道路軟基處理設(shè)計(jì)構(gòu)思綜述

時(shí)間:2022-06-07 02:51:00

導(dǎo)語:道路軟基處理設(shè)計(jì)構(gòu)思綜述一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

道路軟基處理設(shè)計(jì)構(gòu)思綜述

相較于普通的城市道路來說,城市居住區(qū)之間的道路與其是大不同的。未施工前的居住區(qū)之間的城市道路,基本上都是使用路兩側(cè)的廢土來堆積的,由于厚度均較大,在施工時(shí)就形成了道路基礎(chǔ)的軟基。盡管在處理普通城市道路軟基的問題上有很多種解決方法,但是因?yàn)榈缆诽幱诰幼^(qū)之間這一地理位置的特殊性,使得我們不得不考慮方案是否會對兩側(cè)小區(qū)建筑的安全產(chǎn)生不良影響,且不能對居民的生活產(chǎn)生影響。這就加大了處理適合居住區(qū)之間的城市道路的問題的難度。所以,確立居住區(qū)之間城市道路的軟基處理方案,一直是道路設(shè)計(jì)的重心。

1.工程概況

此次實(shí)施工程的對象區(qū)域內(nèi)土地規(guī)劃均為居住、商業(yè)、辦公用地,區(qū)域內(nèi)的規(guī)劃為:規(guī)劃居住區(qū)建于玉蘭路兩側(cè),截至目前為止,區(qū)域內(nèi)已建成林業(yè)新村東西兩個(gè)小區(qū),并且預(yù)計(jì)將兒童公園建立在道路終點(diǎn)南側(cè)。道路全長1011.316m,從南北向,將道路等級規(guī)劃為城市次干路I級,道路紅線寬度為24m,橫斷面設(shè)置為單幅路形式,雙向四車道:2×7.5m(機(jī)動車道)+2×4.5m(非機(jī)動車及人行道)=24m,工程采用瀝青砼路面。經(jīng)過仔細(xì)的勘察,我們發(fā)現(xiàn)線路分布的主要地層有素填土、耕土、淤泥質(zhì)土,第四系(Q)洪沖積粉質(zhì)黏土、圓礫以及第三系(E)湖相沉積的強(qiáng)風(fēng)化泥巖、粉砂巖互層,地層自上而下描述為:

1.1素填土①:灰色、灰黃色、灰褐色、褐色、黃褐色,稍濕~濕,土質(zhì)較為松散,局部屬于稍密、一直到中密狀,主要組成物質(zhì)為:泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、黏性土、圓礫等。局部地段含有約15%的礫石,部分地段還夾雜了很少的斷磚頭、瓦礫碎片等建筑垃圾,局部地段夾0.10m~0.50m厚的鐵錳質(zhì)或鈣質(zhì)膠結(jié)層。

1.2耕土①:褐黃色,微濕,稍密狀,主要由粉性土及礫石組成,含有少量植物根系和有機(jī)質(zhì),該層場地內(nèi)主要分布于原山坡地、果園等現(xiàn)狀地形未遭受破壞的地段,厚度徘徊于0.20m~0.80m之間不等,平均厚度達(dá)到0.38m,具有高壓縮性。

1.3淤泥質(zhì)土②:深灰色、灰色,很濕~飽和,主要為軟塑狀,局部呈現(xiàn)流塑狀,組成物質(zhì)為黏性土、粉土等,含腐殖質(zhì)、炭化物和有機(jī)質(zhì),強(qiáng)度較低。

1.4粉質(zhì)黏土③:黃、紅黃色,主要為硬塑狀,局部呈現(xiàn)可塑狀,黏性和韌性都屬于中等水平,干強(qiáng)度較高,濕水后稍具砂感。

1.5圓礫④:灰黃色,主要為中密狀,局部地段為稍密狀,微濕~飽和,泥質(zhì)膠結(jié)。

1.6泥巖、粉砂巖互層⑤:棕黃色、灰色等,較強(qiáng)的風(fēng)化性。以下為該項(xiàng)目的主要不良地質(zhì)路段的分布:填方區(qū):K0+180~K0+340,填方地段與設(shè)計(jì)路面最大高差約為4.50m,填土至設(shè)計(jì)路面標(biāo)高后,軟弱土層(素填土①、淤泥質(zhì)土②)最厚處達(dá)16.20m;K0+120~K0+180及K0+340~K0+640段路基開挖至設(shè)計(jì)路面標(biāo)高的出露巖土層為素填土①,邊坡出露巖土層也為素填土①,邊坡高度大部分為0.50m~1.50m,K0+640末端的附近可達(dá)到6.00m,這些都需要對設(shè)計(jì)路面以下的軟弱土層進(jìn)行地基處理。

2.軟基處理設(shè)計(jì)

2.1確定軟基處理方案的比較與選擇

某市玉蘭路工程中,我們發(fā)現(xiàn)需要進(jìn)行地基處理的軟弱土層最厚處可達(dá)16.20m。玉蘭路位于已建成的東西兩個(gè)小區(qū)之間,建筑與道路紅線的距離僅20m左右。為確保處理方案的實(shí)施不會對兩側(cè)小區(qū)建筑的安全以及居民的生活產(chǎn)生不良影響,我們針對這種特殊情況,提出了3種方案進(jìn)行比選。

2.1.1深層攪拌法。深層攪拌法的施工原理是通過將水泥作為固化劑的主劑,使用特制的深層攪拌機(jī)械在地基深部就地強(qiáng)制拌和軟土和固化劑,通過使軟土硬結(jié)而達(dá)到提高地基強(qiáng)度的目的。這種方法對于處理淤泥質(zhì)土、泥炭土和粉土來說效果顯著,處理后便可很快投入使用。

2.1.2換填墊層法。換填墊層法還可以稱之為換土法。我們所說的換土法是指用穩(wěn)定性好的土、石代替路基范圍內(nèi)的軟土,在清除軟土的同時(shí)回填并將其壓實(shí)或夯實(shí)。在道路施工中,通常會開挖并換填天然沙礫或石頭,也就是說在一定范圍內(nèi),用挖掘機(jī)挖除影響路基穩(wěn)定性的軟土,并將其替換為天然沙礫或石頭。開挖換填深度應(yīng)當(dāng)控制在4m以內(nèi),我們將采用“3個(gè)分層法”進(jìn)行是施工,即分層填筑、分層壓實(shí)、分層檢測壓實(shí)度的方法施工,通過層層遞進(jìn)、加固從而達(dá)到改變地基的承載力特性,提高抗變形和穩(wěn)定能力的目的。本次方案主要是采用50cm片石替換已經(jīng)被挖除的路基范圍內(nèi)路槽底以下3m范圍內(nèi)的軟弱土,換填后回填土方,換填施工后應(yīng)當(dāng)在其自然沉降穩(wěn)定后再進(jìn)行修筑路基。

2.1.3強(qiáng)夯法。所謂的強(qiáng)夯法也可以稱之為動力固結(jié)法,其主要原理是用起重機(jī)械(起重機(jī)或起重機(jī)配三角架、龍門架)將8t~40t夯錘起吊到6m~25m的高度后自由落下,通過給地基以強(qiáng)大沖擊能量的夯擊,造成土中產(chǎn)生沖擊波和沖擊應(yīng)力,并迫使壓縮了土體的孔隙,液化了局部的土體,巨大的沖擊力會在夯擊點(diǎn)周圍產(chǎn)生裂隙,能自然的形成良好的排水通道,孔隙水和氣體溢出,將會重新排列土粒,經(jīng)時(shí)效壓密達(dá)到固結(jié),從而進(jìn)一步提高地基承載力,降低其壓縮性。本次方案采用三遍強(qiáng)夯,單點(diǎn)夯擊能3000kN/m,最后兩擊平均夯沉量小等于50mm。目前強(qiáng)夯法是一種有效的、最常用的、最經(jīng)濟(jì)的深層地基處理加固方法之一。

2.1.4方案對比。通過對上述三種地基處理方案進(jìn)行比較得知:深層攪拌法更適用于處理居住區(qū)之間的城市道路的軟土路基,因其對地層擾動較小而使得處理效果顯著,且經(jīng)處理后可以很快投入使用。工程施工中,我們推薦采用深層攪拌法用于對玉蘭路的軟基處理。主要原因在于深層攪拌法能在確保工程質(zhì)量的前提下降低對周邊的影響、縮短路基處理的施工時(shí)間。

2.2道路一般路段路基處理

現(xiàn)場土路基的現(xiàn)狀表現(xiàn)為“地表硬殼層”分布薄弱,有的部位甚至沒有“地表硬殼層”,由于地基土的軟弱給宕渣填筑壓實(shí)加大了難度。盡管大部分地表都有硬殼層,但其厚度也僅1.0m左右。我們需要針對現(xiàn)場土基表面的各種不同情況,進(jìn)行土基頂面回彈模量的現(xiàn)場測試。測試結(jié)果顯示:淤泥質(zhì)土基頂面模量為3.0MPa;有硬殼層土基頂面模量也僅為8.0~10.0MPa,此項(xiàng)結(jié)果表明,測試結(jié)果都未達(dá)標(biāo),我們應(yīng)當(dāng)采用路用性能好的填料進(jìn)行路基填筑或換填。

2.3橋接坡路段地基處理

對于路堤較高的道路橋接坡路段來說,盡管我們曾采用多種方法來加固軟基,如水泥攪拌樁、碎石樁、CFG樁等,但從多年建設(shè)情況來看,其產(chǎn)生的效果實(shí)屬一般。采用上述做法加固軟基的例子很多,但最終仍然會出現(xiàn)“橋頭跳車”、路面平整度差等現(xiàn)象,比如:寧波繞城高速、世紀(jì)大道及環(huán)城北路等施工路段,都曾采用上述做法。究其根本,是由于地基土含水量過高、地基過軟而引起的,恰好這類復(fù)合地基法加固不能完全打穿軟土層,這使得豎向地基加固樁體容易出現(xiàn)“懸浮樁”的現(xiàn)象。其實(shí),如若采用排水固結(jié)法應(yīng)對這種深厚超軟土的地質(zhì)條件,效果要較復(fù)合地基法更好。通過對地質(zhì)資料的認(rèn)真分析以及對方案的反復(fù)論證,針對橋后深層軟基的處理方法,我們決定采用真空—堆載聯(lián)合預(yù)壓排水固結(jié)法的處理方案,這項(xiàng)方案既能節(jié)省時(shí)間,加速地基固結(jié)、又能降低工程造價(jià)。此次設(shè)計(jì)中所涉及的施工對象還包括沿線的4座橋。具體橋臺后地基處理的方案為:20m處是作為與一般路段過渡的銜接段,截至橋后40m處為處理段,橋后60m為地基加固范圍。依據(jù)軟土層分布的厚度,我們將排水板的深度設(shè)計(jì)為12.0~15.0m,排水板間距為1.3m和1.5m。抽真空10~15d后填筑路堤,當(dāng)開始抽真空時(shí)即進(jìn)行現(xiàn)場沉降觀測。西大河橋接坡東西兩側(cè)最大填土高度分別為3.5m和4.0m,開始填筑粉煤灰路堤需要在抽真空2個(gè)星期后開始實(shí)施;方家河橋橋接坡東西兩側(cè)最大填土高度分別為3.5m和3.0m,同樣的,在開始填筑宕渣路堤時(shí)需要在抽真空2個(gè)星期后,填筑期一個(gè)月左右。實(shí)測沉降曲線表明,在真空荷載的作用下,地基在開始2周內(nèi)沉降明顯;隨著時(shí)間的不斷前進(jìn),沉降速率開始放緩;但在2周后開始填筑路堤荷載后,沉降的速率又開始加速運(yùn)動,一直到近3個(gè)月的時(shí)候,沉降速率開始趨于穩(wěn)定。沉降曲線表明:在采用了粉煤灰輕質(zhì)材料填筑后,盡管西大河橋頭比方家河橋頭填土高度大0.5m,但相較于總沉降量,結(jié)果反而有所減少。

3.道路軟基設(shè)計(jì)處理原則

3.1軟土地區(qū)的地質(zhì)情況首先要弄清楚,工程地質(zhì)條件復(fù)雜,應(yīng)進(jìn)行工程地質(zhì)分區(qū),以便按分區(qū)不同再區(qū)別的予以處理。地質(zhì)工作做得不夠深,在施工時(shí)一旦發(fā)現(xiàn)可做些補(bǔ)充勘查及勘探工作,對地質(zhì)情況做進(jìn)一步的了解。

3.2設(shè)計(jì)方案要經(jīng)濟(jì)又要合理,還要切實(shí)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際。

3.3所用材料數(shù)量要夠、質(zhì)量要能夠保證;施工機(jī)械數(shù)量、規(guī)格、性能均能滿足要求。

3.4施工時(shí)要嚴(yán)格遵守施工技術(shù)規(guī)范和操作規(guī)程辦事,以保證良好的質(zhì)量,軟土地段特別要注意控制填土的速率,避免和產(chǎn)生其它意外的事情。

3.5監(jiān)理的工作要跟上,觀測儀具事先要埋置好,及時(shí)進(jìn)行監(jiān)理和記錄,以保證工程的質(zhì)量和安全。

4.結(jié)語

居住區(qū)之間的城市道路,因其地理位置的特殊性,地基處理設(shè)計(jì)更要注重對周邊環(huán)境及居民的影響,因地制宜選擇合理可行的設(shè)計(jì)方案。