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公司新聞
公路軟土地基簡述
作者: admin時間:2017/1/25點擊:376次字體:[]
  

我國公路行業規范對軟土地基定義是指強度低,壓縮量較高的軟弱土層,多數含有一定的有機物質。日本高等級公路設計規范將其定義為:主要由粘土和粉土等 細微顆粒含量多的松軟土、孔隙大的有機質土、泥炭以及松散砂等土層構成。地下水位高,其上的填方及構造物穩定性差且發生沉降的地基。

  日本規范還對軟土地基做了分類,提出了類型概略判斷標準。在給出軟土地基定義時指出:軟土地基不能簡單地只按地基條件確定,因填方形狀及施工狀況而異,有必要在充分研究填方及構造物的種類、形式、規模、地基特性的基礎上,判斷是否應按軟土地基處理。

  軟土路基的處理的目的是提高該段公路路基的穩定性和承載能力。

  軟土

  軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數小、固結時間長、靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復雜、各層之間物理力學性質相差較大等特點。

  危害后果

  軟土地基的性質因地而異,因層而異,不可預見性大。在設計、施工過程中,稍有疏忽就會出現質量事故,常見的事故有:

  (1)勘察設計不詳細或不準確,導致對應該作軟基處理的地段未作處理設計,此類工例不少,世界銀行貸款項目也存在此類現象。

   (2)已知是軟土地基,但是未做好軟土地基處理,造成路堤失穩或危及線外建筑物。工例有:汕頭磊口大橋引道.由于高填土引起線外土地隆起,民房受損.路 基難以穩定,只好增加橋梁長度,建成后一段時間,仍然出現錐坡不均勻下沉,又做了處理,現已改建新橋。中山縣附近的獅窖口橋,原設計是拱式橋跨,臺背填土 較高.由于高填土的推力作用和地基嚴重下沉,使橋臺被推壞,拱體損傷,新路旁的老公路被擠移,將一條近10m寬的水溝填塞,路外廠房和民房受損,迫不得已 改變橋型(原拱橋拆掉重建梁橋),增大橋長,降低路堤。

  (3)雖然作了軟土地基處理,但是措施不力,施工不當造成路堤失穩。珠海南屏橋引道, 雖然軟土采用砂并結合分級加裁預壓處理,路堤填土高度7m,南岸砂井施工完成后,僅填土到2.5m高(第一級加載)時就發生破壞,北岸在第三級填土完成時 發生破壞。填土完成也發生破壞。經開挖分析,原因是地質資料不準確,填土速度過快,后加的反壓護道又阻塞了砂墊層的排水通道。最后采取了挖深邊溝排水(挖 邊溝時,原路堤底有大量的水流出),用袋裝砂并(原先的砂并是無袋砂并)和捕土工布進行修復。

  (4)堆料不當,未按規定分層填筑,填土過快, 碾壓不當,造成路堤失穩。新會虎坑、大洞橋的引道,原設計對軟基都作了袋裝砂并結合砂墊層加固處理,由于投資限制,大部分路段的處理被取消。在施工過程 中,有幾處路堤發生滑塌現象,通車后整個路段不均勻沉降明顯。主要原因是堆料不當,未按規定分層填筑,也未作施工觀測,填土過快,碾壓不當。其填料采用開 山石渣土,其中合有大塊石,運料沒有做到均勻卸土,合理分層,而是堆成厚層用強振碾壓,使強度很低、靈敏度很高的軟土地基受到破壞。末作加固處理但按規定 施工的路段,雖然后來沉降較大,但沒有發生破壞。

  (5)擾動"硬殼層"或填筑不當,使"硬殼層"遭受破壞,導致路堤失穩。軟土地基上往往有一 層強度比軟土高的土層,被稱為"硬殼層"。"硬殼層"可以起到承重和擴散應力作用,利用好"硬殼層"對于減少工程投資是有意義的。有的地區甚至認為,有" 硬殼層"存在的軟土地基,寧可不作軟土地基特殊處理,充分利用"硬殼層"的擴散應力作用,采取預壓措施,以保持填筑路堤的穩定。但若對"硬殼層"的勘察、 利用工作做得不好,則達不到頂預想的效果。

  (6)由于臺背填土使地基對結構物產生負摩阻力和縱向推擠作用,引起橋臺發生變位以至損壞。在軟土 地基上的橋臺,基礎不論是用支承樁或是摩擦樁,由于臺背填土引起軟土層發生較大的沉降,對橋臺及樁基礎產生縱向推擠向河中方向和負摩擦力作用,輕則使橋臺 發生位移或下沉,重則損壞橋臺危及橋墩,這種現象尤以輕型橋臺為甚。此類現象出現不少給工程的進展和完工后的使用帶來不利影響。主要問題是:臺背填土引起 橋臺向橋跨方向發生水平變位;先做橋臺,后做錐坡及臺背填土;錐坡沒有按設計圖紙做足,臺背填土時把輕型橋臺推壞;由于負摩擦力作用,引起橋臺下沉。

  處理方法

  目前,在公路工程中處理軟土地基主要采用以下幾種方法:

  堆載預壓法

   該法是在工程建設之前用大于或等于設計荷載的填土荷載,促使地基提前固結沉降以提高地基的強度,減少工后沉降。當強度指標達到設計要求數值后,卸去荷 載,修筑道路路面。經過堆壓預處理后,地基一般不會再產生大的固結沉降。利用路堤填土作為堆載,成本較低。施工填筑時宜采用分層分級施加荷載,以控制加荷 速率,避免地基發生剪切破壞,達到地基強度慢慢提高的效果。該法原理較成熟,施工簡單,不需要特殊的施工機械和材料。由于該地區軟土固結系數小,故軟土的 排水固結時間較長,因此工期較長。如施工時間允許,可單獨使用;如工期緊,可結合其它方法一起使用。

  真空預壓法

  真空預壓法是在需 要加固的軟土地基內設置砂井或塑料排水板,然后在地面鋪設砂墊層,其上覆蓋不透氣的密封膜使其與大氣隔絕,通過埋設于砂墊層中的吸水管道,用真空裝置進行 抽氣,將膜內空氣排出,因而在膜內外產生氣壓差,氣壓差即轉變成作用于地基上的荷載,地基不會產生剪切破壞,這對軟土地基是有利的。該方法不需要堆載,省 去了加載和卸荷工序,縮短了預壓時間,省去了大量堆載材料,所使用的設備及施工工藝均比較簡單,無需大量的大型設備,便于大面積施工。

  反壓護道法

   該法是指在道路主路堤兩側,填筑一定寬度和高度的護道,以期達到路堤穩定的一種方法,它主要是起抗滑的平衡作用,使得抗滑力矩能克服滑動力矩。其高度一 般為路堤填土高度的1/3~1/2。這種方法處理軟土地基,對解決路基穩定是有效的。該法不需控制填土速率,可以機械化快速完成路基填筑,但利用該法處理 地基,土方量大、占用土地多。

  水泥土攪拌樁法

  水泥土攪拌樁是膠結法處理軟土地基的一種,它利用水泥或石灰等材料作為固化劑的主 劑,通過特制的深層攪拌機械,在地基深處將軟土和固化劑(漿液或粉體)強制攪拌,利用固化劑與軟土之間所產生的一系列物理、化學反應,使軟土固結成具有整 體性、水穩定性和一定強度的地基,以達到提高地基承載力、減少地基沉降量的目的。其地基應視為復合地基,樁土共同承擔荷載。它具有施工速度快,設備輕便, 便于移動,方法容易掌握,處理深度較大等優點。

  換填墊層法

  當軟弱土層厚度不很大時,可將路基面以下處理范圍內的軟弱土層部分或全 部挖除,然后換填強度較大的土或其它穩定性能好、無侵蝕性的材料(通常是滲水性好的礫料)稱為換填或墊層法。此法處理的經濟實用高度一般為2~3m,如果 軟弱土層厚度過大,則采用換填法會增加棄方與取土方量而增大工程成本。考試大公路監理師

  強夯法

  對于孔隙較大的地基及含水量在一定 范圍內的軟弱粘性土地基,可采用重錘夯實或強夯。它的基本原理是:土層在巨大的沖擊能作用下,土中產生很大的壓力和沖擊波,致使土體孔隙壓縮,夯擊點周圍 一定深度內產生裂隙良好的排水通道,使土中的孔隙水(氣)順利排出,土體迅速固結。強夯后地基承載力可得到一定的提高,壓縮性可降低 200%~1000%。

  加筋路基法

  對于沉降量不大的路堤,高路堤填土適當采用土工布墊隔,限制了軟基和路基的側向位移,增加了側 向約束,從而降低應力水平,加強了路基剛度與穩定性,提高了路基的水平橫向排水,使荷載均布。采用土工布覆蓋攤鋪,既提高路基剛度,也使邊坡受到維護,有 利于排水,增加地基穩定性。

  此外,在確定地基處理方法時,還要注意節約能源。注意環境保護,避免因為地基處理對地面水和地下水產生污染,避免振動噪音對周圍環境產生不良影響等。

 

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