软土路基处理方法论文
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软土路基处理方法探讨
【摘要】在过湿土地区的公路建设中,沉降病害是普遍存在的,也是最具有破坏作用的,因此如何合理、可行地处理软土地基,已成为公路建设中必不可少的一项重要内容。
【关键词】软土路基;砖渣处理法;置换法;添加剂法
在通常情况下,软土地基是指地基承载力达不到其上面的结构物要求的承载力,或虽在建筑物施工时达到要求,但在后期使用过程中,由于地基本身的原因,使得地基失稳,造成结构物沉降过大或不均匀沉降,以导致结构物损坏的不良地基。下面就公路常见的几种软基处理方法加以探讨:
1.砖渣处理法
砖渣处理应达到增强地表强度,防止地基局部剪切变形的目的,适用于天然含水量介于塑限含水量之间的地基。它的材料来源于建筑物拆除的砖渣、混凝土块,并且要清除其杂质,如木质、塑料质条块及废料、杂草、树根、布条等软质或腐蚀材料,粒径以不超过10cm为宜,最大粒径不得超过15cm。
1.1砖渣处理的质量控制方法
由于砖渣材料是含有混凝土块、砂等建筑材料,而且比例不固定、均匀性差,不能用常规试验方法确定混合料最大密度测定压实质量,可采用一些间接的控制方法进行质量控制。
1.1.1压实遍数法
根据压实机具参数的不同,通过实验段找出各种压实机械的压
实遍数和压实度的关系(或沉降量关系),确定各种压路机碾压至密实时所需遍数,根据碾压遍数控制压实质量。
1.1.2回弹弯沉法
首先做试验段,测量每次碾压后的回弹弯沉值,找出密实度与弯沉值的关系曲线。当弯沉值不变或变化很小时,认为已碾压密实。此数值作为压实度的控制指标,在施工中以此控制压实质量。
1.1.3表面沉降量法
当砖渣填筑铺平碾压后,在表面每10m设置一个测点,涂上油漆做好有色标志。用水准仪测定每次碾压后的各点高程,直到高程不再下降,认为碾压密度达到压实标准。
1.2施工中的技术要求
(1)路基开挖到规定标高后应整平槽底,清理积水及其他杂物,然后回填砖渣并用人工或机械整平,先稳压两遍,然后用15-18t
压路机碾压密实。如果采用震动压路机碾压时,在下层不能加震,避免破坏砖渣下面的土层结构,降低承载力。
(2)砖渣处理软土路基可设计50cm厚,分两层压实填筑。由于土基含水量大、湿软,第一层回填不宜太薄,以30cm厚为宜,第二层回填20cm,每次回填后,要用压实机具碾压密实。
(3)回填第二层砖渣时,也可以在砖渣中掺入15-20%的低剂量石灰,既能起到填充空隙,增加结构层密实度,又能达到提高后期整体强度的目的。
2.添加剂法
对于表层为粘性土的软土地基,可在表层粘土内参入添加剂,来改善地基的压缩性能和强度特性,提高填土稳定及固结的效果。添加材料通常使用生石灰、熟石灰和水泥。用石灰类作添加材料主要通过现场拌和或厂拌的方法,在降低土壤含水量和生产团粒效果外,还会对被固结的土随着时间的推移发生化学性固结,使粘土成分发生质的变化,从而促进土体稳定。在施工中应注意以下问题:
2.1添加材料配比设计
添加材料的适当剂量,要根据所处理的土质、施工方法和试验配比的结果来判定。一般改良土、石灰土、水泥稳定土较为常用。改良土是利用现场地基土掺石灰(一般含石灰6%)后再次选用,其优点是施工方便,造价低。石灰土是用黄土掺石灰(一般含灰10%-12%)后使用其造价较改良土要高;水泥稳定土是用黄土掺水泥(一般含水泥3-5%)后使用,其造价较高,在秋、冬季雨天施工时,工期短时不得已采用,其优点是不需要太长的养生时间,就可以使地基固结达到施工要求的强度。
2.2固结与养生
用水泥或熟石灰处理软土地基时,当拌和已结束即产生固结。用生石灰处理软土地基时,从拌和时的初步碾压到生石灰消解结束,要进行二次固结,若强度足够,可不必养生。但因土质或施工条件不同,被处理过的土质强度增长也不同,一般以养生一周后的强度为所要求的固结强度。
2.3生石灰消解程度的判断
生石灰消解过程常伴随着体积膨胀,若在此期间进行碾压,就不可能获得预期效果,因此在固结时要掌握发热温度、准确判断消解结束时间。
3.置换法
本法是以优质土置换软弱土,确保填土稳定和减少沉降量。施工方法分为人工挖掘置换和机械挖掘置换。其施工比较容易,多数情况下能在短时间内达到所要求的目的,一般在工期紧的情况上使用。从可能性来说置换结果较优,置换材料应采用即使受到水浸也不致降低承载力的粗粒土,最好采用质量较好的砂砾或石渣,但必须进行充分压实,在施工中应注意以下问题:
(1)妥善处理换填层的端部。最好不用透水较差的粉土填料,尽量采用水稳性好的路基填料,且注意侧向排水。
(2)要注意充分压实,只有达到规定的压实度,才能保证路基的整体稳定性。
(3)开挖范围必须要开挖至软弱土边缘或路基全宽,且要考虑压实机械的工作宽度;深度视下部土质和设计承载要求而定,一般不超过2.5m。
4.表层处理法
表层处理法适用于地表面极软的情况下,该法是通过排水、敷设或增添材料等方法,提高地表强度,防止地基局部剪切变形,保证施工机械作业:同时尽可能把填土荷载均匀地分部于地基上。这类处理方法又分为:砂垫层法、表层排水法等等。
4.1砂垫层法
对于地基上部软土层极薄且含水量大时,要在软土地基上敷垫0.5-1.2m左右厚的砂砾垫层。这样可以达到固结软土层,使砂砾层既起到上部排水层作用,又起到填土内地下排水层的作用,在确保降低填土内水位的同时,又为施工机械提供了良好的通行条件,在施工中要注意以下问题:
4.1.1妥善处理砂砾垫层的端部
若用透水较差的粉土作填料时,其砂砾垫层的坡脚要宽出
0.5-1.0m,免得被覆盖,一旦被覆盖,就有可能防碍侧向排水,因此对砂砾垫层的端部要妥善处理。
4.1.2砂砾垫层施工时应设放样板摊铺作业一般采用自卸汽车
与推土机联合操作,要尽量做到均匀一致。
4.1.3与其他方法并用
在极软地基上,若仅考虑砂砾垫层来确保大型机械的通行,往往需要较厚的砂砾垫层,这样就会提高工程造价,这是很不经济的,所以常于表层排水或敷垫层材料等方法并用。
4.1.4确定砂砾垫层厚度
若基采用机械施工,在确定砂砾垫层厚度地,应考虑机械的重量、轮胎对地面接触压力、偏心程度及软土地基表层强度等。
4.2表层排水法
对土因含水量过大而导致的软土地基,在填土之前,地表面先开挖沟槽,排出地表水。同时降低地基表层的含水量,以保证施工