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談道路改造中軟土地基的處理方法

時(shí)間:2024-06-30 11:06:43 理工畢業(yè)論文 我要投稿
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談道路改造中軟土地基的處理方法

摘要:在道路設(shè)計(jì)過程中,不可避免會(huì)遇到軟土地基的處理問題。文章介紹了軟土路基的成因、判別、處理方法比選和優(yōu)化、施工工藝,探討了軟土路基處理應(yīng)遵循的原則和要求。

關(guān)鍵詞:道路改造;軟土路基;處理方法   
  
  一、軟土路基成因
  路基強(qiáng)度及穩(wěn)定性與路基干濕狀態(tài)密切相關(guān)。路基干濕狀態(tài)是由土中含水量的高低決定的,而含水量的高低取決于各種濕源的作用和延續(xù)時(shí)間。由于路面寬、路基低、排水設(shè)施不全或失效,使得雨水和生活污水向路基內(nèi)滲透、地下水位升高,路基長期處于潮濕狀態(tài),加上土的水穩(wěn)定性差等原因,導(dǎo)致路基軟化。
  
  二、軟土路基判別
 。ㄒ唬y(cè)定方法
   所謂軟土,比規(guī)范[1]中的定義廣泛,包括強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的濕粘土。對(duì)軟土路基的測(cè)定可以采用彎沉測(cè)定:
  將相對(duì)完好的砼板塊逐一編號(hào)。采用兩臺(tái)5.4m貝克曼梁及一臺(tái)BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)車,按每車道雙向往返檢測(cè)。選取位于橫縫、斷縫附近的板角等荷載最不利位置作為檢測(cè)點(diǎn),測(cè)點(diǎn)分主點(diǎn)(受荷板)、副點(diǎn)(未受荷板),主點(diǎn)位于板橫縫前10cm,副點(diǎn)在橫縫后10cm,分別測(cè)定主點(diǎn)彎沉和副點(diǎn)彎沉。 [2]
  在非不利季節(jié)檢測(cè)時(shí), 彎沉值根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行季節(jié)影響修正。實(shí)際取其系數(shù)=1.1~1.2。
 。ǘ┡袆e方法
  平均彎沉值反映了原結(jié)構(gòu)的承載能力,而彎沉差則反映了加鋪后瀝青路面反射裂縫出現(xiàn)的機(jī)率和嚴(yán)重程度。造成原結(jié)構(gòu)承載力不足的原因有板底脫空、基層強(qiáng)度低和軟土路基。采用排除法通過值來判別軟土路基。當(dāng)45≥≥20時(shí),進(jìn)行壓漿處理;>45時(shí),先將砼板打裂壓實(shí),使其與基層緊密結(jié)合;再次檢測(cè),仍然有>45,表明基層強(qiáng)度嚴(yán)重不足或有軟土路基;挖除路面結(jié)構(gòu)后,通過路基頂面彎沉的檢測(cè),或者通過路基土的干密度、天然含水量綜合判定。
  
  三、軟土路基處理方法的比選和優(yōu)化
 。ㄒ唬┳鲆粋(gè)模擬軟土路基方案其具體條件和基本要求
  1.公路自然區(qū)劃為Ⅳ3,路基干濕類型為潮濕,但不加高路基,不增設(shè)地下排水設(shè)施,只對(duì)地面排水設(shè)施進(jìn)行修復(fù);
  2.軟土路基處理最小面積=4.2×5.0m,即一塊砼板的面積,屬于局部軟土路基;
  3.大部分軟土路基為稠度=0.5~0.9的濕粘土,不易破碎晾干;
  4.軟土路基深度<2m,其中上部為路基工作區(qū),對(duì)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求高;
  5.軟土路基處理不能對(duì)原路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性帶來不利影響,處理后應(yīng)達(dá)到強(qiáng)度與原路基基本一致、工后沉降為零、水穩(wěn)定性好的要求;
  6.雨季施工,行車干擾大,工期三個(gè)月。
 。ǘ┍冗x
  軟土路基處理方法按處理深度分為淺層處理和深層處理。淺層處理的深度≤3m,因此擬處理的軟土路基屬于淺層處理的范圍。
  淺層處理施工工藝簡(jiǎn)單,投資少,是施工中經(jīng)常采用的方法。淺層處理一般有換填法、晾曬法、墊層法、動(dòng)力固結(jié)法、加筋法、灌漿法、排石擠淤法和爆炸排淤法。
  分析后認(rèn)為,晾曬法等七種方法不符合上述條件或要求。換填法通常用于軟土路基分布范圍較小,深度≤2m的情況,換填料可視具體情況用砂、砂礫、改良土或其他適宜材料,因此初步?jīng)Q定采用開挖換填法處理。
 。ㄈ﹥(yōu)化
  原路基為粘土填筑,若采用砂、砂礫等材料換填,雖然保證了自身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,但此類材料具有透水性,其內(nèi)部的干濕變化,會(huì)引起四周路基土的軟化或二次固結(jié),導(dǎo)致路面的不均勻沉降等病害。若采用風(fēng)化石換填,存在著風(fēng)化石粒徑、強(qiáng)度、土石比例的問題,粒徑大、強(qiáng)度低、石含量多,施工時(shí)不易壓碎壓實(shí),除存在與透水性材料相同的問題以外,其自身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性也難以保證。若采用粘土換填,由于施工面小、地下管線多,填土難以壓實(shí),浸水后自身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性同樣無法保證。
  土經(jīng)改良后不但強(qiáng)度提高,還能呈現(xiàn)出板體性和一定的水穩(wěn)定性,彌補(bǔ)了上述材料的不足。為使換填部分的物理力學(xué)性質(zhì)與原路基基本一致,選用了與原路基土質(zhì)相近,<40%,<18,含水量適宜的低液限粘土(CL)進(jìn)行改良。
  改良土常用的改良劑有石灰和水泥,由于水泥改良土工序少、早期強(qiáng)度高,適用于春融期、多雨季節(jié)、地下水位高、工期緊迫地段。最后確定采用水泥改良土換填的處理方法。
  
  四、軟土路基施工工藝
  (一)換填深度
  開挖過程中可以觀測(cè)到,隨著深度的增加,坑壁四周路基土的密實(shí)度逐漸降低,含水量逐漸增大,上部1.0~1.2m范圍內(nèi)的密實(shí)度高含水量小,并且有明顯的分界線。表明路基工作區(qū)深度為1.0~1.2m。
 當(dāng)軟土路基較薄,有硬底時(shí),清除后直接換填。當(dāng)軟土路基較厚,應(yīng)挖到坑底土與四周路基相同土層的密實(shí)度一致時(shí)的深度,一般為1.0~1.2m;當(dāng)坑底土過濕時(shí),下挖到保證上部回填壓實(shí)時(shí)不出現(xiàn)“彈簧”的深度,一般為0.4~0.5m,總的換填深度=1.4~1.7m。
 。ǘ┧鄵搅
  換填土的強(qiáng)度過高或過低,都會(huì)使其內(nèi)部及四周結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力和變形,造成路面病害,因此應(yīng)與原路基保持基本一致。
  由于難以準(zhǔn)確檢測(cè)原路基土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度,水泥摻量無法按常規(guī)試驗(yàn)確定。路基的回彈模量不但是路面設(shè)計(jì)的基本參數(shù),更是衡量路基質(zhì)量的基本指標(biāo),并且設(shè)計(jì)值已知,因此水泥摻量通過回彈模量室內(nèi)試驗(yàn)確定。由路基設(shè)計(jì)彎沉值=200,計(jì)算出路基回彈模量設(shè)計(jì)值=47MPa,再根據(jù)公式[3]反算得到室內(nèi)試驗(yàn)回彈模量標(biāo)準(zhǔn)值=135MPa。水泥摻量不宜小于3%,實(shí)際控制在3~4%,否則難以拌和均勻。為提高下部改良土的早期強(qiáng)度,使上部工作區(qū)能盡早換填,上下部采用相同的水泥摻量。
 。ㄈ〾簩(shí)
  壓實(shí)功愈大、分層愈多愈容易出現(xiàn)彈簧。由于對(duì)工作區(qū)以下密實(shí)度的要求相對(duì)較低,故采用挖掘機(jī)鏟斗擊打配合雙向振動(dòng)平板(工作重量123kg)壓實(shí)。待具有一定強(qiáng)度后再進(jìn)行工作區(qū)范圍內(nèi)的換填,盡可能采用膠輪壓路機(jī)碾壓,邊角用雙向振動(dòng)平板壓實(shí),壓實(shí)度≥95%。
  
  五、結(jié)語
  1. 與瀝青路面的承載能力檢測(cè)不同,水泥砼路面的檢測(cè)有主、副點(diǎn)之分,必須配備兩臺(tái)貝克曼梁。用一臺(tái)貝克曼梁只能檢測(cè)出、,混淆與、與兩者的概念會(huì)造成誤判。采用雙向往返法檢測(cè),貝克曼梁的支點(diǎn)和主測(cè)點(diǎn)不在同一塊砼板上,消除了支點(diǎn)變形對(duì)測(cè)點(diǎn)彎沉值的影響;測(cè)完后檢測(cè)車駛離受荷板,消除了后軸落點(diǎn)對(duì)主點(diǎn)彎沉值的影響。貝克曼梁法檢測(cè)的是回彈彎沉,自動(dòng)彎沉儀法檢測(cè)的是總

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