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摘要:路基作为道路工程的主体部分,其施工质量的高低决定着整个公路工程的的质量好坏及其使用寿命。在道路建设发展迅速的新时代,我国的道路施工技术也在不断地提高。本文从路基的不良土质地基成因、特点及处理方法等方面对目前广泛使用的路基施工技术进行总结、阐述并提出相关建议,以期提高道路工程的施工质量。
[关键词]路基 不良土质地基 软土地基 成因 变性特点 处理方法
中图分类号:TU4 文献标识码:A 文章编号:
一、影响地基的几个因素
(1)强度及稳定性。当地基的抗剪强度不足以支撑上部结构的自重及附加荷载时,地基就全产生局部或整体剪切破坏。
(2)压缩及不均匀沉降。当地基由于上部结构的自重及附加荷载作用而产生过大的压缩变形时,特别是超过道路所能允许的不均匀沉降时,则会引起道路开裂,影响道路的正常使用。
(3)地基渗漏量或水力比降超过容许值时,会发生水量损失或因潜蚀和管涌而可能导致路基破坏。
当路基的天然地基存在上述问题时,应采取适当的地基处理措施,以确保道路的安全正常运行。合理的地基处理一定是技术可靠,经济合理,又能满足工程进度的要求。
二、各种不良土质地基的主要破坏形式及病害
(1)淤泥、淤泥质土及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般黏土统称为软土。由淤泥、淤泥质土、水下沉积的饱和软黏土为主组成的软土都具有天然含水率较高、孔隙比大、透水性差、压缩性高、强度低等特点。软土地区路基的主要破坏形式是沉降过大引起路基开裂损坏。在较大的荷载作用下,地基易发生整体剪切、局部剪切或刺入破坏,造成路面沉降和路基失稳;因孔隙水压力过载、剪切变形过大,会造成路基边坡失稳。
(2)湿陷性黄土土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时,一般强度较高,压缩性较小。当在一定压力下受水浸湿,土结构会迅速破坏,产生较大附加下沉,强度迅速降低。主要病害有路基路面发生变形、凹陷、开裂,道路边坡发生崩塌、剥落,道路内部易被水冲蚀成土洞和暗河。
(3)具有吸水膨胀性或失水收缩特性的高液限黏土称为膨胀土,该类土具有较大的塑性指数。在坚硬状态下该土的工程性质较好。但其显著的胀缩特性可使路基发生变形、位移、开裂、隆起等严重的破坏。
(4)冻土分为季节性冻土和多年性冻土两大类。冻土在冻结状态强度较高、压缩性较低。融化后承载力急剧下降,压缩性提高,地基容易产生融沉。而冻土中产生的冻胀对地基不利。一般土颗粒愈细,含水量愈大,土的冻胀和融沉性愈大,反之愈小。
三、软土地基处理方法 为了更好地解决问题,就必须要弄清楚软土地基的变形特点。它主要有三大特点:变形量大;压缩稳定所需的时间长;侧向变形比一般的土体大。
在了解软土的三大特点之后,结合平日的实际施工情况下面重点介绍常用的几种方法的适用范围、施工方法和作用。 1.抛石挤淤 适用范围:路基位于水塘、鱼塘、藕田、泥砂、流砂或不易抽干水或无法挖除淤泥或淤泥较深或水不能自流的地方。 处理方法:在其上面直接抛填大块径不易被水侵泡软化的石块,石块块径控制在50-80cm之间,并在大块石缝隙内填筑20—50cm的不易被水侵软化的小块石,抛填高度控制在常水位以上50cm左右,铺平后,用轮式压路机或拖式压路机振动压实,直到淤泥被挤出路基坡脚外,没有明显的再下沉现象为止;如果抛填深度较深,一定要分层抛填压实,其每层厚度控制在50—80cm,整段处理完后,在其上面铺一层10cm厚的碎石有必要时加铺一层土工格栅,再进行填筑土石方。并把此过程称为路基的原地面处理。 作用:由于抛填了大块径的石块,可将路基底的大部分淤泥挤出,在路基底部形成一个坚硬的骨架结构,并在大石块间填筑了小的石块,通过压路机振动碾压,石块与石块间嵌固的更紧,整体承受荷载的能力增强,对今后承受路堤的整体压力能起到很好的作用。
事例:本单位曾进行过天津市东疆港区道路施工,由于东疆港区大部分原状地貌都是刚吹填造陆不久所形成的。表面层以下存在大范围的淤泥,致使路基压实度无法达到设计要求,而外运土方进行换填又很不经济,经会同业主、监理、设计协商后决定采取抛毛石挤淤的方法。经过施工后的效果观察,达到了预期所期待的效果。2. 敷设盲沟 适用范围:一般水田或淤泥深度在2米以下的稻田或不易自流干水的地方。 作用:通过敷设盲沟,能大大降低土体的水位,能将土体内的大量水分排入盲沟,并通过盲沟排出路基以外,并通过日晒,使土体达到比较干的状态。 盲沟的结构形式有两种:矩形盲沟和梯形盲沟。 处理方法:首先沿公路横向每10米间距用人工或机具挖成矩形沟或梯形沟,对软土层在1.5米以上的采用150╳150cm的盲沟;对软土层在1.5米以下的可根据情况采用其他几种形式。其次,沿公路纵向设置纵向盲沟,其间距控制在10米左右;第三,在挖好的盲沟中填充块径在30—50cm的不易被水泡软化的石块,填满后在其上面铺设10cm的碎石,并在碎石上铺一层土工布,防止盲沟内水上溢,防止土尘下漏,堵塞盲沟,影响排水效果;第四,在上面回填一层土石混和料,摊平壓实直至合格。把此过程称为路基原地面处理。
3.换填软土 适用范围:路堤填方高度小于3米且软土层不厚,一般软土层厚度在1.5米以内的软土地基段。 处理方法:将深度在1.5米以内的软土挖掉运往弃土场堆放或倾倒,然后利用挖方出来的好料或从借土场取来的好料进行分层回填压实直至合格。施工时要特别注意天气的变化,要求每个换填段必须在同一个工作日完成,对面积大或长度长的段落要求必须分段进行换填,否则未完成遇雨将全功尽弃。同样将此过程称为路基的原地面处理。 作用:通过换填好的填方材料,经过压实达到路基基底的承载力要求,能有效承受车辆荷载的作用力和路堤的自重,是最简单的施工方法。
四、其他不良土质路基的处理方法
(1)在湿陷性黄土地区施工应注意采取特殊的加固措施,减轻和消除其湿陷性。处理施工除采用防止地表水下渗的措施外,可根据工程具体情况采取换土法、强夯法、挤密法、预浸法、化学加固法等方法因地制宜进行处理,并采取措施做好路基的防冲、截排、防渗。
(2)膨胀土路基应主要解决的问题是减轻和消除路基胀缩性对路基的危害,可采取的措施包括用灰土桩、水泥桩或用其他无机结合料对膨胀土路基进行加固和改良;也可用开挖换填、堆载预压对路基进行加固。
(3)对于季节性冻土,为了防止路面因路基冻胀发生变形而破坏,在路基施工中应注意以下几点:
1.应尽量减少和防止道路两侧地表水或地下水在冻结前或冻结过程中渗人到路基顶部,可增加路基总高度,使其满足最小填土高度要求。
2.选用不发生冻胀的路面结构材料。
3.对于不满足防冻胀要求的结构,可采用调整结构层的厚度或采用隔温性能好的材料等措施来满足防冻胀要求。
4.为防止不均匀冻胀,防冻层厚度应不低于标准的规定。
结语:每一种不良土质路基处理方法均有其针对性、适用范围以及局限性,必须根据具体条件选择符合设计要求的路基处理方法,才能取得理想的处治效果。对能达到处理效果的方法进行使用阶段技术可靠性、施工难易程度、工程造价、工期、对周围环境影响等方面的综合评比,确定最合理的路基处理方案,并不在于技术的先进与否。今后我们要在施工过程中要认真总结经验,不断摸索出具有针对性的施工方法,这是我们作为一名合格的道路建设人员责无旁贷的责任。
[关键词]路基 不良土质地基 软土地基 成因 变性特点 处理方法
中图分类号:TU4 文献标识码:A 文章编号:
一、影响地基的几个因素
(1)强度及稳定性。当地基的抗剪强度不足以支撑上部结构的自重及附加荷载时,地基就全产生局部或整体剪切破坏。
(2)压缩及不均匀沉降。当地基由于上部结构的自重及附加荷载作用而产生过大的压缩变形时,特别是超过道路所能允许的不均匀沉降时,则会引起道路开裂,影响道路的正常使用。
(3)地基渗漏量或水力比降超过容许值时,会发生水量损失或因潜蚀和管涌而可能导致路基破坏。
当路基的天然地基存在上述问题时,应采取适当的地基处理措施,以确保道路的安全正常运行。合理的地基处理一定是技术可靠,经济合理,又能满足工程进度的要求。
二、各种不良土质地基的主要破坏形式及病害
(1)淤泥、淤泥质土及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般黏土统称为软土。由淤泥、淤泥质土、水下沉积的饱和软黏土为主组成的软土都具有天然含水率较高、孔隙比大、透水性差、压缩性高、强度低等特点。软土地区路基的主要破坏形式是沉降过大引起路基开裂损坏。在较大的荷载作用下,地基易发生整体剪切、局部剪切或刺入破坏,造成路面沉降和路基失稳;因孔隙水压力过载、剪切变形过大,会造成路基边坡失稳。
(2)湿陷性黄土土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时,一般强度较高,压缩性较小。当在一定压力下受水浸湿,土结构会迅速破坏,产生较大附加下沉,强度迅速降低。主要病害有路基路面发生变形、凹陷、开裂,道路边坡发生崩塌、剥落,道路内部易被水冲蚀成土洞和暗河。
(3)具有吸水膨胀性或失水收缩特性的高液限黏土称为膨胀土,该类土具有较大的塑性指数。在坚硬状态下该土的工程性质较好。但其显著的胀缩特性可使路基发生变形、位移、开裂、隆起等严重的破坏。
(4)冻土分为季节性冻土和多年性冻土两大类。冻土在冻结状态强度较高、压缩性较低。融化后承载力急剧下降,压缩性提高,地基容易产生融沉。而冻土中产生的冻胀对地基不利。一般土颗粒愈细,含水量愈大,土的冻胀和融沉性愈大,反之愈小。
三、软土地基处理方法 为了更好地解决问题,就必须要弄清楚软土地基的变形特点。它主要有三大特点:变形量大;压缩稳定所需的时间长;侧向变形比一般的土体大。
在了解软土的三大特点之后,结合平日的实际施工情况下面重点介绍常用的几种方法的适用范围、施工方法和作用。 1.抛石挤淤 适用范围:路基位于水塘、鱼塘、藕田、泥砂、流砂或不易抽干水或无法挖除淤泥或淤泥较深或水不能自流的地方。 处理方法:在其上面直接抛填大块径不易被水侵泡软化的石块,石块块径控制在50-80cm之间,并在大块石缝隙内填筑20—50cm的不易被水侵软化的小块石,抛填高度控制在常水位以上50cm左右,铺平后,用轮式压路机或拖式压路机振动压实,直到淤泥被挤出路基坡脚外,没有明显的再下沉现象为止;如果抛填深度较深,一定要分层抛填压实,其每层厚度控制在50—80cm,整段处理完后,在其上面铺一层10cm厚的碎石有必要时加铺一层土工格栅,再进行填筑土石方。并把此过程称为路基的原地面处理。 作用:由于抛填了大块径的石块,可将路基底的大部分淤泥挤出,在路基底部形成一个坚硬的骨架结构,并在大石块间填筑了小的石块,通过压路机振动碾压,石块与石块间嵌固的更紧,整体承受荷载的能力增强,对今后承受路堤的整体压力能起到很好的作用。
事例:本单位曾进行过天津市东疆港区道路施工,由于东疆港区大部分原状地貌都是刚吹填造陆不久所形成的。表面层以下存在大范围的淤泥,致使路基压实度无法达到设计要求,而外运土方进行换填又很不经济,经会同业主、监理、设计协商后决定采取抛毛石挤淤的方法。经过施工后的效果观察,达到了预期所期待的效果。2. 敷设盲沟 适用范围:一般水田或淤泥深度在2米以下的稻田或不易自流干水的地方。 作用:通过敷设盲沟,能大大降低土体的水位,能将土体内的大量水分排入盲沟,并通过盲沟排出路基以外,并通过日晒,使土体达到比较干的状态。 盲沟的结构形式有两种:矩形盲沟和梯形盲沟。 处理方法:首先沿公路横向每10米间距用人工或机具挖成矩形沟或梯形沟,对软土层在1.5米以上的采用150╳150cm的盲沟;对软土层在1.5米以下的可根据情况采用其他几种形式。其次,沿公路纵向设置纵向盲沟,其间距控制在10米左右;第三,在挖好的盲沟中填充块径在30—50cm的不易被水泡软化的石块,填满后在其上面铺设10cm的碎石,并在碎石上铺一层土工布,防止盲沟内水上溢,防止土尘下漏,堵塞盲沟,影响排水效果;第四,在上面回填一层土石混和料,摊平壓实直至合格。把此过程称为路基原地面处理。
3.换填软土 适用范围:路堤填方高度小于3米且软土层不厚,一般软土层厚度在1.5米以内的软土地基段。 处理方法:将深度在1.5米以内的软土挖掉运往弃土场堆放或倾倒,然后利用挖方出来的好料或从借土场取来的好料进行分层回填压实直至合格。施工时要特别注意天气的变化,要求每个换填段必须在同一个工作日完成,对面积大或长度长的段落要求必须分段进行换填,否则未完成遇雨将全功尽弃。同样将此过程称为路基的原地面处理。 作用:通过换填好的填方材料,经过压实达到路基基底的承载力要求,能有效承受车辆荷载的作用力和路堤的自重,是最简单的施工方法。
四、其他不良土质路基的处理方法
(1)在湿陷性黄土地区施工应注意采取特殊的加固措施,减轻和消除其湿陷性。处理施工除采用防止地表水下渗的措施外,可根据工程具体情况采取换土法、强夯法、挤密法、预浸法、化学加固法等方法因地制宜进行处理,并采取措施做好路基的防冲、截排、防渗。
(2)膨胀土路基应主要解决的问题是减轻和消除路基胀缩性对路基的危害,可采取的措施包括用灰土桩、水泥桩或用其他无机结合料对膨胀土路基进行加固和改良;也可用开挖换填、堆载预压对路基进行加固。
(3)对于季节性冻土,为了防止路面因路基冻胀发生变形而破坏,在路基施工中应注意以下几点:
1.应尽量减少和防止道路两侧地表水或地下水在冻结前或冻结过程中渗人到路基顶部,可增加路基总高度,使其满足最小填土高度要求。
2.选用不发生冻胀的路面结构材料。
3.对于不满足防冻胀要求的结构,可采用调整结构层的厚度或采用隔温性能好的材料等措施来满足防冻胀要求。
4.为防止不均匀冻胀,防冻层厚度应不低于标准的规定。
结语:每一种不良土质路基处理方法均有其针对性、适用范围以及局限性,必须根据具体条件选择符合设计要求的路基处理方法,才能取得理想的处治效果。对能达到处理效果的方法进行使用阶段技术可靠性、施工难易程度、工程造价、工期、对周围环境影响等方面的综合评比,确定最合理的路基处理方案,并不在于技术的先进与否。今后我们要在施工过程中要认真总结经验,不断摸索出具有针对性的施工方法,这是我们作为一名合格的道路建设人员责无旁贷的责任。