小议公路软弱地基处理方法和适用条件

陈建斌

摘要:随着公路建设的迅猛发展,软基修建高速公路工程越来越多。因此对软土路基处理问题已成为影响工程造价和道路使用质量的突出问题。本文通过对公路软弱地基相关概念论述,提出了公路软弱地基处理方法及处理时的相关适用条件。

Abstract: With the fast development of the road construction, the highway construction on the weak ground is becoming more and more. Thus the treatment methods of the weak ground have become important problems that affect the project cost and the quality. The thesis illustrates the definitions of the weak ground, and proposes the treatment methods and the related applicable conditions.

关键词:公路软弱地基;处理方法;压缩性;渗透性;沉降

Key words: highway weak ground; treatment method; compressibility; permeability; settlement

中图分类号:U416 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0253-01

1公路软弱地基相关概念论述

1.1 软弱地基的概念

软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。它是指基本上未受过地形及地质变动;未受过荷载及地震动力等物理作用或土颗粒间的化学作用的软粘土、有机质土、饱和松砂和淤泥质土等地层构成的地基。

1.2 软弱地基处理的概念

随着我国国民经济的飞速发展,在软土地基上修建公路的数量越来越多。对软土地基进行处理,已引起设计、施工和管理人员的高度重视,近年来工程实践已积累了大量的第一手资料。人们对软土的种类及其性质有了比较统一的认识,根据公路地基软土的不同特征、分布情况和地理环境等因素,可采用一种或两种以上的软土地基处理方法。

1.3 软弱地基处理的目的

建造公路与桥梁等构造物时需解决的地基问题,概括地说,包括以下四个方面:

(1)强度及稳定性问题。当地基的抗剪强度不足以支撑上部结构的自重及外部荷载时,地基就会产生局部或整体剪切破坏。它会影响公路的正常使用,甚至会引起构造物的开裂或破坏。(2)压缩及不均匀沉降问题。当地基在上部结构的自重或外部荷载的作用下产生过大的变形时,会影响公路的正常使用,特别是当超过公路等构造物所能允许的不均匀沉降时,构造物可能开裂破坏。沉降量较大时,不均匀沉降往往也较大。湿陷性黄土遇水而发生剧烈的变形就属于这一类。(3)渗漏问题。地基的渗漏量或水力梯度超过允许值时,会发生水量损失,或因潜蚀和管涌而可能导致公路与桥梁等构造物的失稳。(4)液化问题。地震、机器、车辆的振动以及波浪作用和爆破等动力荷载可能引起地基土,特别是饱和无粘性土的液化、失稳和震陷等危害。这类地基问题也可能分别概括于上述稳定和变形问题中,是由于动力荷载引起的。

2公路软弱地基处理方法

软弱地基处理有许多种不同的方法。例如:按处理效果可分为临时处理和永久处理;按处理深度可分为浅层处理和深层处理;按处理对象土性划分为砂性土处理和粘性土处理,饱和土处理和非饱和土处理;按处理的方式又可分为化学处理和物理处理等。一般按照地基处理机理进行分类。

3选择处理方法时考虑的条件

3.1 地基条件

(1)砂质地基。(2)粘土质地基。

3.2 地基构成条件

(1)软土层的厚度。(2)夹有排水层(砂层)的软土层,厚度较薄(3-4米)的情况,缩短固结排水距离,加速沉降,能充分获得由固结产生时的附加强度,所以不必采用竖向排水井或砂子加实桩,仅作表层处理或填土预压即可。即使厚度仅有5cm左右的砂层也有排水效果,不可忽视。(3)软土层厚又无排水层(砂层)的情况,用竖向排水井作沉降处理。(4)砂层在浅层,其上有厚的堆积(4米以上)的软弱粘性土层的情况,仅需作沉降处理,方法为坚向排水井、填土预压等。

3.3 道路条件

所谓道路条件是指道路性质(行驶速度和交通量)、道路几何形状(填土宽度和高度)及道路位置(一般位置还是与构造物连接处)等。

3.4 施工条件

材料采集的难易程度及其经济性是选定软基处理方法时必须考虑的,特别应研讨与材料关系密切的下列几种施工方法:

(1)砂垫层法。(2)挖掘置换法。(3)反压护道。增加必要的填土土源和占地。(4)填土预压法。所需加载填土材料的采集和卸载过后的搬走。(5)竖向排水井法。当用砂困难时,常采用塑料板替代砂桩。(6)灰桩法。相对而言单价较高,运距长时更影响造价。

3.5 要保证施工机械在工地上有足够的工作面。

3.6 施工深度。换土的合适深度,用人工挖掘时为3米,用填土自重强制置换和爆破强制置换时为7-10米。超过上述深度,一般不宜使用。竖向排水法、砂桩法等的施工深度为20-40米,超过这一深度进行改良则不经济。

3.7 对周围环境的影响。施工时的振动噪声、四周地基的扰动、地下水的变化、排出的污泥水,或因使用药液对地下水的污染等,在选定方法时应进行充分深入的研究。

4结论

软弱地基处理的重要意义

地基与建筑物的关系非常密切。据调查统计,世界各国在土木、水利、交通等类工程事故中,地基问题常常是主要原因。

地基虽不是建筑物本身的一部分,但它在建筑中占有十分重要的地位。地基问题的处理恰当与否,不仅直接影响建筑物的造价,而且直接影响建筑物的安危,即它关系到整个工程的质量、投资和进度,因此其重要性已愈来愈多地被人们所认识。

我国地域辽阔,从沿海到内地,由山区到平原,分布着多种多样的地基土,其抗剪强度、压缩性以及透水性等因土的种类不同而可能有很大差别。各种地基土中,不少为软弱土和不良土。随着我国经济建设的迅速发展,不仅事先要选择在地质条件良好的场地上进行建设,而且有时也不得不在地质条件不良的地基上进行修建;另外,随着科学技术的日新月异,结构物的荷载日益增大,对变形的要求越来越严,我们不仅要善于针对不同的地质条件、不同的结构物选定最合适的基础型式、尺寸和布置方案外,更善于选取最恰当的地基处理方法,不断推广和发展各种地基处理技术。提高地基处理水平对加快基本建设速度、节约基本建设投资具有重大意义。

参考文献:

[1]窦宜,等.自重应力作用下饱和粘土的固结变形特性[J].岩土工程学报,2006.