、边坡错位、路基塌方等情况,导致施工的安全性降低,也会影响周边建筑的稳定。

2市政路桥施工中出现软土地基的基本思路

2.1因地制宜各个地区的土质特征不同其选择的处理技术也就存在差异,因此在市政路桥施工中应对软土地基的具体情况进行考察,如粘性土可以采用压实技术为主,在施工中尽量减少对地基的扰动,以此保证整体性;砂性土质则可以利用挤压技术为主,进行压实,包括砂桩或者震动压实等,改善地基的流动性,这样的选择主要是因为粘土已经扰动就会降低强度。再如,应根据软土地基的深度和厚度选择处理技术,如果土层浅则选择表层处理技术,即换填技术。而软土厚且无砂层,则应采取固结技术为主加以处理。

2.2根据市政道路要求处理市政道路建设中对道路的要求不同其稳定性和平整度要求也就不同,等级高则应选择强力的软土地基处理措施,将沉降降至最低。如果等级低则应进行加载等技术待沉降结束后进行施工。如果先铺设简易路面沉降结束在铺设常规路面。还可根据道路形状选择不同的处理方式,设计宽度与高度也会影响软土地基的处理技术。通常采用换填技术的时候,对于宽且低的路堤而言就容易出现破坏的情况,设计高度大且不够稳定的路堤时应考虑加载的措施来增加地基承载的极限强度。

2.3考虑周边情况市政路基施工对周边的建筑会产生影响,如果震动、噪声、地下水、环境污染等都应考虑在技术选择中,因此在软土地基的处理中应综合诸多因素进行确定。对路堤高而地基软弱的情况更应注意对周边建筑的影响。因此如果路堤坡脚附近有建筑的时候,应考虑减少总体沉降的技术,以此保证周边建筑的稳定。

3市政路桥施工中软土地基的处理技术

3.1排水技术软土地基的突出特征就是含水量高,因此在处理中如果可排除过多的水分则可以提高地基的承载能力。因此排水技术是一种有效的软土地基处理技术,如表层排水技术。表层排水处理是提高土体固结性能和稳定性的重要技术措施。具体的做法就是在软土基上设置砂垫层,这样改善软土地基的含水量,通过砂垫层的压力和排水实施配合,排除地基中大量的水分,以此促进软土层固结沉降,保证施工后续作业的稳定和安全。

3.2粉喷桩技术该技术在市政路桥工程中经常被纳入到软土地基的处理中。所谓的粉喷桩处理技术就是利用设备在软土地基上钻孔,并利用压力将固化剂压入软土中利用固化剂与土层中的水发生化学反应而促进软土地基失水,从而达到固结软土地基的作用。固化剂通常为石灰和水泥,多数工程选择的是水泥,在实际的应用中应考虑掺入比的选择。其标准为桩的强度,如高于1.5MPa则选择425号以上水泥,如低于这个标准则选择325号水泥。这样可以增加掺入比,提高桩体的性能。为了保证固化剂的流动性,可以掺入减水剂或者硫酸钠、石膏等材料,这样可以增加固化剂的处理效果。同时喷粉桩在加固中还形成多个相对稳定的隐形桩,这样可以增加地基的承载能力,为后续的施工打下基础。当然其必须在场地整洁且作业空间较大的场地上进行施工。在粉喷桩技术应用前还应对地质土质进行检测,尤其是土质、含水量等技术参数都会影响喷粉桩的固化效果。所以应按照技术要求对其进行采集和分析,并利用工程实验室进行试验保证固化剂的适应性。

3.3深层排水技术排水是软土地基处理的核心思路之一,排水固结技术与表层排水技术不同,其主要是利用挤密技术对软土基的深层水分进行排除,通常需要配合排水井来完成对软土地基的排水措施。该技术利用向软土地基中打入挤密装置的方式来挤压软土层,促进其水分排除,然后利用排水井抽出多余水分,促进地基失水固结。该技术的选择应考虑地基含水量、软土厚度等情况,按照技术流程进行操作,这样才能保证处理效果最佳。但是此类方法不能单独使用,应配合其他方式促进水分排出,增加地基的稳定性。

3.4加载压实处理加载压实技术是一种静态固结技术,在软土地基上施加一个外表载荷,人为的促进土体的压缩,出现超载沉降,以此达到处理软土地基的目的,但是单纯的加载不能保证地基的承载能力提升,因此该技术也必须与其他技术配合使用。在使用加载压实前应对软土层的厚度和含水量进行分析,计算加载的重量,如果超过范围则不能采取该项技术。技术的核心就是降低地下水位,在加载的过程中可以打入钢板来保证施工中地基的稳定性。主要是防止其对周围的建筑和土体产生影响。应注意的是填土加载的技术主要是保证路面铺装后的残余应力被提前释放。如果加载过大反而会导致地基的稳定性丧失,因此应缓慢的增加加载速度,每一次加载都应保证地基稳定后进行。并在施工中做好观测工作,控制沉降的速度和范围等。

3.5挤密技术挤密技术就是通过外力对软土地基进行挤压,在市政桥梁施工中较为常见。通过挤密桩间的土体来提高地基强度。将桩孔用灰土、素土等回填并夯实。因为土质的类型不同其方法也存在差异。如果使用素土则称之为土桩挤密法,使用灰土则为灰土挤密法。这两种技术措施对于厚度较大的地基作用较好,其中湿陷性黄土的处理效果最佳,应在具体的工程中合理选择。

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在软土路基的路基填筑当中,其较为普遍发生的问题主要包含了两种类型,即为稳定性的破坏与下沉变形。此两类问题大多发生于软弱土基的路堤路段当中。并且,往往因为工程工期较为紧迫,致使施工方案同原始的设计方案存在一定的误差,对于已完成工程施工的路基路段若发生坍塌事故,必然将会导致工程数量的增加,严重的致使工期拖延并影响到最终的工程工期。上述软基路基问题均是在高速公路的施工过程当中,存在较大技术难度的问题,也是其开展工程质量管理的重要监管对象,本文将就此在下文当中展开相关的论述。

一、概述

近些年来,随着我国整体经济水平的快速发展,使得整个高速公路的建设也在日益加快发展速度,但是由于我国具体的地理条件中的土层结构问题以及在整个的高速公路的规划线路中所经过的区域必然也面临着软土地基的问题。因而,要解决其中的问题,就必须对其进行研究分析。所谓软土地基,是指在土层构成方面存在软弱粘土、有机质土以及散砂或者孔隙粗的泥炭。在其特征方面表现为含水量较大、承载力不足、抗剪强度不高、透水性不明显。正是由于这些具体问题的存在才出现了关于整个的软土地基的讨论与研究,因为其中的固疾在高速公路施工中影响且破坏了整体工程的质量与水平,因而应该结合当下应用中较为流行的,而且切合我国的实际情况的新技术,对其进行分析,使具体的问题得到实际的解决。

二、预压期的确定

在路基填筑的实际施工过程当中通常会存在一个问题:在路基填筑的施工建设过程当中,若有一段路段当中的实际测量沉降数值已经达到或者超过了标准沉降值,然而却并没有达到施工设计的预压实践,那么其涵洞等相关施工成的反开槽施工工程,应当依据相应的设计预压时间还是实际所测量的沉降数值?

根据以往的实际工程经验,通常因为软土层的不均匀性、在设计当中所采用的数据内容存在一定的误差、对于理论设计的数据计算不够严谨以及在此过程当中也会存在一定的干扰因素,从而导致对于软土路基的设计计算沉降数值,同实际的沉降数值间通常会存在不同程度的误差情况,因此应当就依据对于所预测的沉降值的确切性进行预压期的确定。在实际施工时应当依据实际测量的沉降数值曲线图来确定最终的路基沉降值,并对其所可能会产生的误差值进行合理的校正,同时将其确立涵洞反开槽与施工的排水防护的主要根据。

三、软土路基设计与施工

以概述中的简要介绍可以看出,由于存在较为软弱的地表,而且其中的透水性、承载力都存在很大问题。在公路建设过程中,可能会遇到软土地基的问题,实际上,由于我国的地质构造与地理形态本身较为复杂,各种情况都会出现,所以,在这一方面,如果处理不当,必定会影响路基边坡的稳定性,因此可以采取以下措施加以实现。

第一,排水法。因为软土质存在含水量较多的问题,因而采用表层排水法是最为直接有效的方法。可以进行沟槽的挖通与引流,使地表多出的水分加以排出,在减少含水量的同时保证施工可以正常进行。但是请注意,在其施工机械作业中,还需要进行砂砾的回填,因为在整个的排水之后,地表会明显显现出表面的下陷,因此应该在回填工作完成后进而展开全面工作,有利于保证施工的安全与作业质量。

第二,敷设材料法。从坑坑洼洼的地基可以测得土层的均匀程度,在非均匀的情况下,不可避免的会出现沉降或者方向性的地势变形或变化,由于其不均匀的土质构成降低了其自身的抗压性能以及在抗剪力方面和抗拉力方面不足以承载过高的重量,所以应该对其进行一些相应的材料敷设,从而达到平均化的土层构成,最终达到正常作业的标准。从材料选择方面看,要以化纤无纺布、土工布和玻璃纤维隔栅为主。

第三,砂垫层法。在土层的构成中,往往也会出现一些诸如土层较薄和含水量过大所导致的地基,因此为了达到固结它的作用,同时也为了达到使排水问题得到有效解决,应该实施砂垫层法。从实际的施工经验来分析,砂垫层的敷垫厚度以0.5米到1.2米的范围为宜。从作用方面来讲,就是可以通过砂垫层达到固结软土层,同时也可以使其充当上部表面的排水层和填土之内的地下排水层,起到降含水量和控制含水量的作用。应该注意,与此同时要把填土和地基处理工作做到位,因为这才是实现实际施工的具体准备。还应该全面的对整体施工机械进行重量、施力等加以考量,这样有助于使得砂垫层得到相对应的标准厚度,从而确保施工安全与进程顺利进行。这是一种根据具体的情况需进行综合性的实施措施,因而要以实际的地基为准,进行各种联合工作。

第四,添加剂法。添加剂法较为常用,主要是根据化学原理来实现地基的固化。比如说,对于粘性土质可以运用一些生石灰、水泥等进行添加,增加其强度,并且可以通过这种混合达到地基压缩性增强的作用。从以往的应用可以理解,整个的现场制作不仅降低了含水量,而且固结作用明显,使土质得到了较好的改善,增强了施工地基的稳定性。

四、粉喷桩加固处理

首先,在准备阶段需要整理出有关的技术资料,清理施工现场,做好整个施工地点的回填处理。检查相关设备,做好机械的组装与试运行。

其次,检查原材料,保证质量。以设计标准为原则,选购合格产品。

第三,对施工工艺进行核准,需要进行严格的研究,将实际的施工情况与其参照。这是较为关键的部分。因此应该在实际测量的参数与设计要求间的配比确定粉喷桩,通常以五根试桩为主。然后,根据结果来确定单位时间的喷粉量、搅拌的速度、喷气压力等,再按照相关数据具体操作。

还有一些其它的方法也可以进行比较性的运用,如提前可以做好软土地基的沉降,增强地基强度的加载法等。

结束语

软土路基的施工难题一直是困扰相关施工工程进度的主要问题之一,本文首先就其具体的软土路基特征等情况进行了简要的概述,进而分析了其预压期的确定、软土段路基设计与施工、粉喷桩加固处理等内容,并做了具体的施工细节论述。因而,在具体的施工过程当中应当依据其具体的特征状况,采取相应具有针对性的处理方法。对于施工过程当中所出现的问题,要加强设计、监理与施工等各部门间的合作及时、高效的解决问题,并通过对于施工当中的数据动态监测,实时调整施工方案,实现施工管理的科学、合理化。

参考文献:

[1]梁小马.对市政路桥过渡段软基路基路面施工的探讨[J].广东科技,2012(17).

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一、软土地基影响因素

软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然空隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。

1、地基状况

土质条件的影响。黏性土:一般采用的方法是压实法。在施工中采取的处理方法对地基的扰动必须尽量小。砂性土:采用挤实砂桩法或振动压实法对可能发生液化的砂性土进行改善,这主要是因为黏土一经扰动,强度降低很多。

地基构成情况。在软土层较浅的情况下,需要进行简单的表层处理。重要的构造物基础常用开挖换填法。若软土层较厚,应使用其他方法配合表层处理法,具体分析如下:夹有砂层且厚度较薄(5m~6m以下)的软土层,采用表层处理法、荷载压重法等,即使是7cm的砂层也是有效排水层,在土质调查中不要遗漏。软土层厚且无砂层的情况,因排水距离长,因此固结沉降需较长的时间,同时强度也将增长。

2、公路等级要求的道路性质

对于设计要求的公路道路等级越高,平整度要求也越高,越需要采取强而有力的软地基沉降处理措施。反之,公路等级较低时,可先铺简易公路路面,等待地基沉降结束后,再铺常规的公路路面以达到节约资金的目的。

公路道路的形状。路堤的设计宽度与高度也是选择处理方法时要考虑的重要原因。一般来说,采用换填法时,对于宽而低的路堤容易出现局部破坏的现象;在设计高度大而稳定性不足的情况下,采用压重法将受到较大的限制;此外设计的路堤越宽越高,则地基产生压力的底部将越深,而引起深处黏土层沉降也越大。

3、公路施工的周围环境

公路施工中对周围环境的影响,如处理地基时的振动、噪声及地下水的变化和多余的泥水散落等,因此在选择软地基施工方法时必须详细的加以考虑。

对于路堤高度较高而地基特别软弱的情况:在施工过程中,周围地基可能会经常发生大的隆起或沉降。因此,假如在路堤坡脚附近有民房和重要建筑物时,应充分考虑多方因素以减小总沉降量,同时控制剪切变形。如果工程中不能采用这类方法实现目的,应考虑事先对可能受影响的建筑物或者民房加以保护,否则应考虑以高架桥梁代替路堤的方法。

二、公路工程软土路基施工技术应用

1、碎石桩的压密注浆技术

压密注浆技术需要根据施工现场的情况,如地质地貌、天气等,要对相关因素进行收集分析计算,最终设计出最适合的方案。压密注浆碎石桩技术使用的材料主要是碎石和水泥。具体做法是对已经加固好的桩位投放碎石,然后使往桩里注入水泥,等到水泥凝结度达到初级的时候,再通过之前留下的管道向桩里注入水泥,这样可以使碎石间的缝隙得到充分的衔接,使桩体四周的土质变得更加的密实,采用压密注浆技术还需要用到其他辅助技术来,利用钻孔技术对地基进行钻孔,然后将碎石等材料投入钻孔中,再进行注浆,将水泥封在孔中,与周围的土地形成复合地基。压密注浆技术,加快了工作的效率,节省了人力物力,压密注浆技术与碎石桩相结合的方法,因受外界因素的影响较小,所以适合于各种地形环境;这种施工技术,所需要的设备简单,操作简单,成本低,提升了路基的承载力。

2、置换法改善软土路基

在道路施工过程中,表面处理技术只能改善软土路基表面土体的工程力学性质,而整个路基的耐久性却难以保证,对道路的正常使用与养护造成了严重影响。用于处理软土路基的置换技术主要就是通过将高强度土体替代软土来增加软土路基的承载力和稳定性。利用爆炸技术和人工置换土体等强制置换土体是软土路基主要的置换技术,软土路基置换技术可彻底改变路基的土质。在实际施工过程中的置换土体常常为粗粒土,在人工置换后还往往会将土体夯实。

3、软土路基施工的冻结技术

冻结法在公路软土路基施工中也是比较常见的,所需要的设备和材料包括制冷机、液化氮或者二氧化碳,冻结法首先要将液态的 C02进行膨胀,运用制冷装置使软土路基定型、冷冻,这样可以有效的增加软土的强度,冻结法液压系统。液压系统和制冷系统可以使得液体在低温的状态下流动,从而加固土层的硬度。

4、加载技术改善软土路基

加载技术处理软土路基主要是采用人工压实的方法来改善软土路基的工程力学性质。在实际工程中,应采用重型压路机对软土路基进行反复的人工压实工作,排出软土路基中的水分降低水含水量,减小软土路基中的孔隙,减小软土路基的变形。在对软土路基进行反复压实的过程中应该对其压实工作的施工质量进行检测与监督,以保证软土路基的压实效果。通过对软土路基的反复压实可将软土路基压制成符合道路工程施工要求的路基土壤。加载技术处理软土路基简单有效,降低施工成本,达到道路路基施工要求,已被广泛的运用于我国的道路工程软土路基施工处理中。

三、软土路基施工质量控制措施

1、对施工技术的有效管理措施。完善施工管理是软土施工工程的一个重点内容。良好有序的管理制度,能够促进工程顺利完成。在软土施工中采取的措施需要我们结合实际进行探索。首先,严格划分工作以及责任分配,由于软土施工技术自身具有的特点,不同的部门应该分管不同的技术步骤,并且出现技术困难时,相应部门及时有效的予以处理。

2、对施工材料的管理措施。施工材料的好坏决定了工程的质量,在软土路基的管理中同样也需要保证施工材料的质量。软土路基在现在的公路建设中有着举足轻重的地位,在施工管理中应重点关注。首先,在施工前,要严格保证施工材料的质量,严格选择符合资格的供应商,坚决杜绝等腐败问题的出现;其次,在施工过程中,要随时监督材料的使用以及进货的过程,对材料进行抽样检查,防止不合格的材料被用在公路建设中,这将会威胁到人们生命财产的安全。在此,在工程验收阶段,需要对材料进行再次复核。做好每个环节的材料管理工作,使软土路基达到我们的预期效果。

四、结束语

综上所述,公路作为交通的主要方式,不仅关系到社会经济的发展,也和人的生活工作息息相关,在施工过程中安全问题是重中之重,为了避免在竣工后投入使用时造成不可估量的后果,在设计时就要注意各种问题,软基处理技术的应用可以使工程进展变得顺利,也可以从很大程度上减轻工程量。

参考文献

[1] 尹志钢YIN Zhi-gang 公路施工中软土地基处理技术分析及其应用[期刊论文] 《山西建筑》 -2010年5期.

[2] 吴金权 关于公路施工中软土地基处理技术的分析[期刊论文] 《科技促进发展》 -2011年2期.

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盐渍土路面属特殊土路面,因其含盐类型、含盐量、含硝量的不同,对路基路面的破坏情况也不同。所形成的主要病害有盐胀、盐溶、沉陷、裂缝等。降低了公路的使用性能,恢复难度较大,同时增加了养护成本。通过改进养护方法及工艺达到防治病害,降低养护费用,提高养护质量,使公路保持良好的运行状态。

盐渍土在干旱季节和干旱地区,因盐类有结胶和吸湿作用,干旱有利于路基稳定,但干旱也产生风胀等不利作用;盐渍土一旦受到雨水、冰雪融化的淋溶,含水量急增,路基发软,强度降低,形成溶洞、沟壑,在行车作用下,车轮打滑使路面破坏,形成车辙。随着水分子的蒸发,路面形成条形的沟槽,在风吹日 晒的作用下,沟槽变硬,路沉大幅度下降,影响行车,给养护恢复路况造成很大的困难。论文参考网。

1、盐渍土路面病害形成的原因

(1)气候干早,昼夜温差大,地质风化、剥蚀、沉积作用。

柴达木地区属青藏高寒区——柴达木荒漠过干区,为第三纪地层风蚀残丘的无水区,气候冬寒夏凉,蒸发量远远大于降水量,风大且多。昼夜温差大,日照时间长,是造成盐胀、松散等病害的气候因素。

(2)盐渍土中含硫酸盐盐类。

盐胀的根本原因在于硫酸盐类结晶时吸收水分,由于晶间卤水的毛细水的盐析而引起的体积膨胀,沿水平方向相互挤压,体积增大,硬度降低,它是冷却结晶过程中形成的。酸盐盐类的硫酸纳(Na2S04),硫酸镁(MgSO4)和硫酸铜(CuSO4)的结晶水化物可分别吸收10个水分子(Na2S04·10H2O),7个水分子(MgSO4·7H20)和5个水分子(CuSO4·5H20),变成结晶水化物,随着温度的降低,放热反应更彻底,趋于10水硫酸钠方向进行,方程式如下:

Na2S04十10H2O=Na2S04·10H2O

含有10个结晶水的芒硝(Na2S04·10H2O )不断析出,致使土体逐渐增大体积,在高原昼夜温差的反复作用下,Na2S04时而 吸水晶结,转化成Na2S04·10H2O 体积增大,时而脱水又复原成Na2S04·10H2O则体积缩小,这样反复循环的变化,在公路上产生盐胀病害,路基顶部出现松涨,路面表层鼓包凸起,有辐射状的裂缝产生。

(3)盐渍土路面在夏季集中降雨期间,路面上的积水不能及时排除,浸入路面路基中,而组成路面、路基的盐渍土易溶于淡水,使其遇水软化,形成大小溶洞、沟壑。车辆行驶时形成车辙、沟槽,破坏路基路面,引起路基沉陷、淋溶等病害。

(4)随着柴达木资源开发步伐的加快,交通量的不断增长,大型车辆、重型车辆的增多。加之无人区车辆超载超速行驶,对路面破损作用加大。尤其在陡坡,急弯、交叉处、变坡点、弯道处和交通拥塞路段由于发生较大的水平推力.使盐渍土路面产生脱皮、干翻浆、松散、啃边、裂缝等。

2 防治盐渍土路面病害的措施

(1)由于路基是公路的主体,而盐渍土路基与路面是—同材料铺筑而成,要求路基、路面必须有足够的强度,有很好的整体稳定性,有较好的水稳定性。在施工时压实厚度应控制为15cm,为一层,盐结晶(扯块)、盐屑粒掺卤水(盐水)要用振动式压路机碾压,卤水是饱和盐溶液,不能用淡水代替。填料尽量不用硫酸盐类,可减少盐胀。

(2)养护上要求选料合理,具有一定粘性的料,如氯类盐、土、卤水(盐溶液)等铺筑在盐渍土路面上,以保持较长的使用周期,不用或少用硫酸盐盐类。特别在陡坡、急弯、交叉口、变坡点等易发生病害处,应经常保持喷洒卤水和铺筑面层料,以保证路面平整,减少病售发生。论文参考网。

(3)清除路面积沙杂物,在铺料地段洒卤水湿润,然后铺第——遍料,新铺料高出原路2—3m,注意洒铺卤水和料要均匀、透彻,对所铺的料要刮平,然后指挥行车慢行碾压,最好用压路机碾压,碾压遵从先边后中,先轻后重,先慢后快的三先原则,并保证路面有一定的路拱,以利雨水的及时排除,减少淋溶作用。在喷洒二遍卤水刚也要均匀透彻,禁止过往车辆通过,等盐结晶(盐块)、盐屑粒与饱和盐溶液(卤水)再度结晶,按前述过程进行刮平和碾压,若未达到平整度要求,还要铺第二遍料,直到达到要求时为上。论文参考网。

(4)加强雨季期间的养护工作。每当下雨,路政人员上路指挥车辆通行,防止雨期车辆强行通过、损坏路面。另外,及时排除路面积水,雨后待路面水分蒸发后,车辆行驶不会造成路面车辙时,车辆方能慢行通过,这样可提高盐渍土路面的压实度、平整度,对延长使用周期,有事半功倍的作用。

(5)冬季期间若盐渍土路面上有积雪,则应立即清除,否则,过往车辆车轮摩擦碾压,使积雪融化而造成路面打滑,形成车辙,损坏路面。

(6)完善和补充标准、规范中有关盐渍土路基、路面的内容。使养护、验收、检验有标准可依。

3 结语

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一、软土路基成因

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。

二、软土路基判别

(一)测定方法

所谓软土,比规范[1]中的定义广泛,包括强度达不到设计要求的湿粘土。对软土路基的测定可以采用弯沉测定:

将相对完好的砼板块逐一编号。采用两台5.4m贝克曼梁及一台BZZ-100标准车,按每车道双向往返检测。选取位于横缝、断缝附近的板角等荷载最不利位置作为检测点,测点分主点(受荷板)、副点(未受荷板),主点位于板横缝前10cm,副点在横缝后10cm,分别测定主点弯沉和副点弯沉。 [2]

在非不利季节检测时, 弯沉值根据经验进行季节影响修正。实际取其系数=1.1~1.2。

(二)判别方法

平均弯沉值反映了原结构的承载能力,而弯沉差则反映了加铺后沥青路面反射裂缝出现的机率和严重程度。造成原结构承载力不足的原因有板底脱空、基层强度低和软土路基。采用排除法通过值来判别软土路基。当45≥≥20时,进行压浆处理;>45时,先将砼板打裂压实,使其与基层紧密结合;再次检测,仍然有>45,表明基层强度严重不足或有软土路基;挖除路面结构后,通过路基顶面弯沉的检测,或者通过路基土的干密度、天然含水量综合判定。

三、软土路基处理方法的比选和优化

(一)做一个模拟软土路基方案其具体条件和基本要求

1.公路自然区划为Ⅳ3,路基干湿类型为潮湿,但不加高路基,不增设地下排水设施,只对地面排水设施进行修复;

2.软土路基处理最小面积=4.2×5.0m,即一块砼板的面积,属于局部软土路基;

3.大部分软土路基为稠度=0.5~0.9的湿粘土,不易破碎晾干;

4.软土路基深度<2m,其中上部为路基工作区,对强度和稳定性的要求高;

5.软土路基处理不能对原路基的强度和稳定性带来不利影响,处理后应达到强度与原路基基本一致、工后沉降为零、水稳定性好的要求;

6.雨季施工,行车干扰大,工期三个月。

(二)比选

软土路基处理方法按处理深度分为浅层处理和深层处理。浅层处理的深度≤3m,因此拟处理的软土路基属于浅层处理的范围。

浅层处理施工工艺简单,投资少,是施工中经常采用的方法。浅层处理一般有换填法、晾晒法、垫层法、动力固结法、加筋法、灌浆法、排石挤淤法和爆炸排淤法。

分析后认为,晾晒法等七种方法不符合上述条件或要求。换填法通常用于软土路基分布范围较小,深度≤2m的情况,换填料可视具体情况用砂、砂砾、改良土或其他适宜材料,因此初步决定采用开挖换填法处理。

(三)优化

原路基为粘土填筑,若采用砂、砂砾等材料换填,虽然保证了自身的强度和稳定性,但此类材料具有透水性,其内部的干湿变化,会引起四周路基土的软化或二次固结,导致路面的不均匀沉降等病害。若采用风化石换填,存在着风化石粒径、强度、土石比例的问题,粒径大、强度低、石含量多,施工时不易压碎压实,除存在与透水性材料相同的问题以外,其自身的强度和稳定性也难以保证。若采用粘土换填,由于施工面小、地下管线多,填土难以压实,浸水后自身的强度和稳定性同样无法保证。

土经改良后不但强度提高,还能呈现出板体性和一定的水稳定性,弥补了上述材料的不足。为使换填部分的物理力学性质与原路基基本一致,选用了与原路基土质相近,<40%,<18,含水量适宜的低液限粘土(CL)进行改良。

改良土常用的改良剂有石灰和水泥,由于水泥改良土工序少、早期强度高,适用于春融期、多雨季节、地下水位高、工期紧迫地段。最后确定采用水泥改良土换填的处理方法。

四、软土路基施工工艺

(一)换填深度

开挖过程中可以观测到,随着深度的增加,坑壁四周路基土的密实度逐渐降低,含水量逐渐增大,上部1.0~1.2m范围内的密实度高含水量小,并且有明显的分界线。表明路基工作区深度为1.0~1.2m。

当软土路基较薄,有硬底时,清除后直接换填。当软土路基较厚,应挖到坑底土与四周路基相同土层的密实度一致时的深度,一般为1.0~1.2m;当坑底土过湿时,下挖到保证上部回填压实时不出现“弹簧”的深度,一般为0.4~0.5m,总的换填深度=1.4~1.7m。

(二)水泥掺量

换填土的强度过高或过低,都会使其内部及四周结构产生附加应力和变形,造成路面病害,因此应与原路基保持基本一致。

由于难以准确检测原路基土的无侧限抗压强度,水泥掺量无法按常规试验确定。路基的回弹模量不但是路面设计的基本参数,更是衡量路基质量的基本指标,并且设计值已知,因此水泥掺量通过回弹模量室内试验确定。由路基设计弯沉值=200,计算出路基回弹模量设计值=47MPa,再根据公式[3]反算得到室内试验回弹模量标准值=135MPa。水泥掺量不宜小于3%,实际控制在3~4%,否则难以拌和均匀。为提高下部改良土的早期强度,使上部工作区能尽早换填,上下部采用相同的水泥掺量。

(三)压实

压实功愈大、分层愈多愈容易出现弹簧。由于对工作区以下密实度的要求相对较低,故采用挖掘机铲斗击打配合双向振动平板夯(工作重量123kg)压实。待具有一定强度后再进行工作区范围内的换填,尽可能采用胶轮压路机碾压,边角用双向振动平板夯压实,压实度≥95%。

五、结语

1. 与沥青路面的承载能力检测不同,水泥砼路面的检测有主、副点之分,必须配备两台贝克曼梁。用一台贝克曼梁只能检测出、,混淆与、与两者的概念会造成误判。采用双向往返法检测,贝克曼梁的支点和主测点不在同一块砼板上,消除了支点变形对测点弯沉值的影响;测完后检测车驶离受荷板,消除了后轴落点对主点弯沉值的影响。贝克曼梁法检测的是回弹弯沉,自动弯沉仪法检测的是总弯沉,落锤式弯沉仪检测的是动态总弯沉。贝克曼梁法是规范规定的标准方法,采用其它方法必须进行标定换算。同样,现场承载板法是路基回弹模量的标准检测方法,采用其它方法也必须进行标定换算。测定弯沉和模量时,都应将季节因素考虑在内。

2. 与公路不同,道路由于两侧人行道和建筑物地基高于行车道,加上排水设施不完善等因素的影响,路基长期处于潮湿状态,容易产生病害。

3. 与新建道路不同,改建工程是对道路功能的恢复和提高,应遵循一切服从于老路,一切有利于老路的原则,达到新旧一体,路基稳定、密实、均质,为路面提供均匀的支承。经过几十年地运营,绝大部分路基已经稳定,已适应了所处的水文地质环境,应充分利用。

4. 与地基中的大面积软土路基不同,路基中的软土路基一般都属于局部浅层软土路基,处理后要求工后沉降为零,并具有较高地强度和良好地稳定性。尤其是路基工作区,对保证路面强度与稳定性、满足行车要求极为重要。

每一种软土路基处理方法均有其针对性、适用范围以及局限性 ,必须根据具体条件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。对能达到处理效果的方法进行使用阶段技术可靠性、施工难易程度、工程造价、工期、对周围环境影响等方面的综合评比,确定最合理的软土路基处理方案,并不在于技术的先进与否。

参考文献

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中图分类号:U448文献标识码: A

地基强度不足是路桥工程设计过程中常见的现象,因此对地基强度进行一定的处理时必须的。在路桥工程的施工过程中,存在很多处理地基的方法,其中有固结排水法、静载法、材料铺垫法、抛石挤淤法、换算法等,每种方法都有自己的特色也存在一些局限性。为了能够合理的选择并优化地基处理的有效方法,需要认真遵循各项工程本身的特点、处理要求、材料机具来源和路桥施工的总消费等方面的要求进行全面的考虑。

一、有效强化路桥施工中的软土路基处理措施中水泥土搅拌桩的设计

(一)水泥土搅拌桩有效的长度设计

目前,根据一些学术论文的相关推导得到有关水泥搅拌桩有效长度计算的公式即:Lc=1.6D*Ep/Es。该计算公式中,Lc表示的是水泥搅拌桩的有效长度,D表示的是水泥搅拌桩的直径,Ep表示水泥搅拌桩的压缩模量,Es表示水泥搅拌桩周土的压缩模量。

(二)设计水泥搅拌的桩参数

设计水泥搅拌桩的参数需要设计桩径以及桩长。桩长一般能够到达承载力很高的土层里并能很容易的穿透力度较弱的土层里,水泥搅拌桩主要根据本身结构承载力以及变形程度来定论,与水泥搅拌桩长有着直接关系的是水泥搅拌桩的承载力,加上水泥搅拌机本身高低不同的强度因素,可总结出,水泥搅拌桩承载力的大小与水泥搅拌桩的桩长没有直接关系,通常深度是用湿法加固的不应该超过20m,若是用干法加固的深度不应该超过15m。如果设置出的水泥搅拌桩需要增强自身的抗滑稳定性,那么,水泥搅拌桩的桩长应该以危险滑弧为标准设置为超过其以下的2m。

(三)设计水泥搅拌桩布桩形式

对水泥搅拌桩加固效果有很大影响的是水泥搅拌桩的布桩形式。水泥搅拌桩的布桩间距的制定需要依据拟建工程的地质条件、深沉搅拌工程的施工工艺以及工程项目负载力规范,并借助软土地层的深后饱和的特点。在设计水泥搅拌桩的布桩时需要注意的是基础宽度范围的控制,以便能够有效发挥水泥搅拌桩的作用。并在水泥搅拌桩的桩顶制作一个厚度约为300mm的砂石垫层,砂石比例应该设置为6:4,且不能使用粒经超过20mm的粗砂。

二、有效强化路桥施工中软土路基处理之水泥搅拌桩的应用

水泥搅拌桩的施工步骤如下:

(一)利用塔架或者起重机来悬吊搅拌机,并准确对准规定桩位。

(二)开启搅拌机需要在搅拌机冷却水的正常循环下进行,且起重机的钢丝绳需要被放松,促使搅拌机按照一定的规律有效搅拌。

(三)水泥浆的制作是搅拌机在到达一定深度后,便会依据已经设定好的比例进行搅拌,并且自动把制作好的水泥浆安放在集料斗里面。

(四)在深沉搅拌机抵达到设计好的深度以后就会自启灰浆泵将水泥压入软基中,且会边旋转边喷浆,同时为了深沉提升搅拌机的速度必须严格依据工程设计要求。

(五)不断进行上下搅拌,深沉搅拌机的速度达到一定的标高以后,可以通过多次搅拌使水泥浆与软土相互得到充分的搅拌,变旋转边喷浆的方式可以充分提高搅拌机的运行效率。

(六)应用完搅拌机后,一定要注意搅拌机集料斗的清洁。

(七)重复以上六个步骤,完全融入路桥工程的施工中。

三、控制施工工程的质量

要使软土与水泥浆能够同时得到均匀的搅拌,需要把软土完全的预搅碎,即保障预搅工程质量。在搅拌水泥浆时,必须要严格依据工程设计配合比来配置,并且要避免水泥中结块的阻碍和水泥浆离析情况的发生,注重水泥搅拌机对水泥浆搅拌的充分度,知道水泥浆完好流进集料斗中。为能够连续性且保障强度的加固,决不能出现压浆过程中的断浆状况,即保障输浆管的正常工作,避免堵塞现象的发生,并且要严格按照设计规范,设置搅拌机的搅拌速度和控制好搅拌机的提升,保证至多10cm/min的误差,保证每一深度在加固范围里被充分搅拌,也要严格根据施工设计数据控制好下沉速度以及重复搅拌机的提升。起重机的平滑度与导向机的垂直度得到保障就能够保证水泥搅拌桩与地面垂直。

四、有关质量的检验

依据路桥工程的施工设计,开挖一定数量的已经完成的桩体,然后直接观察加固桩体的外观加强对水泥浆与软土的搅拌状态、搅拌均匀性以及搅拌的整体性的客观认识。接着,利用最新引进的“钻探取芯”的方法,在水泥搅拌桩内进行,更深一步观察水泥浆与软土的搅拌程度,同时还可以检查出搅拌机的桩长是否符合路桥工程的施工设计要求。制作水泥土试件的水泥土式样也需要利用到钻探取芯技术,在实验室里完成的试块与钻探技术制成的试件在强度方面加以比较,确定复合型地基承载力是否可靠。我国目前在强化路桥施工中软土处理方面高科技手法颇多,其中原位测试技术应用也相当广泛。检查搅拌机搅拌出的水泥浆以及水泥土桩体是否均匀就可以通过规范贯入试验、轻便钎探等测试手法进行科学性检查,同时,桩体强度是否合乎路桥工程施工设计要求也可以通过规范贯入试验手段进行测试。定期观测水泥搅拌桩的侧向位移以及沉降等方面这一动作发生在水泥搅拌桩实施过程中被加固处理过的软基切实投入使用后,这种测验被称为直观性的检查,同时也是路桥施工过程中最后的检查。

结语

集复杂性、与多边形于一身的土地层次存在于大多数的路桥工程中,但是这种特点的土层根本满足不了经济快速发展的今天对路桥工程建设的严格需求,因为这种特点的土层对路桥工程建成后的隐患极大,路桥施工结束后很长一段时间仍然无法避免沉降问题,严重的还会出现不均匀的沉降现象,最终导致竣工后的路桥不能够正常被使用。所以有效强化路桥施工中的软土路基处理措施非常必要。对于不合格的软基必须采取相应的措施进行加固以及有效的改良。具有很好加固效果的水泥搅拌桩的成本相当低廉,因此,水泥搅拌桩在近些年广泛应用在路桥施工中软土路基的处理中,处理的最终效果也非常可观。路桥施工过程中,有效完善路桥工程中施工技术、施工时间、施工管理以及施工工艺,借助路桥施工过程中跟踪性检测,并科学化、理性化的施工指导保障路桥施工中软土路基处理措施得到有效强化。同时,在强化路桥施工中软土路基处理措施过程中累积了不少的经验,获得了一定的施工技术数据。从空隙水压力、水泥搅拌机的沉降以及水平位移试验数据与资料分析,我国大部分公路工程、桥面工程的软土路基沉降问题得以有效的控制,我国路桥施工工程中的软土路基处理达到了相对理想的效果。

参考文献:

[1]高田祥,卢霞.如何加强路桥施工中的软土路基处理[J].民营科技,2011,05:240.

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高速公路作为社会现代文明的产物,对我国的经济发展和社会生活起到了具大的推动作用,因其全封闭、全立交的特点,为满足快速、安全、经济、舒适等社会发展需要,而得到迅速发展。高速公路的路堤由于多种原因一直偏高,平原地区平均高3 m~5 m,跨公路处高8 m~10 m,跨铁路处高10 m~12 m。高的路堤,必然带来建设资金增加、建设周期加长、技术难度加大、病害增多。建设初期,由于对某些问题重视不够,导致一些高填土路基早期病害的发生。

1.高速公路高路堤的形成原因

为充分发挥高速公路的功能,高速公路要求“全封闭,全立交”,因此为解决横向交通必须设置一些行人 行车通道。特别是在目前,我国尚存在大量的非机动车、慢速车及行人,必须从横向通道通过。高速公路大多处于经济较发达地区,人口较多,通道设置密度不得不相应增大。为满足发展速度较快的农机、部分汽车的通行能力,通道一般尽量高一些、宽一些。桥梁通道净高的制约是路堤平均填土高度较高的一个主要原因。高速公路在山区的普遍发展,使高填深挖路基逐渐增多,同时也是路堤填土较高的原因之一。从技术要求上来讲,路基填土高度只要在1.8 m~2.5 m就可以保证路基处于一种安全状态。

2.高路堤路基病害的表现形式

由于填土过高引起的路基病害形式有以下几种:不均匀下沉和路面不平、纵横向开裂、滑坍等。

3.高路堤病害形成的原因

3.1 土基承载能力不足造成地基变形过大

高速公路一般路线较长,所经地区可能会具有各种复杂的地形,特别是路线经过覆土层较厚的水田地及低洼地带,其承载能力大多较低,有很多在100 kPa以下,部分在100 kPa~150 kPa之间,并且土质天然密实度较低,加压时具有较大的变形和可压缩性。路基填土压实后密度在18 kN/m3~19 kN/m3之间,当路基填土高度达到4.5 m时,地表层压应力值为81 kPa~--85.5 kPa,如果考虑基层路面结构层,其容密度加权值还要加大。按地表承载力为100 kPa,干密度 kN 换算,允许填土高度约为5.4 m。由于沿线桥涵的控制,每条高速公路的路基填土高度大于5.4 m路段约占总长度的25%左右,再加上车辆的换算荷载,会形成较多路段的路基处外加荷载大于相应地段的地基承载力。可以认为那些地基承载力小于设计承载力值的地基是软弱地基。

在路基施工前,由于各种原因,对地基承载力探测不详尽,也未对地基承载力不够的路段进行验算和综合处理,仅对沟渠、坑塘、淤泥层等软弱地基进行了一些处理。导致路基和路面完成后开放交通时,局部位置和路段的路基仍未稳定,发生不均匀沉降,

从而导致路面的早期损坏。

3.2 施工质量难以控制造成土压实质量不足

实践证明,当压实度大于95%时,填高每增加1 m,工后沉降约为1 cm,而车辆荷载作用影响仅为80 em~150 cm深度,路基沉降主要是自重作用,因此,路基的层问压实显然成为控制的重点。路基压实度是保证路基强度及路面使用质量的关键,直接关系到路面的使用性能及寿命。而在高填土路段往往需要大量借土,而且取土场也很难控制在一个性质稳定的土场。科技论文。土质复杂,压实指标难以确定。对于一个施工路段,用同样的压实机械组合和压实遍数以及确定的同一个最大干密度,压实度随机取样结果不稳定。虽对不合格点进行处理,仍会造成路基施工压实不匀,如果路基压实度不足,在运营过程中,路面就可能产生辙槽、裂缝、沉陷等病害,使路面产生剪切破坏。有时为了赶上总体进度,有赶工期的现象,导致施工期间控制不严,自然沉降期不够,路面形成后在使用期间高填土段沉降仍在明显发生,导致路面早期损坏。现在使用弯沉检测路槽顶强度,作为路基强度控制指标,对高填土路基不够全面、准确,无法完全反映路基的实际状况。

3.3 水对路堤破坏作用

水是引起路基各种病害的主要因素,特别是我国南方省份年降水量大,山体地下水极其丰富,如处理不当,将会造成恶劣后果。排水防护工程设施不完善,排水不畅将造成高路堤路基和路面破坏。高填土路堤多在少雨的春季形成,少雨、缺水,难以保证最佳含水量及压实要求。科技论文。土的孔隙大,等到路基形成时,又多在夏季,必然要遭受夏季雨的冲刷损坏。即使是路面形成后,当路面排水不善时,雨水侵入路堤,造成路基浸水和软化,局部下沉塌陷,导致路面早期损坏。对填高3.5 m以上的路基,施工期问至少要经过一次夏季暴雨冲刷过程,而现在的高填土路基一般施工方法均是超宽填筑,再刷坡,然后再防护,加上填筑土质易被冲刷,由于防护和路基施工的不同步,造成土路堤暴露,被暴雨冲刷。当高填土路基不是全硬化防护和防护不完善时,也会在使用期间被暴雨冲刷,造成路堤和路面局部损坏。

4.高填土路基病害处理措施

4.1 采用换土法处理

对于表层软弱,土层较浅的路段,可将软土层清除,换填强度较高、透水性较好的材料进行处理,以达到提高路基整体强度的目的。

4.2 对软土层较深的地基用粉喷桩处理对高填土路基原地基承载力不够路段和明显的淤泥层、坑塘软弱段,采用直径50 cm,长15 m~20 m的粉喷桩进行处理。

4.3 严格控制含水量

必须严格检测用作填料土的含水量,只有在最佳含水量±2%的范围内才允许进行碾压。在施工现场主要用酒精燃烧法来测定填料土的含水量,如出现含水量 <㈨一2%时,需加水均匀拌和;当> n+2% 时,需要晾晒。

4.4 清表和挖除控制

在雨量充沛,雨季又长的地区,各种乔灌植被生长茂盛。为保证路基的填筑质量,在填筑前,必须对植被根系进行彻底挖除。

挖除后的根穴要进行分层夯实,达到规定的压实度。监理人员要对根穴压实进行抽检,按桩号位置做好记录,备查。清表与植根挖除后,按规定进行填前碾压。

4.5 反压坡道和挡土墙对高填土路堤的侧向约束作用利用反压坡道和挡土墙对高填土路堤的侧向约束作用提高高填土路堤的整体稳定性。科技论文。

4.6 对桥涵端部和高填深挖结合部,采用预先压浆处理桥涵端部和高填深挖结合部具有同样性质,即一侧较稳定,另一侧沉降随时间在变化,在两端接合部,采用预先压浆处理,减少了桥涵端部不均匀沉降和高填深挖结合部差异沉降,实践证明能起到较好的效果。

4.7 做好防排水设施

在山区为了将地下水畅通的排出路基以外,路段填方可专门设置碎石盲沟,将山体中的地下水引入河流。随着路基填筑高度的增加,更应及时排除路基顶面积水,根据纵断面高程的变化,每隔25 m~30 m设置一处临时排水水簸箕,这样既防止了雨水冲刷边坡造成冲沟,又能将路基顶面积水排出,避免路基顶面积水引发的各种病害,为路基雨后及时施工创造了条件。建设期间,在防水和排水设施方面加大投入,对高填方路基防冲刷、雨水侵入损坏和提高整体稳定能起到事半功倍的效果。

4.8 合理安排工期,确保高填土路堤有一年以上的预压期

如果能保证高填土路堤在建设期间通过科学组织,均衡施工,有一年以上的自然沉降期,就能消除沉降的60%~70%,有效减少通车后的沉降量,有利于路堤的后期稳定。

5.结语

高填土路基是高速公路为满足使用功能而迫不得已使用的一种建筑方式,在高速公路方案设计时,应从路线方案、分离式立交桥型选择等方面进行系统考虑,尽可能降低路堤填土高度。

参考文献