摘 要:簡要介紹了市政道路特殊路基常用的處理方法,并結(jié)合工程實例探討了市政道路特殊路基的處理方法及處理效果。
關(guān)鍵詞:市政道路 特殊路基 處理
中圖分類號:U44 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)04(b)-0061-02
公路工程施工過程中常遇見各種特殊路基,須采取加固處理措施才能滿足道路的承載力要求。同樣的,市政道路中也會出現(xiàn)各種特殊路基,通常市政道路的特殊路基的地質(zhì)條件沒有公路那樣復(fù)雜,但市政道路下通常鋪設(shè)有各種管線,有的管線對路基沉降量有嚴格的要求,需要對特殊路基進行有效的處理方能滿足這一要求。下面簡要探討市政道路特殊路基的處理工藝。
1 市政道路特殊路基的常用處理方法
特殊路基與一般路基不同,由于其組成成分不符合工程要求,必須經(jīng)過一定措施進行的處理之后方可滿足工程應(yīng)用要求。常見的特殊路基有泥石流地區(qū)路基、巖溶地區(qū)路基、滑坡地區(qū)路基、雪災(zāi)地區(qū)路基、采空區(qū)地區(qū)路基等等。工程上對于這些特殊路基的處理方法也有很多,常用的主要有以下幾類。
(1)換填墊層法。對不符合要求的路基墊層采用合格的礫石、砂、石屑、礦渣、碎石、粉質(zhì)黏土等材料進行換填,選用的材料宜就地取材,通常以中、粗砂料換填效果較好。換填前應(yīng)將一定深度的原路基軟土挖除,然后分層進行回填和碾壓。這種類型的軟基處理方法除了換填土之外,還有拋石擠淤法及爆破擠淤法等。
(2)強夯法。即采用重錘從高處自由落下,對原軟土路基進行多次夯擊,以提高路基的密實度,從而減少沉降。這種處理方法對于非飽和、粗顆粒含量較高的土質(zhì)處理效果較好。還有一種強夯置換法,也就是通過在夯坑內(nèi)回填塊石、碎石、砂等材料,然后進行夯擊使軟土排開,在軟基中形成塊(碎)石墩,從而提高其整體承載力。
(3)堆載預(yù)壓法。在路基施工之前,通過采用較大的荷載在軟土路基上進行預(yù)壓,以加速路基的沉降,提高其固結(jié)程度,使得路基的強度提高,工后沉降也相應(yīng)地減小了。一旦工后沉降滿足要求,強度指標達到設(shè)計要求,便可進行道路路面的施工。
(4)加筋法。對特殊路基加筋的材料有好幾種,主要包括:不銹鋼帶、鍍鋅鋼帶等金屬材料,玻璃纖維、尼龍、聚丙烯等合成材料,以及鋼-塑復(fù)合加筋帶、鋼筋混凝土帶等復(fù)合材料。通過在軟土路基下鋪設(shè)一層或幾層加筋材料,同填料共同形成加筋墊層,它能均化地基應(yīng)力,提高地基的整體承載力,從而使路基的不均勻沉降也減少。
(5)排水固結(jié)法。若軟土路基的土質(zhì)較好而含水量超標了,可通過表層排水法進行處理,即在路基表面開挖溝槽,將地表水收集并排掉,使地基表層的含水量降低,然后采用透水性良好的砂礫進行回填,以發(fā)揮溝槽的盲溝作用,若埋設(shè)孔管,必須使用過濾材料保護。為加快排水速度和地基沉降速度,可預(yù)先對地基進行加載,工程上常用袋裝砂井,并加設(shè)土工布加筋墊層,以起到排水及均化沉降的作用。
(6)水泥攪拌樁加固法。即通過機械設(shè)備將水泥噴入一定深度的軟土路基中,并將其攪拌均勻,使得水泥同土層中的水分發(fā)生水解反應(yīng)形成膠體,同周圍的土體形成一個整體而大大提高了土體的整體強度。水泥攪拌樁分為漿噴法和粉噴法兩種,若軟基的塑性指數(shù)大于10天然含水量超過30%時一般采取粉噴法,這樣可通過水泥的水化作用來降低地基的含水量,提高及固結(jié)效果,但漿噴法施工便利,容易控制施工質(zhì)量。從減小沉降方面考慮,水泥深層攪拌樁是一種非常理想的處理措施,當軟基較厚、對承載力和沉降要求較高時,可通過水泥深層攪拌樁與加筋法同時使用,形成復(fù)合地基的整體強度大大提高,有效降低路基的不均勻沉降。
(7)振密擠密法。如擠密砂樁,通過打樁機在松散的人工填土或砂性土中成孔,通過成孔的過程產(chǎn)生擠密或振密作用,使周圍土體的密度得以提高,然后灌填砂料后形成樁體,減少了地基的沉降量,改善了地基的承載性能和整體穩(wěn)定性,濕陷性或液化性也大幅境地降低。這種加固方法通過與預(yù)壓法聯(lián)合使用,在軟弱粘性土地基的處理上獲得了較為廣泛的應(yīng)用。
2 市政道路特殊路基的處理實例分析
(1)工程概況。某市政路全長7.5 km,路幅寬度為52 m的雙向六車道,其中一處軟基路長近2515 m,約占道路總長的1/3,使得軟基處理成為該市政道路施工的一個重點與難點分項控制工程。該路段為人工填方路基,下臥淤泥層厚10~15 m,為低透水性、低強度的軟弱土體,上部人工填土厚度僅0.5 m左右,密實度差。該道路非機動車道和人行道下布設(shè)有各種市政管線。
(2)市政道路軟基處理措施。由于該市政道路下埋設(shè)了多種管線,尤其是雨、污水管線埋設(shè)較深,對沉降較為敏感,設(shè)計要求路基兩側(cè)的雨、污水深埋管基工后沉降控制在10 cm以內(nèi),為滿足此要求,并控制整個路基的施工質(zhì)量和造價,本工程采用的處理方案為:車行道下采用袋裝砂井配合堆載預(yù)壓排水固結(jié)的方法進行加固處理,人行道和非機動車道下采用粉噴樁復(fù)合地基的方法進行處理。水泥土攪拌樁直徑為500 mm,間距1.0 m,袋裝砂井的直徑為70 mm,間距為1.2 m,它們都要穿過淤泥層,進入粉質(zhì)粘土層,呈三角形布置,布置一層單向土工格柵加筋和0.5 m厚的砂墊層。本次軟基路段中,約3/5的路基采用袋裝砂井排水固結(jié)處理,其余的2/5的路基采用粉噴樁處理,其中袋裝砂井排水固結(jié)處理單價約3.5元/延米,而粉噴樁處理的單價約32元/延米,二者費用相差較大。通過這種混合措施進行軟基處理,可以大大節(jié)省路基處理施工成本。
(3)處理效果分析。為檢驗本此軟土路基處理方案的處理效果,在路中心、兩種處理方法交界處的兩側(cè)和坡腳處埋設(shè)了一些儀器進行觀測,儀器包括:總沉降盤、分層沉降盤、土壓力盒、水位計和測斜管等。通過觀測,可得出以下結(jié)論。
①車行道下通過袋裝砂井處理,該范圍內(nèi)最大的總沉降量發(fā)生在路中,大約1058 mm;在人行道及非機動車道下通過粉噴樁處理,該范圍內(nèi)最大的總沉降量為213 mm,主要發(fā)生在車行道與非機動車道交界處,此處的沉降僅為車行道下最大沉降量的20%。粉噴樁處理段和袋裝砂井處理段之間的差異沉降較大。
②車行道下的處理范圍內(nèi),基壓縮范圍隨填土的加高而變深,壓縮層范圍主要位于淤泥和淤泥夾砂層,且80%~85%的壓縮量發(fā)生在地表下8 m范圍內(nèi),壓縮量隨深度由大變小。
③人行道和非機動車道下的粉噴樁處理段為復(fù)合地基,其壓縮量比袋裝砂井處理段要小很多,壓縮量的大小主要受粉噴樁施工質(zhì)量控制,而與深度無關(guān),壓縮層范圍主要在地表以下到15~18 m范圍內(nèi)。
④各測點的孔隙水壓力均隨著填土高度的增加而增加,加載350 d后,土層的固結(jié)度達到85%~95%。加荷間歇期,孔隙水壓力逐漸消散。
⑤水泥土攪拌樁復(fù)合地基中,隨著填土高度的增加,樁應(yīng)力和土應(yīng)力都相應(yīng)的增大,填土停止后,土體不斷固結(jié),樁應(yīng)力也隨之減小,樁土應(yīng)力比逐漸趨向于1。
通過本工程實例說明,在市政道路特殊路基上通過采用不同的加固處理措施,即能滿足管線及道路不同的沉降量要求,取得較好的加固處理效果,又能節(jié)省工程造價。
3 結(jié)語
公路工程施工中采用的各種特殊路基處理工藝都較為成熟,目前也較好地運用到了市政道路的路基處理當中,但各種處理工藝的適用條件、處理效果、施工成本都有著較大的差異,在運用過程中應(yīng)結(jié)合具體的工程環(huán)境及技術(shù)經(jīng)濟條件合理采用路基處理加固措施,以盡可能低的工程成本取得最佳的加固效果。
參考文獻
[1]莫全總.淺談特殊路基處理措施[J].黑龍江交通科技,2009(1).
[2]唐衛(wèi)國.市政道路施工中軟土地基施工處理分析[J].建筑知識,2012(6).
[3]郝一峰.特殊路基處理方法[J].山西建筑,2007(7).