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标题 关于城市道路设计中对地基处理的技术应用
范文

    薛俊宽

    

    摘 要:本文以工程设计为例,通过对强夯法,换土垫层法,预浸水法,化学加固法等几种常见软基处理方法进行论述,本着经济合理可靠的原则对湿陷性黄土与潮湿路基进行方案比选。

    关键词:地基处理;湿陷性黄土;潮湿路基;设计

    文章编号:2095-4085(2020)04-0042-02

    太原位于山西省境中央,华北地区黄河流域中部。东,西,北三面环山,中,南部为河谷平原,整个地形北高南低呈簸箕形。山西综改示范区位于太原市区南部,汾河东岸,晋中盆地北端。

    1 工程概况

    在工程设计过程中,以山西转型综改示范区汾河东岸地质情况为依据,结合道路等级,规模,内容等情况对地基进行处理并加以整理。本文以化章街工程为实例进行论述。

    1.1 地质条件

    根据勘探地层情况,场地土在勘探深度内主要由新近沉积的填土与粉土,粉质粘土和砂类土等构成。现将岩土构成与工程特性叙述如下。

    第①层,杂填土(Q2ml4)。

    杂色,主要由砖块、碎石等建筑,生活垃圾组成,以粉土,粉质黏土填充,结构松散,为近年堆填,呈欠固结状态,均匀性差。

    第①1层,素填土(Q2ml4)。

    褐黄色,表层为耕土,岩性由粉土组成,含云母,

    氧化铁铝,煤屑,砖屑,植物根系等,摇振反应中等,韧性低,干强度低,具中压缩性,均匀性差。堆填时间2年~3年。

    第②层,黄土状粉土(Q1al+pl4)

    褐黄色,湿,稍密~中密,含云母,氧化铁铝,煤屑等,夹大量粉质黏土薄层,软塑状态,摇振反应迅速,韧性低,干强度低,具高~中压缩性。

    第③层,粉土(Q1al+pl4)。

    褐黄色~褐灰色,湿,稍密~中密,含云母、氧化铁铝,煤屑等,夹大量粉质黏土薄层及粉细砂层,摇振反应中等,韧性低,干强度低,具中压缩性,属黏质粉土。

    第④层,粉质黏土(Q1al+pl4)。

    褐黄~褐灰色,含云母、氧化铁铝、煤屑等,夹有粉土、粉细砂薄层,可塑~硬塑状态,无摇振反应,稍有光滑,干強度中等,韧性中等,具中压缩性。

    1.2 地基性质评价

    1.2.1 路基土承载力

    岩土层主要力学参数见表1。

    1.2.2 路基土的湿陷性分析

    K0+000~K0+480,K0+580~K1+400段第②层具有湿陷性,类型为非自重湿陷,等级为Ⅰ级(轻

    微)湿陷,其余为非湿陷性土。

    1.2.3 路基土的干燥状态

    由土工试验知,拟建道排场地K0+480~K0+580段地表和地表以下一定深度范围内土体含水量较大,建议路基土的干湿类型按潮湿~过湿考虑。

    2 地基处理方案

    2.1 常见地基处理方法

    2.1.1 强夯法

    强夯法又称动力固结法,通过重锤下落对土基施加瞬间巨大的冲击压力,黄土间的结构颗粒发生移动,小颗粒填补进大颗粒间的空隙,从而达到增大土质密实度的效果,降低压缩变形,提高路基强度。适用于杂填土,素填土,碎石土,砂土,湿陷性黄土,低饱和度粉土和黏性土。处理深度可达40m,一般处理湿陷性土层厚度为3m~6m,不宜超8m。施工简单,效率高,工期短,质量较明显。不过随着重锤持续冲击,实际的夯实深度并不会与夯击重量和次数增加呈正比,反而呈反比。强夯的振动可能会对周围环境造成不良影响,需考虑周围的环境因素。

    2.1.2 换土垫层法

    将路基范围内的软弱不良土挖除,回填抗剪强度高,压缩性较小的岩土材料,如灰土,石渣,中(粗)砂,碎(卵)石等,分层夯实后形成双层路基。垫层能有效扩散基底压力,提高地基承载力,减小沉降。实践表明,经过换填处理的黄土路基湿陷性速率和湿陷量大大减少,一般表土垫层的湿陷量减少1cm~3cm,而灰土垫层的湿陷量往往小于1cm。垫层法对地下水位以上湿陷性黄土路基的处理层厚度在1m~3m。采用灰土垫层处理法,可同时提高垫层土的承载力及增加路基的稳定性。

    2.1.3 预浸水法

    利用黄土浸水后产生自重湿陷的特性,消除黄土土层的自重湿陷性,适用于处理土层厚度大于10m,自重湿陷量计算值不大于500mm的黄土路基,若预浸水法处理后,浅层黄土仍具外荷湿陷性,还需做其它处理措施。

    此法耗水量大,工期长,一般需比正式工期提前半年到一年进行,浸水前沿场地四周修土埂或下挖50cm,并设置标点以观测湿陷变形,湿陷性变形的观测应到湿陷基本稳定为止。但对于水资源困乏地区,不易采用预浸水法。

    2.1.4 化学加固法

    通过注入水泥或化学浆液的措施,经过化学反应生成胶凝固物质,以增加土颗粒之间的连结,提高路基的力学强度,进而达到一定承载力,减小沉降,增加稳定性,防止渗漏。常用的有注浆法和水泥土搅拌法。

    2.2 本项目方案比选

    2.2.1 湿陷性黄土段路基

    强夯法适用范围广,施工快速,效果显著,造价低廉,但由于项目区北侧为住宅小区,南侧绿化带下新建成管廊设施,对施工振动比较敏感,为防止振动对建筑结构物带来损坏,放弃本处理法。

    本项目工期紧张,放弃采用预浸水法。

    垫层法适用于各类软弱不良土地基,能有效扩散基底压力,显著提高地基承载力,减小工后沉降。

    经综合比选,采用换填处理方式。

    填方段清表压实后,先回填60cm的6%石灰土,分层压实,然后采用40cm双层土工格栅包裹6%石灰土分层回填,最后填筑路基填料至路床顶面,处理范围为道路坡脚外1m。

    挖方段路床往下超挖100cm,压实后先回填60cm6%石灰土,分层压实,然后采用40cm双层土工格栅包裹6%石灰土分层回填至路床顶面,处理范围为道路红线外1m。

    2.2.2 潮湿~过湿段路基

    该段路基位于农田,地势低洼,受以前农田灌溉渠影响,地表土常年处于潮湿状态,采用传统的晾晒无法在短期内取得理想效果,而水泥土搅拌法之类的化学加固每平米造价较高,且需专业施工队伍与设备,工期长(需检桩)。经综合比选,采用换填处理方式。

    该段路基全断面往下超挖120cm(含清表),压实后回填60cm片石,上铺设20cm厚级配碎石找平层,最后采用40cm双层土工格栅包裹6%石灰土分两层压实回填,以隔绝地下水及毛吸水对路基的危害。

    3 结 语

    在道路设计过程中,软弱路基处理属于常见问题,路基沉降大,不均匀会引起行车不舒适,甚至可能引发安全事故。随着现代工程科技的发展,多种软基处理技术在实际工程中得以应用推广。不同处理方法有其各自特点,应根据地基条件(地勘资料),道路条件(道路等级,道路性质,填挖高宽度,项目位置),施工条件(工期,材料,作业环境)等诸多因素,本着因地制宜,经济合理的原则选用处理方法,是地基处理技术运用的关键。

    参考文献:

    [1]王施.预浸水法、强夯法在地基处理中的应用[J].科技传播,2010,(16).

    [2]邱良丰.湿陷性黄土路基的处理方法[J].农业科技与信息,2008,(06).

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更新时间:2024/12/23 8:58:02