小議公路軟弱地基處理方法和適用條件

陳建斌

摘要:隨著公路建設(shè)的迅猛發(fā)展,軟基修建高速公路工程越來(lái)越多。因此對(duì)軟土路基處理問(wèn)題已成為影響工程造價(jià)和道路使用質(zhì)量的突出問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)公路軟弱地基相關(guān)概念論述,提出了公路軟弱地基處理方法及處理時(shí)的相關(guān)適用條件。

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.

關(guān)鍵詞:公路軟弱地基;處理方法;壓縮性;滲透性;沉降

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

中圖分類(lèi)號(hào):U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)04-0253-01

1公路軟弱地基相關(guān)概念論述

1.1 軟弱地基的概念

軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構(gòu)成的地基。它是指基本上未受過(guò)地形及地質(zhì)變動(dòng);未受過(guò)荷載及地震動(dòng)力等物理作用或土顆粒間的化學(xué)作用的軟粘土、有機(jī)質(zhì)土、飽和松砂和淤泥質(zhì)土等地層構(gòu)成的地基。

1.2 軟弱地基處理的概念

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,在軟土地基上修建公路的數(shù)量越來(lái)越多。對(duì)軟土地基進(jìn)行處理,已引起設(shè)計(jì)、施工和管理人員的高度重視,近年來(lái)工程實(shí)踐已積累了大量的第一手資料。人們對(duì)軟土的種類(lèi)及其性質(zhì)有了比較統(tǒng)一的認(rèn)識(shí),根據(jù)公路地基軟土的不同特征、分布情況和地理環(huán)境等因素,可采用一種或兩種以上的軟土地基處理方法。

1.3 軟弱地基處理的目的

建造公路與橋梁等構(gòu)造物時(shí)需解決的地基問(wèn)題,概括地說(shuō),包括以下四個(gè)方面:

(1)強(qiáng)度及穩(wěn)定性問(wèn)題。當(dāng)?shù)鼗目辜魪?qiáng)度不足以支撐上部結(jié)構(gòu)的自重及外部荷載時(shí),地基就會(huì)產(chǎn)生局部或整體剪切破壞。它會(huì)影響公路的正常使用,甚至?xí)饦?gòu)造物的開(kāi)裂或破壞。(2)壓縮及不均勻沉降問(wèn)題。當(dāng)?shù)鼗谏喜拷Y(jié)構(gòu)的自重或外部荷載的作用下產(chǎn)生過(guò)大的變形時(shí),會(huì)影響公路的正常使用,特別是當(dāng)超過(guò)公路等構(gòu)造物所能允許的不均勻沉降時(shí),構(gòu)造物可能開(kāi)裂破壞。沉降量較大時(shí),不均勻沉降往往也較大。濕陷性黃土遇水而發(fā)生劇烈的變形就屬于這一類(lèi)。(3)滲漏問(wèn)題。地基的滲漏量或水力梯度超過(guò)允許值時(shí),會(huì)發(fā)生水量損失,或因潛蝕和管涌而可能導(dǎo)致公路與橋梁等構(gòu)造物的失穩(wěn)。(4)液化問(wèn)題。地震、機(jī)器、車(chē)輛的振動(dòng)以及波浪作用和爆破等動(dòng)力荷載可能引起地基土,特別是飽和無(wú)粘性土的液化、失穩(wěn)和震陷等危害。這類(lèi)地基問(wèn)題也可能分別概括于上述穩(wěn)定和變形問(wèn)題中,是由于動(dòng)力荷載引起的。

2公路軟弱地基處理方法

軟弱地基處理有許多種不同的方法。例如:按處理效果可分為臨時(shí)處理和永久處理;按處理深度可分為淺層處理和深層處理;按處理對(duì)象土性劃分為砂性土處理和粘性土處理,飽和土處理和非飽和土處理;按處理的方式又可分為化學(xué)處理和物理處理等。一般按照地基處理機(jī)理進(jìn)行分類(lèi)。

3選擇處理方法時(shí)考慮的條件

3.1 地基條件

(1)砂質(zhì)地基。(2)粘土質(zhì)地基。

3.2 地基構(gòu)成條件

(1)軟土層的厚度。(2)夾有排水層(砂層)的軟土層,厚度較薄(3-4米)的情況,縮短固結(jié)排水距離,加速沉降,能充分獲得由固結(jié)產(chǎn)生時(shí)的附加強(qiáng)度,所以不必采用豎向排水井或砂子加實(shí)樁,僅作表層處理或填土預(yù)壓即可。即使厚度僅有5cm左右的砂層也有排水效果,不可忽視。(3)軟土層厚又無(wú)排水層(砂層)的情況,用豎向排水井作沉降處理。(4)砂層在淺層,其上有厚的堆積(4米以上)的軟弱粘性土層的情況,僅需作沉降處理,方法為堅(jiān)向排水井、填土預(yù)壓等。

3.3 道路條件

所謂道路條件是指道路性質(zhì)(行駛速度和交通量)、道路幾何形狀(填土寬度和高度)及道路位置(一般位置還是與構(gòu)造物連接處)等。

3.4 施工條件

材料采集的難易程度及其經(jīng)濟(jì)性是選定軟基處理方法時(shí)必須考慮的,特別應(yīng)研討與材料關(guān)系密切的下列幾種施工方法:

(1)砂墊層法。(2)挖掘置換法。(3)反壓護(hù)道。增加必要的填土土源和占地。(4)填土預(yù)壓法。所需加載填土材料的采集和卸載過(guò)后的搬走。(5)豎向排水井法。當(dāng)用砂困難時(shí),常采用塑料板替代砂樁。(6)灰樁法。相對(duì)而言單價(jià)較高,運(yùn)距長(zhǎng)時(shí)更影響造價(jià)。

3.5 要保證施工機(jī)械在工地上有足夠的工作面。

3.6 施工深度。換土的合適深度,用人工挖掘時(shí)為3米,用填土自重強(qiáng)制置換和爆破強(qiáng)制置換時(shí)為7-10米。超過(guò)上述深度,一般不宜使用。豎向排水法、砂樁法等的施工深度為20-40米,超過(guò)這一深度進(jìn)行改良則不經(jīng)濟(jì)。

3.7 對(duì)周?chē)h(huán)境的影響。施工時(shí)的振動(dòng)噪聲、四周地基的擾動(dòng)、地下水的變化、排出的污泥水,或因使用藥液對(duì)地下水的污染等,在選定方法時(shí)應(yīng)進(jìn)行充分深入的研究。

4結(jié)論

軟弱地基處理的重要意義

地基與建筑物的關(guān)系非常密切。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì),世界各國(guó)在土木、水利、交通等類(lèi)工程事故中,地基問(wèn)題常常是主要原因。

地基雖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。地基問(wèn)題的處理恰當(dāng)與否,不僅直接影響建筑物的造價(jià),而且直接影響建筑物的安危,即它關(guān)系到整個(gè)工程的質(zhì)量、投資和進(jìn)度,因此其重要性已愈來(lái)愈多地被人們所認(rèn)識(shí)。

我國(guó)地域遼闊,從沿海到內(nèi)地,由山區(qū)到平原,分布著多種多樣的地基土,其抗剪強(qiáng)度、壓縮性以及透水性等因土的種類(lèi)不同而可能有很大差別。各種地基土中,不少為軟弱土和不良土。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展,不僅事先要選擇在地質(zhì)條件良好的場(chǎng)地上進(jìn)行建設(shè),而且有時(shí)也不得不在地質(zhì)條件不良的地基上進(jìn)行修建;另外,隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異,結(jié)構(gòu)物的荷載日益增大,對(duì)變形的要求越來(lái)越嚴(yán),我們不僅要善于針對(duì)不同的地質(zhì)條件、不同的結(jié)構(gòu)物選定最合適的基礎(chǔ)型式、尺寸和布置方案外,更善于選取最恰當(dāng)?shù)牡鼗幚矸椒?不斷推廣和發(fā)展各種地基處理技術(shù)。提高地基處理水平對(duì)加快基本建設(shè)速度、節(jié)約基本建設(shè)投資具有重大意義。

參考文獻(xiàn):

[1]竇宜,等.自重應(yīng)力作用下飽和粘土的固結(jié)變形特性[J].巖土工程學(xué)報(bào),2006.