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1、高速公路軟土地基處理方法探究 摘要:軟土地基的加固處理問題一直是高速公路建設(shè)中的重要研究課題之一,本文對(duì)常用的軟土地基處理加固方法進(jìn)行了較為詳盡的論述,對(duì)高速公路軟土地基施工,確保公路路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性具有一定的借鑒意義。關(guān)鍵詞:公路軟土地基;加固處理;排水固結(jié)中圖分類號(hào):TU471.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1引言隨著我國高速公路建設(shè)規(guī)模的日益擴(kuò)大,難度的不斷提高,軟土對(duì)公路的危害,引起我國公路方面各部門的重視,公路建設(shè)對(duì)軟土處理也提出了更高的要求。為了滿足公路工程建設(shè)的需求,科研、設(shè)計(jì)、施工等單位全力以赴,協(xié)同作戰(zhàn),經(jīng)過多年努力,引進(jìn)、發(fā)展了多種
2、軟土處理技術(shù),積累了一定的經(jīng)驗(yàn),并取得了可觀的成績,同時(shí)也還存在著一些問題。軟土就是強(qiáng)度低、壓縮性高的軟弱土層。通常把淤泥、淤泥質(zhì)土、軟粘性土總稱為軟土。一般情況下,軟土的含水量在34%~72%之間,孔隙比在1.0~1.9之間,飽和度大于95%,液限一般為35%7~60%,塑性指數(shù)為13~30。在高速公路的建設(shè)中,因要求全立交、橋涵通道多,路堤高度多超過軟土填土極限高度;加之軟土中含有大量親水膠體微粒,土體多呈海綿狀結(jié)構(gòu),因其孔隙比大、含水量多、透水性小、抗剪強(qiáng)度低、壓縮性強(qiáng),在路堤高填土的自重作用下,要經(jīng)過較長時(shí)間才能趨地壓密穩(wěn)定。此外軟土結(jié)構(gòu)在大交
3、通量、重載車輛的作用下,往往會(huì)發(fā)生路基失穩(wěn)或不均勻沉降,導(dǎo)致公路路用性能的降低或喪失。為了增強(qiáng)壓密穩(wěn)定力度和較短時(shí)間達(dá)到最終沉降,確保路基及其外側(cè)建筑物或其他設(shè)施的安全,因此必須對(duì)軟土地基進(jìn)行針對(duì)性的加固處理。2處理方法高速公路軟基處理方法可大致歸為兩大類,即排水固結(jié)法和樁體擠密加固法。對(duì)正常固結(jié)的軟土應(yīng)優(yōu)先選取排水固結(jié)方法,該方法最經(jīng)濟(jì)合理。只有在特殊情況下,如工期過緊、承載要求過高而又缺乏堆載的條件下才會(huì)考慮其它加固方法。在實(shí)際的應(yīng)用中,往往并非加以單取一種方法,而是發(fā)揮幾種方法的各自優(yōu)勢(shì),加以綜合運(yùn)用。下面就目前國內(nèi)外常用的幾種高速公路軟土地基處
4、理方法的特點(diǎn)及使用條件作簡(jiǎn)要介紹。2.1排水固結(jié)法基本原理是根據(jù)固結(jié)理論,利用路堤自重荷載壓密地基,同時(shí)通過人工加設(shè)土層的垂直和水平的排水通道,縮短排水的距離來加速地基的固結(jié)。主要方法有淺層處理中的砂墊層、砂溝法和土工織物法;深層處理中的砂井預(yù)壓法、塑料排水板法、真空預(yù)壓法和新出現(xiàn)的方法。7(1)砂墊層主要原理是利用砂墊層良好的透水性特點(diǎn),在軟土地基頂面鋪設(shè)排水砂層,以增加排水面,使軟土地基在填土荷載的作用下,加速排水固結(jié),從而提高地基強(qiáng)度,滿足穩(wěn)定的要求。砂墊層主要適用于路堤高度小于極限高度的2.0倍以內(nèi),軟土層不厚或雖厚但有良好排水條件,且砂源豐富
5、,工期要求不緊的情況。(2)土工織物法在軟土、沼澤地區(qū)及地基濕軟、地下水位較高情況下采用墊隔、覆蓋土工布法加固地基,可使荷載均勻分布,提高路基剛度,利于排水。高填方路堤適當(dāng)分層墊隔,效果更好。研究表明復(fù)合土工布與砂墊層相比,由于土工布的加筋作用,使土工織物一土復(fù)合體承受較大的拉力,總沉降量減少1/3,且復(fù)合體剛度提高,使差異沉降也減少1/3。在滬寧高速公路中,就將原50cm墊層改為30cm砂墊層加一層有紡?fù)凉げ?,取得了較好效果。(3)砂樁法、袋裝砂井法和塑料排水板法7砂樁、袋裝砂井和塑料排水板都是排水預(yù)壓法豎向排水通道材料,三者排水機(jī)理相同,固結(jié)理論和
6、設(shè)計(jì)方法也基本相同,都是通過預(yù)壓荷載,使被加固土體中的空隙水排出,有效應(yīng)力增加,土中空隙體積減小,密度加大,土體強(qiáng)度得到提高,從而達(dá)到減少地基工后沉降和提高地基承載力的目的。1)砂樁處理法是在軟土地基中先鉆成一定直徑的孔眼,然后灌以粗砂或中砂,利用上部荷載作用加速軟土排水固結(jié)的方法。砂樁的成樁方法可采用沖擊成樁法或振動(dòng)成樁法。2)袋裝砂井法是事先把砂裝人長條形且透水性好的編織袋內(nèi),然后用專門的機(jī)具設(shè)備打人軟土地基內(nèi)以代替普通大直徑的砂井。袋裝砂井的直徑小、材料消耗小、工程造價(jià)低、施工速度快、設(shè)備輕型,適于在軟弱地基上施工。一般情況,當(dāng)泥沼或軟土層厚度超
7、過5m,且路堤高度的自重靜壓超過天然地基承載力很多,特別是地基土水平位移較大時(shí),經(jīng)常采用這種方法。3)塑料板排水法是一種利用塑料排水板作為豎向排水通道,通過排水預(yù)壓達(dá)到提高地基承載力的一種先進(jìn)加固軟土地基的方法。塑料排水板由于具有性能好、質(zhì)量可靠、施工方便、工效高、工程費(fèi)用低、對(duì)土的擾動(dòng)小、可用輕型機(jī)械在軟土上施工等優(yōu)點(diǎn),迅速在國內(nèi)得到推廣,大有代替砂樁和袋裝砂井的趨勢(shì)。塑料排水板排水預(yù)壓固結(jié)法一般用于泥炭飽和淤泥地段或土基松軟地下水位較高的地段,其主要施工工藝流程為:清理整平場(chǎng)地弓鋪設(shè)排水砂墊層、插設(shè)塑料排水板“加載預(yù)壓”卸載。(4)ISS法7ISS
8、法實(shí)際上是一種化學(xué)處理方法,即是利用一種由多個(gè)強(qiáng)離子組合而成的水溶劑—電離子土壤強(qiáng)化劑用做土壤