岑建豐
【摘要】在道路設(shè)計中,我們常常需要考慮設(shè)計中的一些特殊的情況。最常見的問題就是設(shè)計過程中必須考慮到道路建設(shè)過程中遇到特殊土質(zhì)的的路基如何處理問題??傮w而言,主要為軟土地基。它們各自具有一些特殊的成分、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。路基的處理必須考慮到實際的情況,只有這樣才能保證道路的質(zhì)量。本文分析各種特殊的土路基的處理方法,并分析得出相應(yīng)的解決方案。
【關(guān)鍵詞】市政道路;軟基處理;軟土地基
擬建項目位于廣東省珠海市香洲區(qū)南屏鎮(zhèn)洪灣涌旁。由于修筑道路的線路較長,而且道路東側(cè)為現(xiàn)狀洪灣涌,會經(jīng)過不同的土質(zhì)地基,因此在進行道路設(shè)計時必須要考慮到各種情況。各地的土質(zhì)結(jié)構(gòu)不同,我們需要區(qū)別對待,并采用相應(yīng)的技術(shù)措施對路基進行處理,這才能達到相應(yīng)的道路等級使用要求(沉降及強度)。
軟基處理方案適用性分析表
分類 方法 于本項目適應(yīng)性
排水固結(jié)法 排水固結(jié)堆載預(yù)壓 可結(jié)合路基填方共同進行,但由于需要進行超載,存在較大的卸方,且處理時間較長。適用于本項目。
真空聯(lián)合堆載預(yù)壓 較堆載預(yù)壓法可減少堆載土方,并可縮短軟基處理所需時間,施工工藝復(fù)雜且不適用于處理深度范圍內(nèi)含有強透水層路段,并受電力供應(yīng)及施工質(zhì)量等因素影響較大。
動力固結(jié)法 僅能處理5~8m埋深范圍內(nèi)的軟弱土層,本項目內(nèi)軟土底層埋深大部分范圍超過8m。
膠結(jié)法(復(fù)合地基法) 水泥攪拌樁 適用于軟土埋深不超15m范圍路段。
旋噴樁 一般實施長度不超25m,且工程造價較高。
擠密置換法(復(fù)合地基法) 素混凝土樁 一般實施長度不超30m,工程造價較高,適用于本項目。
擠密砂樁 對于深厚流塑性淤泥,成樁效果不理想,且受處理深度、實施性、實施效果和工程造價等因素影響,項目內(nèi)適應(yīng)范圍較少。
擠密碎石樁
強夯置換 處理深度一般不超過7m,不適用于本項目。
排水固結(jié)堆載預(yù)壓法
插板排水固結(jié)堆載預(yù)壓法是通過在軟土中打設(shè)排水板和設(shè)置水平排水系統(tǒng),加快淤泥層在荷載作用下的排水固結(jié),并通過填預(yù)壓土對軟基進行預(yù)壓的方法,在較短時間內(nèi)減少或消除淤泥層的工后沉降,提高淤泥層的抗剪強度和承載力。對于淤泥厚度在15-25米范圍內(nèi),處理時間不該方法的設(shè)計計算理論較成熟,在珠三角地區(qū)有豐富的工程應(yīng)用經(jīng)驗,處理效果可靠,施工工藝簡便, 插板施工質(zhì)量可很好監(jiān)控,通過現(xiàn)場測量可很好了解地基處理效果。該該方法的主要缺點是工期比較長,需要大量土方,本工程堆載填方量大約為30萬方左右,對取土場的環(huán)境、水保的不利影響較大,靠近洪灣涌一側(cè)存在填土邊坡穩(wěn)定問題。處理后還有一定的工后沉降。
本工程由于總投資的控制考慮,而且淤泥深度基本在20-25米之間,項目工期也相對寬裕,因此綜合考慮采用插板排水固結(jié)堆載預(yù)壓進行特殊路基處理,而且道路路基堆載完成后,卸載的土方可作為以后管廊帶的路基土及河堤綠地的填土使用,從而大大減少了工程的造價。
真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法
真空聯(lián)合堆載預(yù)壓的作用原理和設(shè)計方法同插板排水固結(jié)堆載預(yù)壓法,唯一不同的是利用真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓兩種荷載同時作用,促使土體中的孔隙水加速排出,減低土中孔隙水壓力,增加有效應(yīng)力,加快土體固結(jié),形成兩種荷載的疊加。真空預(yù)壓聯(lián)合堆載法常用于工期較緊、承載力和工后沉降要求較高的軟基處理。主要優(yōu)點在于荷載施加時間短,在真空設(shè)備安裝完畢開始運轉(zhuǎn)后,1周時間內(nèi)就可以達到設(shè)計真空壓力,真空預(yù)壓過程中不存在穩(wěn)定性問題,缺點在于處理地層中有透水層時,要采用封閉式密封墻來隔斷透水層,土體密封較為麻煩,施工工藝復(fù)雜,質(zhì)量難以控制,總體造價較高,工程造價高于堆載預(yù)壓法。由于本工程對總投資有控制,因此不考慮真空聯(lián)合堆載預(yù)壓。
復(fù)合地基法
復(fù)合地基法是指天然地基經(jīng)地基處理后部分土基得到增強,或被置換,或在天然地基中設(shè)置加筋材料,加固區(qū)是由基體(天然地基土或被改良的天然地基土體)和增強體(樁體)兩部分組成的人工地基。在荷載的作用下,天然地基和增強體共同承擔(dān)荷載。
水泥土攪拌樁復(fù)合地基、CFG樁復(fù)合地基、高壓旋噴樁復(fù)合地基均為復(fù)合地基,計算理論相近,主要差異是它們的成樁方式不同,適用條件、成樁效果、工程造價等也有很大的差別。水泥攪拌樁利用水泥作為固化劑,通過特制的攪拌機械,在地基深處將軟土和固化劑強制攪拌,利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng),使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的優(yōu)質(zhì)地基。水泥攪拌樁適用于路基不穩(wěn)定,軟土厚度較大的地段。施工技術(shù)成熟,工期短,處理效果較好,實際工程中使用廣泛,在各種復(fù)合地基處治方案中造價較低,但受施工機械的限制,處理的深度有限,一般不宜超過15m,施工質(zhì)量難以控制。因此不適合本場地深厚淤泥的處理。
CFG樁位水泥粉煤灰碎石樁,由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻適量水泥加水拌合,用各種成樁機械制成的可變強度樁。當(dāng)用砂代替樁體中的粉煤灰和石屑時即成為素混凝土樁。它屬于置換樁,主要用于群樁基礎(chǔ)或地基處理以提高復(fù)合地基承載力,施工工期短,處理效果好,質(zhì)量容易控制,可處理深層軟土,但施工工藝復(fù)雜,工程造價高。CFG樁近期在廣東省得到較廣泛的應(yīng)用,實踐經(jīng)驗豐富。但受國內(nèi)施工工藝等條件的限制,處理深度一般不超過25米,同時樁長超出20m時樁身易發(fā)生“頸縮”、鼓脹等病害。因此當(dāng)處理深度為15~25m時,如采用復(fù)合地基法,可采用CFG樁處理。
本工程在連接線段由于淤泥厚度有20米左右,而且道路兩側(cè)為村民住宅,不能進行拆遷,如果采用堆載預(yù)壓進行處理,堆載土體的會對附近村民出入進行干擾,而且土體的沉降會對村民住宅進行拉裂,由于水泥攪拌樁有效處理深度基本不超過15米,因此考慮CFG樁進行處理, CFG樁復(fù)合地基施工工期短,處理效果好,質(zhì)量容易控制,可處理深層軟土,但施工工藝復(fù)雜,工程造價高。
本工程特點
本工程軟基處理的特點是:a 本次設(shè)計路段范圍淤泥埋藏淺,淤泥厚度最深不超過20m;b 道路前進方向左側(cè)緊鄰洪灣涌,涉及路基填土邊坡穩(wěn)定性問題;c 軟基處理需要考慮以后堤岸結(jié)構(gòu)對地基承載力和沉降要求;d 道路分兩期實施,一期先實施主線道路軟基及連接線道路,二期再實施路面結(jié)構(gòu)、管網(wǎng)及附屬設(shè)施??梢灶A(yù)留給軟基處理足夠的時間,從而節(jié)省造價。
二、道路建設(shè)的解決方法
結(jié)論:我們在進行道路建設(shè)的過程中,往往會進行軟土路基施工,而軟土路基由于其的種類較多,處理的方式方法各不相同,因此在進行路基施工時,必須采用與實際的土質(zhì)地層的相對應(yīng)的技術(shù)措施對土質(zhì)進行處理,從而才能夠確保未來道路的質(zhì)量和性能。本文對常見的集中軟土路基的特征和特點做了詳細的介紹,同時也參照建筑施工的實際情況,介紹相應(yīng)的處理手段??偠灾浲谅坊幚黻P(guān)系重大,因此在道路建設(shè)過程中,必須要采取科學(xué)合理的技術(shù)措施,對軟土路基進行處理,從而才能夠確保路基的質(zhì)量和性能,進而才能夠確保道路交通能夠正常穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)。
軟基處理是一項復(fù)雜的工程技術(shù),在工程建設(shè)中有著重要的作用和地位。軟基處理的方法有好多,但是不管用那種處理方法,在方案選擇上都要結(jié)合現(xiàn)場土質(zhì)條件和對軟基處理后達到的要求等工程的實際情況,綜合考慮施工工藝、經(jīng)濟效益和社會效益等因素,進行科學(xué)分析綜合評比,以確定最合理的軟基處理方案。
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