浅谈沿海地区软土路基处理的设计与施工

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浅谈沿海地区软土路基处理的设计与施工
摘 要：该文通过工程实例，详细介绍了沿海地区市政道路软土路基的设计与施工特点，以及设计与施工中要注意的问题。 关键词：路基；地基处理；设计；施工     0  引言 随着经济的发展，目前国内城市化建设正走向高潮，而在沿海地区的城市化建设中，势必会向沿海滩涂发展，以扩大城市面积。对于此类地区的市政工程建设，有以下特点：(1)地貌单元为冲海积平原，地形平缓，海拔高程一般为0.5~1.0m，由于防洪需要，填筑高度较大；(2)分布有厚层软弱土，其特点是含水量高，渗透性弱，压缩性大，强度低，固结速度慢，在静荷载和动荷载作用下易产生较大的变形；(3)一般分布有大量沟塘、水稻田等，因长期积水，分布有厚薄不均的淤积土。因此，对于软土地区道路路基下的软土，应特别注意处理，否则会产生多种危害：(1)天然地基工后沉降过大，造成道路运营期间路面不平整；(2)天然地基抗滑稳定性差，地基刚度小，运营期间行车荷载过大时易引起结构破坏；(3)淤泥层含水量高，丰水季节易发生翻浆现象，路面结构受地下水侵蚀后容易破坏；(4)地基刚度过小，容易造成路堤填土施工时填土难以压实至设计标准。 本文结合某沿海地区道路工程建设的实例，从设计与施工角度，探讨对软土地基处理的有效方法，并介绍了其设计与施工特点，以及设计与施工中要注意的问题。     1  工程概况 某沿海地区海滨路全长为3233.08m，规划红线宽度为24m；沿线地层中分布有厚层软弱土，主要为3-1层淤泥质粘土，平均厚度约20m；工程建设范围内未见有流砂、震动液化等不良地质作用，但分布有较多沟塘；工程范围内地势较为平坦，现状地面标高约0.5m，在满足50a一遇洪水水位3.29m、桥梁控制标高及管道覆土深度要求的前提下，这次设计道路路面标高控制在3.8m左右；根据“就地取材”的原则，路基用宕渣填筑。路基处理施工期限为12个月。     2  软土地基处理方案比选 根据现行路基设计规范，软基处理方法大致分三类：复合地基法、排水固结法和轻质路堤。复合地基法包括柔性桩、半刚性桩和刚性桩复合地基；排水固结法包括等载、超载预压、真空一堆载联合预压等；轻质构料包括EPS及粉煤灰等。近年来，国内软土地基处理技术不断发展，出现了重锤强夯、真空击密、动力排水快速固结等新方法。这些方法可以缩短工期，降低造价，但对于有深厚淤泥层的软土地基处理适用性不强。 各软土路基处理方法优缺点与处理费用详见表1。 分析比较以上处理方法，由于该工程施工期限较长，采用排水固结预压法有足够的预压期，且该方法处理影响深度大，处理费用低，因此在满足工后沉降估算的情况下，优先考虑此方法，同时，采用土工格栅与砂砾层结合以防止路基的不均匀沉降。由于塑料排水板相对于砂井具有扰动少，造价低，运输方便等优点，因此排水体首选塑料排水板。 表1  软土路基处理常用方法分析比较表     3  工程设计与计算     3.1  沉降估算 总沉降采用沉降系数与主固结沉降计算，主固结沉降根据现场土样室内试验确定的e-p曲线资料，选用分层总和法计算。 工后沉降量是总沉降量减去施工期及预压期沉降量，而施工期及预压期沉降量可根据预压期末软土地基的固结度乘以总沉降量得到。 通过计算，该道路总沉降量约为90~100cm，在等载预压一年，排水板深度打穿淤泥层的情况下，工后沉降约10cm。     3.2  稳定性计算 路基极限高度按下式计算：H c =5.52C/γ 根据计算，路基允许直接堆填的高度为2.047m。 由于该工程路基填筑高度大于最大填筑高度，必须分级堆载。第一阶段堆载高度不允许大于路基最大填筑高度2.04.7m。     3.3  处理方案设计     (1) 道路范围内较多蟹塘，应先筑坝排水，然后抛填0.3m的中粗砂，改善地基表面的持力条件，使其能上施工人员或轻型工具。     (2) 设置0.6m的排水垫层，垫层材料应采用透水性好的砂料，其渗透系数一般不低于10-3cm/s，同时能起到一定的反滤作用。     (3) 排水板三角形布置，间距1.5m，横向处理宽度为坡脚外1.0m，并要求排水板顶部伸入砂垫层50cm，砂垫层上铺设复合土工布后方可填筑路堤。     (4) 分别在砂垫层底面以上10cm和30cm处铺设双向土工格栅，以消除不均匀沉降。     4  工程施工要点     4.1  材料要求     (1) 垫层材料应采用透水性好的砂料，其渗透系数一般不低于10cm/s，同时能起到一定的反滤作用。     (2) 土工格栅材料要求其经、纬抗拉强度≥80kN/m，对应延伸率≤10%。     (3)塑料排水板型号为SPB-1B，各项技术指标要满足《公路软土地基路堤设计与施工规范》(JTJ 07-96)要求。     (4) 填料要具有良好的级配，粒径符合要求。填料含泥量应控制在3%以下，否则会出现“弹簧土”或翻浆等现象。     4.2  压实工艺     (1) 采用YZl6B型振动压路机进行碾压，按先两边后中间的顺序，且按从慢至快，从轻至重，纵向进退的原则进行。压路机行驶速度为2~4km/h，每行之间重叠0.4~0.5m，前后相邻区段重叠1~1.5m。     (2) 采用分层平行填筑，每层松铺厚度在0.4m以下，采用D80-15型推土机摊铺，对每层表面空隙扫入石渣、石屑或土等细料填满。     (3) 每层碾压后用固体体积率法检验其密实度。     4.3  堆载施工     (1) 严格控制加荷速度，保证在各级荷载作用下地基的稳定性，同时避免部分堆载过高而引起路基的局部破坏。     (2) 堆载施工时，分级加荷的堆载高度偏差不应大于本级荷载高度。软土路堤填筑按设计分级加载分期预压(后级填土考虑前级荷载下地基土强度增长)填筑曲线进行施工。     5  施工监测     (1) 稳定性观测 采用边桩进行地表水平位移及隆起的监测。边桩埋设在路堤两侧趾部及边沟外缘。边桩采用100mm×100mm预制混凝土方桩，长1.5m，打入土中，桩顶露出地面10cm。四周用土回填密实，桩上部50cm用混凝土浇注固定。     (2) 沉降观测 在埋设点地面挖50cm×50cm×50cm左右的土坑，在埋设点处将已经做好的沉降板压入土坑中，平放，测杆放于土面上，四周用砂砾填实，并用水准仪校正水平，再用回填土整平压实，使其立稳固定。护套管埋设于离底板30cm处，埋设完毕后，用水准仪测量沉降板内测杆起始高程，然后旋上盖帽保护。填料时，应先在沉降板周围填料压实以保护沉降测杆，随着填土增高，测杆和套管亦应相应增长，每加一根需测量高程。沉降板每100m设置一个观测断面。     (3) 路基在填筑过程中，如果观测沉降速率≥1.0cm/d，或水平位移≥0.5cm/d，应立即停止填土，停止后每天仍应进行观测。当连续3d的沉降与位移在控制值之内时才能继续加载。     (4) 现场监测工作随同填土施工同步展开，正常情况下的测试频率为：按加载期间每天测试一次；加载停歇后每三天测一次；在危险情况下加强测试频率。     6  结语     (1) 软土路基处理首先要弄清软土地区的地质情况，然后对设计方案进行充分论证，使之经济合理。施工时要严格遵守施工技术规范及操作规程，以保证施工质量。     (2) 软土路基通常施工条件较差，影响施工质量的因素较多，在设计与施工时，必须考虑各种不利情况，以便有针对性地进行预防和采取各种处理措施。     (3) 软土路基处理后可辅助铺设土工合成材料，这些材料可提高路基整体性，减少路基不均匀沉降。     (4) 利用填土荷载令基底自然排水固结可省去超填土预压工序，节省工程造价，但其应用范围亦有一定局限性。当填土高度大于设计临界高度或工期紧迫时，就应采取其它加固方法。 张海勤，蒋小军     (上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司，上海市200092)

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