沿海公路浅滩软地基处理

沿海公路浅滩软地基处理

摘要 为确保道路的使用功能,路基应具有相应的承载力和稳定性。然而在修筑沿海公路的过程中经常会遇到不同类型的软土地基,给工程施工和监理带来一定难度,为更好地解决好软基处理问题,本文重点就滨海高速公路和上高路浅基处理中所使用的处理方法和取得的经验进行论述,以便为将来的沿海公路浅基处理提供好的借鉴和帮助作用。

关键词 沿海公路;浅基处理

0引言

随着高速公路的修建,软基问题越来越突出,已成为影响工程质量,工程周期和工程造价的关键因素之一。因此,加强高速公路软基处理的研究,己经成为影响我国交通事业发展的一个非常重要课题。而浅基处理是目前国内对软土地基处理的经济节约、技术成熟可靠常被首先推用的方法之一。沿海地区浅基处理技术是近年来修建临港公路的控制点和难点,对于保证工程质量、加快工程进度、节约工程造价都有非常重要的意义。

1软基及浅基处理的含义

软基是指含有大量粘土和粉砂土的饱水细颗粒土、大孔隙有机土、泥炭土等的地基。对软土的基本性质,人们己经取得了一些共识,一般认为软土的主要特性为:含水量高达40%~50%,大于液限,孔隙比大于1.0,塑性指数20左右,强度Cu=10~30kPa,压缩系数a=0.5~1.0MPa,固结系数为10-3~10-4cm2/s,灵敏度系数4~8。该类土压缩沉降量大,排水固结慢,地基稳定性差。

浅基处理是指采取软土地基的浅层处理,即对路床处理深度小于5.0m的软土地基,通过单一或综合处理方式,达到提高地基抗剪强度和压缩模量的目的,在上部荷载作用下,确保路基稳定和减小变形,满足工后沉降要求的处理方式。其有两个显著特点:一是处理位置在路床浅层,水文地质和自然条件差异性较深层地基更大,设计计算模式和参数选择可靠性低;二是处理包含内容繁多,处理方式、材料、设备、工艺等选择余地及组合较多。

2近海地区地质环境

由于临近渤海湾,接近现代海岸线,在地质构造单元上属黄骅坳陷西部的南部凹陷,古老基底地层深埋地下,其上覆盖着数百米甚至数千米的新生代地层,对工程有直接影响的主要是表层数十米的近代沉积软土。地处滨海淤泥沉积区,该区成陆历史短,表层属近代沉积的淤泥质软土,由海相沉积和近海河流冲积相互堆积而成,土层分布多由交错层或透镜体形式构成,水平方向岩相变化较大,厚度不一,

垂直方向土质工程特性各异,压缩变形极不均匀,总体而言,属于软土地基,特点是天然含水量大、压缩性高、承载力低、渗透性小,是一种呈软塑到流塑状态的饱合粘性土。

地层特性表现为:表层1~2m为新近沉积的海滩淤泥质软土层,工程性能极差,下面有一层厚度不等呈尖灭状分布的浅黄色粘土层,即平常所说的“硬壳层”,当其结构未被破坏时,具有一定的结构强度,在该地区属于相对密实的持力层,路基清理时应当保留。若一旦被挖除,下面的淤泥质软粘土具有一定的蠕变特性,一经扰动极易变形,路基就失去了可作依托的持力层,其结果是路基沉降变形难以控制。

3浅基处理的主要方法

地基土主要的处理方法有:1) 粘性地基的排水处理法;2) 深层挤密法;3)动力压密法;4)化学加固法;5)改善地基应力和变形条件法;6)加筋法等。

滨海高速及上高路在实际施工中主要采用的方法有:

1)排降水处理

在路基两侧挖排水明沟,并挖设集水井,用水泵将排水明沟汇集的降水及积水及时排出路基外,降低原地基土的含水量,这样有利于原地基下的“硬壳层”板结,形成具有一定强度的板体作为持力层。

2)铺设土工格栅、土工布等土工织物

清淤后沿路基横向铺设土工格栅,在土工格栅上铺设一层防渗土工布,目的是防止粉质粘性土透过土工格栅挤入混渣垫层,造成混渣垫层夹泥,使混渣产生竖向滑动,破坏路基稳定性。另外,土工格栅两侧要有一定富余量,待回填混渣后反包,以增强整体性。混渣回填后务必要整平再铺设一层防渗土工布,使路基填土与原地基之间形成一层密封的保护层,增强路基的整体稳定性。

3)结构物处水泥搅拌桩、高压旋喷桩加固

结构物下用水泥搅拌桩及高压旋喷桩进行加固处理,通过注入化学浆液将土颗粒胶结在一起,通过化学作用或机械搅伴,使其形成复合地基,从而提高其承载力,降低沉降。

4)等载、超载预压

预压荷载分超载、等载与欠载3种类型。超载预压是减少工后沉降的有效方法,对于天然地基及砂井处理地基,应尽可能采用超载或等载预压形式。在滨海高速公路修建时,因工期紧,在冬休期间采用备土等载、超载预压,一般路段采取等载预压,涵洞台背处采取超载预压,春季再反开槽施工。

5)加强沉降观测

按照高速公路工后沉降的控制指标要求:结构物间路堤控制工后沉降为30cm,涵洞处控制工后沉降为20cm,桥头路桥连接段路堤控制工后沉降为10cm。工程中加强沉降观测,也是对浅基处理成效的检验。通过对沉降板的观测结果可以看出,浅基处理成效明显,路基沉降趋于稳定,5~8月份沉降速率为0.45mm/d。

对上高路弯沉检测值汇总、整理和分析:从逐层弯沉代表值变化曲线可知,整体弯沉呈明显下降趋势,至道胎顶达到设计弯沉值。从逐层弯沉均方差变化曲线可以看出,逐层弯沉均方差呈减小趋势,离散性逐渐减小。表明浅基处理取得了较好的效果。

4结论

浅基处理的各种方法均有其针对性、适用范围以及局限性,我国幅员辽阔,各地软土的物理力学性质、化学成分差别很大,因此,必须选择适合于实际情况的浅基处理方法,并将两种或两种以上的方法综合运用,才能取得理想的处治效果。在沿海公路施工中,浅基处理是基础中的基础工作,只有对浅基处理工作精心组织,认真施工操作,严把质量关,才能达到预期目的,从而为保证工程质量打下坚实的基础。

参考文献

[1]李国和,等.高标准铁路软土地基处理方法适宜性探讨[J].路基工程,2002.

[2]《地基处理手册》编委会.地基处理手册.北京:中国建筑 工业出版社,1993.

[3]唐文军.水泥搅拌法加固软弱土层主要影响因素的研究[J].路基工程,2002.