关于怀麻公路软土地基加固处理方法的探讨-交通运输论文发表

分类：交通运输论文发表 时间：2011-06-15 09:23 关注：(1)

关于怀麻公路软土地基加固处理方法的探讨

周立涛

摘要:由于软土地基本身存在一定的缺陷，因此在施工的过程如果不给予加固，就会影响到普通公路的耐久性。软土地基处理是公路建设中占用费用较大的部分。文章通过介绍怀麻公路通过塑料排水板结合堆载预压法处理软土地基的工程实例，通过质量检测，软基变形分析，怀麻公路地基处理效果良好，各项指标满足设计要求，对类似工程施工有一定的指导作用。

关键词：普通公路软土地基；加固处理；堆载预压

1前言

在普通公路的施工过程中时常会遇到一些软土地基，软土地基一般都表现为高含水量、高压缩性、高粘土含量、低渗透性和低强度等特点,公路运营过程中出现大量下沉、路基下沉以及滑移等现象，这其中最为严重的就是路基整体上的坍塌，在影响普通公路结构的同时，严重危害到工程安全和交通安全。因此，保证对软土地基的加固处理就具有十分重要的现实意义。

堆载预压作用机理指粘土地基在荷载作用下，因其渗透性很小，在加载瞬时土体不能压缩而使荷载全部转化为超静孔隙水应力;随着时间增长，土体中孔隙水慢慢排出，超静水压力逐渐消散，有效应力增大，孔隙比减小，地基发生固结变形，地基土强度逐步增强。浅部的软土在施工中受到较为剧烈的扰动，原始结构受到破坏，扰动初期土工特性大幅降低，但是在长期堆载的作用下其结构比原始结构更稳定，从而使这部分软土固结后的孔隙率低于深部的软土，其性质也相应提高。

1工程概况

怀麻公路一期工程地处山区小冲击带，路线全长29.15km，二级公路，路基宽9.0m，软土的天然孔隙比为1.2一2.05，含水量在45%以上。

该路段部分地基为比较软弱和深厚的淤泥，软土含水量高，压缩性高，渗透性低，土质较不均匀，成分复杂，抗剪强度低（可自行添加土层物理性指标表）。根据工程地基土层的分布特征及工期要求的特点，拟定采用塑料排水板结合堆载预压的方法进行软土地基处理。同时考虑到浅部软土受施工扰动、初期土工特性大幅降低的特点，拟加铺砂垫层以提高地基强度的同时，以加速浅层软土固结。

2关键工序施工质量控制

2.1砂垫层的铺设

2.1.1垫层材料垫层材料应采用透水性好的砂料(中粗砂)，采用50cm以上厚的砂砾垫层，并在其上铺设10cm细砂。砂砾垫层渗透系数大于10-2cm/s，干密度必须超过1.59/cm3，而它的泥沙含量则要控制在3%以内。

2.1.2垫层尺寸整个垫层厚度最好是大于50cm的，科学的平面尺寸是在加固区四周各往外扩大1m，这样能有效的保证水分能够从垫层排除。在施工中，如果沙料不足，可以用砂沟代替砂垫层;砂沟的宽度为2-3倍砂井直径，通常的深度是40-60cm。

2.1.3水平排水垫层施工该阶段在施工时，要尽量控制动作，避免动土地方的过大动作，预防泥沙混合，从而降低垫层的排水效果。

铺设砂垫层前，要讲井顶面和周围的杂物清理干净，能提高沙井排水的效率;因为地表比较软弱，运行车辆应以轻便的车辆为主，同时避免过大的动作;废弃的沙堆应堆放在施工现场之外，在用小型轻便的运输工具把沙堆运力开;摊铺要保证均匀和平整，形成双向横坡;在此，还要避免泥沙等杂物混进沙层;压实应用静压式压路机进行，不得振碾。

2.2垂向塑料排水板施工

2.2.1塑料排水板施工的施工顺序主要是①将塑料带通过导管从管靴穿出;并与桩尖连接，贴紧管靴并对准桩位;②静压沉入导管的深度要符合施工标准;③拔管，塑料排水板与软土粘接锚要固定在软基内;④在砂垫层中留出30cm的地方，剪断塑料排水板;⑤将塑料排水板与桩尖再连接，如有移动，就应重新打设。

2.2.2塑料排水板施工注意事项①在施工前要考察地质情况，在安排排水孔的场地范围内作必要的触探(探孔)检查，以尽量避免施打排水孔时碰到地下障碍物。(探孔深度不要超过设计孔深60cm)。②排水板在装运和储存期间，要包上厚保护层，在施工现场存放要注意防晒及泥浆、灰尘污染或其它物体的碰撞破坏。③排水孔的施打过程要采用定载振动压入的方法，一直打到设计要求的深度，不允许重锤夯击。④施打从护坡道向路中心推进，每排可打设7根，打完一排再向前移动门架，直至处理长度方向讫点。然后横移门架，返回施打下一幅。塑料排水板工作机理如图1所示。



 

图1塑料排水板堆载预压法工作机理流程图

3环境影响控制

由于加固区土体变形的影响，边界的水位降低，边界土体将发生固结变形，产生附加沉降并发生向加固区的水平位移，如果影响区的水平位移和附加沉降太大，则会危及影响范围内的建(构)筑物。预防措施为挖土防护，即将加固区与构筑物之间的土体部分挖除断开，开挖深度可控制在2.5m~5m,并对构筑物进行适当抗变形处理，断开的位置可以是敞开的，也可以回填松散介质如中粗砂等。

4变形观测

4.1沉降量观测

表面沉降随堆载的增加而逐渐增长，曲线变化正常，曲线渐趋缓和，数据准确可靠。当填土高度达到3.3m时最大累计沉降为57.4cm，路基左、中、右的沉降差异不是很大，其中路中沉降普遍大于路左、右沉降，而路左、右沉降差异较小。

4.2孔隙水压力观测

在上部堆积荷载的作用下，孔隙水压力大致呈逐渐减小的趋势，在加载临近结束阶段，土中不同深度处孔压都有增大的趋势，加载结束后，孔压值稍微减小并在加荷一个半月到两个半月的时间后，趋于稳定。

4.3观测结果分析

4.3.1土体的固结度

由观测可知在堆载的作用下土体发生了固结，在地表产生了近60°的沉降量，在土体加固深度范围内均发生了固结沉降。在加固的后期，这种沉降量明显减小，趋于稳定，绝大部分的加固沉降可在堆载结束后的2~3个月内完成。

4.3.2堆载预压前后土性的变化

在堆载预压前后，对加固路段的土体进行了十字板剪切试验，图2给出了十字板试验结果。从图中可以看出加固后十字板强度明显增长，增幅达40%左右，地基承载力满足要求。



图2加固前后十字板强度变化曲线

对加固前后的的土体相关的物理力学指标亦进行了试验。图5给出了地基土含水率随深度的变化曲线，从图中可以看出，加固后不同深度的土体的含水率均有所减少，且土体的初始含水率越高，土体失水则越多。

4.2.3侧向水平位移

由于堆载的作用，加固路段内土体发生了向内侧(加固区)的水平位移。侧向位移主要发生在5—20m深度范围内;最大位移发生在10m处，为36.30mm。发生这种水平位移分布的原因可能是:上部主要是素填土，加上砂垫层以及格栅的约束，所以位移较小;中部则由于沉降致使侧向压力减小，故发生了较大的水平位移。距离该加固路段数米外的土体在地表附近发生开裂，由于该工程场地附近没有建筑物和其他设施，水平位移不会导致不良后果。但是水平位移的产生应引起足够的重视，特别是当场地附近有建筑物时，这种位移是相当不利的。

4.2.4加固深度

一般来说，塑料排水板堆载预压法的加固深度在10m以上。本工程中地下15m以内的土体的强度、含水率以及水平向的位移都发生了明显的变化，这说明上部堆载的荷载已经传递至此处，并已经起到了加固的效果。

5结论

工程实践表明，采用堆载预压法处理软土地基，增加了处理深度，提高了加固效果。提高承载力，使软弱土地基的强度逐渐增大，达到地基加固的目的，一般提高幅度可达3~4倍。普通公路采取塑料排水板堆载预压的方法进行软土地基处理，可以加快软土的沉降速率，缩短工期，降低成本，是一种即经济又合理的地基处理方法，适合在普通公路中推广应用。

参考文献：

【1】 蔡志军．公路路基施工中过湿土的施工对策[J]．北方交通．

【2】董泽进，韩敏．软土路基沉降计算及其施工控制[J]．科教文汇．

【2】 钟小勇．沿海地区软土路基处理方法浅讨[J]．四川建材．

【4】王小龙．浅析软土路基沉降动态观测[J]．山西建筑．