發布時間:2023-03-17 18:02:47
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的軟土地基論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
1.1排水砂墊層
排水砂墊層主要是在地基的地表鋪一層砂石,這樣做可以將土層中的水分進行很好的控制,不會使水量發生重大變化,保證土層的良好排水,影響土質結構,同時鋪設一層砂石可以增加軟土層的承載力。在鋪設砂石層時,砂石層的厚度以0.6~1.0m為宜,在進行軟土地基的排水改造的同時還要進行地基兩側的排水系統的修建,保證良好的外部排水中間,在軟土地基的土壤顆粒和置入材料產生摩擦力,將整個的軟土層和抗拉力材料形成一個整體,增加整個軟化土層的穩定性。例如:在福建省的圍墾工程中間,就是采用的朔料排水板,加強土層中水分的排除,將剩下的土壤固結成可以承受高強度的土層,同時還在其中放置土工織物,將整個拉力均勻的分布在基地中,這樣可以使得基地均勻承受力,同時增加軟土地基的穩定性。
1.2預壓砂井法
預壓砂井法是利用壓力系統和排水系統的相互結合,在軟土地基中,將空隙中的水分排除來,同時將剩下的土壤進行加壓,增加土層的承壓能力。在這種兩種方法相結合的系統中,常用的排水系統是水平的排水墊層或者利用排水溝將水排除,還采用豎直方向的排水砂井和排水板;在加壓系統中,常用的方法是推載預壓、真空預壓和降低低下水位等等。當在清除加固范圍內的植被和土壤后將上面鋪上砂層,再插入垂直的排水板,在砂層中放置橫向的排水管,最后在砂墊層封膜,將膜內的空氣抽出,這種方法我們稱為真空聯合堆載預壓法。但是這種方法的作用范圍有限,適用于工期較寬泛的工程。
1.3旋噴法
旋噴法是將帶有噴嘴的機械作用到預訂的土層深度后,從噴嘴中噴射出水泥,通過高速的旋轉將土壤和水泥混合到一起,最后整個固結硬化成樁,這樣的方法可以將整個的地基變成土壤和水泥混合硬化而成的樁,最后可以達到提高地基承載力的效果。這種方法對于有機質含量較多的土層作用很小,在塘泥等土層中要慎用。
1.2換土法
換土法是軟土地基處理技術中比較常用的一種方法,這種方法簡單有效,在實施過程中,通過對軟土本質的改變,改變土質特性,達到水利地基建設的標準。例如:在水利施工中遇到軟土地基問題,可以用水泥、灰土等替換軟土,使土壤的承載力達到水利施工的標準。換土法可以直接的有效的提高土壤的承載力,但是這種簡單直接的方法卻很容易收到地理位置的制約,影響這種方法的使用,在比較偏遠的位置,交通運輸不便的情況下,這種方法就會加大工程的成本,因此,在采用換土法的同時,也要充分考慮到當地的實際,在交通便利的情況下采用這種方法。
1.5排水固結法
排水固結法是采用排水板將土壤中間的水分排出,然后提高土壤的穩定性,增加土壤的承載力。
1.6振動水沖法
振動水沖法是將軟土地基打孔,然后將水泥等原料填充到其中,在采用分層夯實的方法,加固地基,一般在采用這種方法之前不要利用排水系統進行排水。
1.7硅化加固法
硅化加固法是將氯化鈣和氧化鈉等溶液通過兩側有洞的管注入到地基中間,通過這些化學溶液融入到土壤中間,在和土壤產生化學反應,在土壤之間生成一種膠狀物,將土壤凝結在一起,從而增加土壤的承載力。在使用這一技術的過程中間,采用電化的方式可以加大硅化的范圍,這種方法叫電動硅化法。
1.8人工材料加筋法
人工材料加筋法是采用人工合成材料覆蓋在地基表層,這一工作要在工程施工之前完成,這樣做主要是為了將整個建筑物的重量均勻的分布在地基的各個地方,不會出現某些地方承載的壓力大,有的地方承載的壓力小的情況,另外,這種方法可以有效的增加建筑物和地基之間的摩擦力,防止建筑物出現傾斜的現象。
1.9樁基法
基法在面對含水量大,軟土地基層后等水利工程的建設中間使用的較多,將鋼筋混凝土樁置入到軟土地基中,代替傳統的砂石樁。
2結語
文章以某道路橋梁工程為例,該道路橋梁工程總長度為15263.3m,雙向四車道,路面寬度為24.5m,路基寬度為26.5m,由于該道路橋梁工程的長度相對較長,沿途的地質狀況相對復雜,在道路橋梁工程出現了長度為253.2m的軟土地質,如果不經過處理在上面進行施工,將不能夠滿足道路路基整體穩定安全系數大于1.20的要求,通過對道路橋梁工程施工現場進行分析,該道路橋梁工程是施工單位決定采用軟土地基施工處理措施進行處理,通過實踐取得了良好的效果。
2道路橋梁工程中軟土地基的施工處理措施分析
2.1道路橋梁工程軟土地基施工處理前的準備工作。
道路橋梁工程軟土地基處理前的準備工作主要包括以下幾個方面:
2.1.1現場勘查。
軟土地基的現場勘查工作主要包括:首先,現場的測繪調查,分析軟土地基分布區域的地貌、地形等,同時分析軟土地層的成因、范圍、深度以及性質等;其次,選擇科學的勘查點以及勘查手段,常用的勘查手段包括原位測試法、鉆探式勘查法、室內土工試驗法等;再者,軟土地基評價,當獲得了軟土地基施工現場的相干參數之后,對各種數據進行分析和計算,獲得軟土地基的沉降性、均勻性、靈敏度以及承載能力等。
2.1.2選擇合適的施工處理方案。
根據現場勘查獲得的相關數據資料,對比各種軟土地基處理方法之間的優劣性,選擇合適的施工處理方案,可以是某種施工處理方法,也可以是多種軟土地基處理方法的組合,同時還應該評估施工技術、機械、環節、工期以及材料工程等各種印象因素,綜合各種因素選擇科學的施工方案。
2.2道路橋梁工程中軟土地基的施工處理措施。
目前,道路橋梁工程中軟土地基的施工處理措施主要包括以下方面:
2.2.1灌漿處理技術。
灌漿處理技術是通過利用電化學原理、高壓旋噴法、粉噴法等將能夠改善軟土地基性質的漿液注入到地基裂縫中,灌漿漿液可以是水泥砂漿、水泥漿,還可以是化學材料,例如硅酸鹽等,灌漿處理技術能夠有效的改善軟土地基的性質。粉噴樁處理技術是最常用的灌漿處理技術,該種灌漿處理技術的應用優勢在于施工機械簡單,操作方便,加固效果好等,在采用粉噴樁處理技術時,應該嚴格的控制鉆機的位置,保證鉆機按照既定的設計要求進行就位,樁的孔位置必須和設計圖紙的位置完全吻合,垂直方向的偏差不能超過1.5%,通常不超過50mm,嚴格的控制水泥噴入量、停粉時間以及噴粉時間,以此保證粉噴樁的長度和質量,同時還應該做好施工日志,全面、詳細的記錄水量、孔深、孔位等信息。
2.2.2強夯處理技術。
強夯處理技術是目前使用最廣泛的軟土地基處理技術之一,也稱之為動力固結法,該種軟土地基處理技術的工作原理表現為:將具有一定重量的重錘提升至一定的高度,然后由重錘自由降落,通過重錘的重力作用對地面產生巨大的沖擊,以此起到加固地基的作用。強夯處理技術具有施工周期短、費用低、設備簡單等應用優勢,該種軟土地基處理技術適用于低飽和粘土、雜填土、黃土、粉土、沙土、素填土等軟土地基,但是不適用于飽和度相對較高的軟土地基。因此,道路橋梁施工隊伍在采用強夯施工處理措施時,應該充分的考慮施工現場的地質構造。
2.2.3排水固結處理技術。
排水固結處理技術是最常見的軟土地基處理技術之一,主要包括袋裝沙井法、沙井法、砂墊層法等:砂墊層法指的是在軟土地基的頂層鋪設足夠量的砂石,通過填土荷載將軟土地基中多余的水分排出,該種排水固結處理技術能夠實現排水固結和路基填筑的同步進行,達到在填筑過程中保證路基排水效果的目的,同時又不會承受過大的荷載被破壞;沙井加固處理技術指的是在采用鉆探器械在軟土地基上進行鉆孔施工,然后選取足量的砂石灌入,吸收軟土地基中的水分,以此實現排水固結的效果;袋裝沙井加固處理技術指的是選取足量的滿足施工要求的砂,將其裝入到透水性良好的編織袋中,然后用專用的機械設備將沙袋打入到軟土地基中,該種排水固結處理技術具有節省材料、費用低、施工效率高等優點,致使其在道路橋梁工程的軟土地基施工中得到廣泛的應用。
2.2.4換填加固處理技術。
換填加固處理技術指的是根據勘察所獲得的數據,選用強度高、穩定性好的石灰、砂石等置換原來的軟弱土質,以此改良原有地基或者形成雙層地基,達到加固地基、控制地基沉降等效果。在采用換填加固處理技術時應該注意以下幾個方面:其一,根據道路橋梁工程的具體狀況選擇符合相關設計要求的換填材料;其二,在進行置換的過程中,應該進行分層換填、加固和壓實,通常采用機械碾壓進行處理,保證地基的壓實度滿足相關的施工要求,;其三,精確的計算換填的深度以及面積,保證換填施工能夠順利的進行。
3結束語
【關鍵詞】高速公路;路基;軟土地基分析
前言
路基設計是公路最基本的組成部分之一。保證公路沿線都具有堅實而穩定的路基,是路基設計的中心任務。路基又是支撐路面的一種土工建筑物,在挖方地段,路基通常是路面下的天然地層;在填方地段,則是填筑起來的壓實土層。路基和路面構成了公路建筑的主體。
概況
該高速公路全長56.6km,設計標準為雙向四車道,設計速度為80km/h, 路幅寬度為26.0m.
1、一般路基設計
1.1 路基設計組成
路基設計組成如下:
① 整體式路基整體式路基寬度為26.0m, 其中, 行車道2×2×3.75m、硬路肩2×3.0m(含右側路緣帶2×0.5m)、中間帶3.50m(中央分隔帶2.0m、左側路緣帶2×0.75m)、土路肩2×0.75m;
② 分離式路基適用于隧道出入口的路基,單幅路基寬度為13.0m,其中:行車道2×3.75m、硬路肩3.0m(含右側路緣帶0.5m)、左側路緣帶1.0m、土路肩2×0.75m。
1.2 超高方式、設計標高及路拱橫坡
超高方式、設計標高及路拱橫坡的具體設置如下:
① 路線平曲線半徑小于5500m時, 在曲線上設超高, 對于整體式路基, 超高采用繞中央分隔帶外邊緣旋轉的方式, 超高過渡在緩和曲線內完成; 對于分離式路基, 超高采用繞各自的行車道中心線旋轉的方式, 超高過渡在緩和曲線內完成;
② 對于整體式路基, 路基設計標高為距路線中心線1m處的路面標高(中央分隔帶邊緣路面標高),對于分離式路基, 路基設計標高為各自行車道中心線處的路面標高;
③ 正常路段的行車道和硬路肩采用2%的路拱橫坡, 土路肩橫坡為4%。
1.3 路基邊坡坡率
路基邊坡坡率具體設置如下:
一般填方路段的邊坡坡率見表1, 護坡道寬2m, 護坡道和邊坡平臺分別設置外傾3%和2%的橫坡;
② 一般挖方路段邊坡, 按巖石風化情況、土質條件采用不同的坡率, 全風化、土質邊坡的坡率為1∶1~1∶1.5, 強風化邊坡坡率為1∶0.75~1∶1.25, 弱風化邊坡坡率為1∶0.5~1∶0.75, 微風化邊坡坡率為1∶0.3~1∶0.5, 邊坡高度均按10m控制, 平臺寬2.0m,平臺內側修筑40cm×40cm的攔水溝, 第一級邊坡坡腳設置2m寬的碎落臺;
③ 深挖路塹(高邊坡)是指土質邊坡高度≥20m或巖質邊坡高度≥30m的邊坡, 路塹高邊坡坡率采用特殊設計。
1.4 縱橫向填挖交界處處治設計
本工程斜坡路基主要分布在沿山腰布設的地段, 在路線縱向填挖交界處及一般斜坡路基橫向填挖交界處, 很容易出現路基開裂甚至滑移。為減少因不均勻沉降而引起的開裂和滑移, 本項目采取了如下措施:
① 對所有自然邊坡坡度大于1∶5的路段, 均按要求挖臺階填筑, 挖臺階后回填應嚴格按給定的壓實度標準實施;
② 在路線縱向填挖交界處及橫向半填半挖處設置了三層TGDG50土工格柵和一層玻璃纖維土工格柵(設在瀝青面層內), 單向土工格柵應先進行預拉, 并用U型錨釘錨固;
③ 為防止水對斜坡路基的影響, 斜坡路基內設置縱橫向排水設施。
1.5 路基邊坡防護設計
1.5.1 填方路段
填方路段防護設計如下:
① 填土高度小于4m時, 邊坡采用植草或鋪草皮防護; 填土高度為4m~6m時, 邊坡采用三維網植草防護; 填土高度為6m~8m時, 邊坡采用拱形骨架植草防護; 填土高度為8m~12m時, 分兩級邊坡,兩級邊坡分別采用拱形骨架植草和植草防護; 填土高度大于12m時, 分三級邊坡, 上兩級邊坡采用拱形骨架植草防護, 最下一級邊坡視該級邊坡高度采用植草或拱形骨架植草防護;
② 護坡道、土路肩、排水溝外側至界樁范圍均采用植草防護;
③ 過魚塘、水田、菜地路段采用M7.5漿砌片石鋪砌護坡或護腳。
1.5.2 路塹挖方邊坡
路塹挖方邊坡防護設計如下:
① 一般土質邊坡和全風化、強風化邊坡采用植草或鋪草皮(邊坡坡度緩于1∶1)、掛網植草、拱架植草防護;
② 弱風化、微風化巖質邊坡除高邊坡采用護面墻外, 其余地段均采用噴混植生防護;
③ 當采用護面墻時, 邊坡平臺或碎落臺種植爬山虎等攀爬植物;
④ 碎落臺處填筑30cm粘性土, 其上植草或鋪草皮進行綠化;
⑤ 碎落臺和邊坡平臺設置30cm厚的M7.5漿砌片石或噴射10cm厚的C20混凝土防護(巖石地段),并在邊坡平臺設置平臺截水溝。
1.5.3 擋土墻防護設計
擋土墻防護設計如下:
① 在邊防公路、中天大道地段, 由于直接放坡將侵占邊防公路、中天大道, 因此在路基右側設置衡重式、重力式路肩或路堤擋土墻, 墻身采用M7.5漿砌片石砌筑, 墻底墊層采用C15片石混凝土, 片石抗壓強度不小于30MPa, 墻面用M7.5砂漿勾凸縫;
② 擋土墻與排水溝之間的護坡道鋪砌40cm厚的M7.5漿砌片石, 片石上填筑30cm的耕植土, 并間隔0.5m種植爬山虎。
2、軟土路基處治設計
2.1 地基極限高度分析
一般軟土地區路堤的極限高度為3m~5m。本工程軟基主要分布在互通立交及山間洼地等地段。互通立交范圍內軟土一般為淤泥、淤泥質亞粘土, 厚度一般在15m左右, 物理力學性質極差; 山間洼地地段軟基主要分布在K22+650 ~K23+250、K38+210~K40+012、K43+360~K43+450段落, 軟基埋深從4.2m~12.9m不等, 軟基厚度為1.0m~9.5m; 其余段落, 如K45+550~K45+670、K46+440~K46+500、K47+280、K47+360、K47+550~K47+800, 均存在
埋深小于5m的軟基, 軟土一般為淤泥質粗砂、淤泥質礫砂、淤泥質亞粘土。
極限高度計算方法如下。
均質薄層軟土地基路堤極限高度為:
式中符號意義同前。
對于非均質軟土地基的路基極限高度, 由于非均質軟土地基土層比較復雜, 各層性質不同, 其路堤極限高度需要用圓弧法計算確定。條件允許時可由筑堤試驗確定。
對于有硬殼層的軟土地基的路堤極限高度, 當覆蓋在軟土層上強度稍高的表層上厚度>1.5m時,應考慮其應力擴散, 減少地基沉降的效應, 此時極
限高度He為:
式中: H-硬殼層厚度(m)。
2.2 地基處理對策
根據分析結果和工期要求, 軟基處理方案如下:
① 軟基深度超過12m或填土高度超過6.5m的橋頭軟基路段采用管樁托板+鋼塑土工格柵處理, 并進行超載預壓, 預應力混凝土管樁采用PHC樁, 直徑為30cm, 壁厚8cm, 管樁離心混凝土強度為C70,樁頂托板采用C25鋼筋混凝土; 管樁參數分別為:管樁單樁設計承載力要求達到400kN, 復合地基承載力設計值為150kPa, 鋼塑土工格柵為CATT60-60鋼塑土工格柵, 鋼塑土工格柵每延米抗拉強度不小于60kN, 屈服伸長率不超過3%, 寬度為4m~5m;
② 軟基深度不超過12m或填土高度不超過6.5m的橋頭、涵洞軟基路段采用水泥攪拌樁+土工格室復合地基處理, 并進行超載預壓, 水泥攪拌樁采用42.5#水泥, 單樁設計承載力為120kN, 復合地基承載力設計值為130kPa, 土工格室采用100-400型, 格室高10cm、寬40cm, 要求格室片厚不小于1mm, 格室焊接處結合力不小于1 000N;
③ 最終沉降量小于1.2m 或填土高度不超過6.5m、沉降量較小時, 采用塑料排水板超載預壓處理, 并設置1~3層土工格柵, 當填土高度小于4m時, 不設置土工格柵;
④ 軟基埋深不超過5m時, 采用換填處理。
關鍵詞:軟土地基 沉降 機理 規律
Abstract: based on highway construction process we often encounter a lot of soft soil foundation, this paper introduces the foundation settlement of highway deformation mechanism, deformation composition, deformation characteristics and deformation law.
Key words: soft soil foundation settlement mechanism rule
中圖分類號:TU447文獻標識碼:A 文章編號:
1概述
公路建設中常常會遇到大量的不良地基問題。軟土地基的承載力低,壓縮性強,外荷載作用下會產生較大的變形。填石地基或者土石混填地基自重大,容易引起較大沉降。而過大的沉降或沉降差會影響路面的平整度、公路線性上的平流順暢及路面結構的穩定性。
2公路軟土地基沉降變形機理
在軟土地基上興建高等級公路通常需要填筑一定高度的路堤,在路堤荷載作用下,在地基內部將產生應力和固結變形,這種由于土的壓縮性構成了地基沉降的主要原因。
土體受力后引起的變形可分為體積變形和形狀變形。體積變形主要由正應力引起,它只會使土的體積縮小壓密,不會導致土體破壞。而形狀變形主要由剪應力引起,當剪應力超過一定限度時,土體將產生剪切破壞,此時的變形將不斷發展。通常在地基中是不允許發生大范圍剪切破壞的。
所謂有效,是指對引起壓縮和產生強度有效,有效應力是粒間傳遞的總荷載與土體總截面積之比。孔隙水壓力可分為兩部分:一是靜水壓力,在荷載施加之前就存在于地基中,另一是超孔隙水壓力,是外荷載引起的孔隙水壓力的增量。
3公路軟土地基沉降變形組成
軟土地基沉降包括堤身及地基兩部分,經典土力學認為地基沉降包括瞬時沉降Si、主固結沉降Sc、次固結沉降Ss三部分。則軟土地基的最終沉降量為S= Si +Sc+Ss。如圖1所示。
圖1 地基沉降的三個組成部分
(1)瞬時沉降
瞬時沉降是外部荷載加上的瞬間,飽和土中孔隙水尚來不及排出時所發生的沉降。此時土體只發生形變而沒有體變。瞬時沉降與加載方式和加載速率有很大的關系。這是由于不同加載時刻,土中有效應力隨著土體的固結而增大,土體的
變形模量相應增大的緣故。
(2)固結沉降
荷載置于地基土上后,隨著時間的延續。荷載不變而地基上中的孔隙水逐漸排出過程中所發生的沉降。它是由于外荷載引起超孔隙水壓力的水力梯度促使水從土體內排出,而應力增量轉移到土體骨架上而發生沉降,它與時間有關,且主要發生體積的變化。
(3)瞬時沉降
對于瞬時沉降而言,瞬時固結不導致孔隙水的排出,但不等于可以將軟土看成彈性體而認為其導致的變形是瞬時完成的。瞬時沉降與加載方式和加載速率有很大的關系,如采用瞬時一次加載方式時,地基的瞬時沉降量比均勻加載的情況要大的多。這主要是由于增量加載的時刻,土中有效應力隨土體的固結而增大,土體的變形模量也相應增大。因此,瞬時沉降實質并非“瞬時”,而是不排水的側向擠出而產生的位移變形沉降,而且,側向擠出產生的沉降也并非瞬時能完成,也能延續相當長的時間。
4公路軟土地基沉降變形特點
基礎沉降量的大小,首先與土的壓縮性有關,易于壓縮的土,基礎的沉降大。其次,與作用在基礎上的荷載性質和大小有關。一般而言,荷載愈大,相應的基礎沉降也愈大;而偏心或傾斜荷載所產生的沉降差要比中心荷載產生的大。
圖2 軟基的沉降和側向位移
由圖2可見,隨著填土荷載的加大,地基各個部位都有不同的沉降量,路中心沉降量最大,路肩次之,坡角處沉降量最小。其沉降曲線形狀類似于盆底狀,在接近路肩處至坡腳處,由于荷載應力減少,其沉降量也呈衰減趨勢,其發展趨勢并沒有在坡腳處終止,但并不會很大,而且基本上沒有很大的變化。
由于軟土具有抗剪強度低、壓縮性高、滲透性小等特點,軟土地基在荷載作用下,引起的地基沉降,一般具有以下變形特征:
①沉降量大,由于軟土主要由粘粒和粉粒組成,其中粘粒含量很高,其天然含水量大,孔隙比大于1.5,抗剪強度低,承載力低,所以受荷后壓縮量大,沉降量超過一般路堤。
②側向變形大,飽和軟土受荷初期,土中水來不及排出,土體易于發生側向擠出,并隨著水的逐步排出,土體體積收縮,豎向沉降進一步發展。
③變形時間長,由于軟土本身的性質以及較大的軟土厚度,孔隙水消散緩慢,并且下部軟土排水較困難,使得固結時間長,因此豎向沉降和側向變形延續的時間都很長。
5公路軟土地基沉降變形規律
根據軟土地基沉降變形的機理和特點分析及公路軟土地基的大量沉降觀測資料,總結出軟土地基沉降變化基本上經歷4個過程:
發生階段:在對軟土地基剛加載時,土體處于彈性狀態,土中的孔隙水來不及排出,土體的側向變形使土體發生瞬時剪切變形,在荷載增加的最初階段,軟土地基的側移速率較大,沉降呈線性增加。
發展階段:隨著填土高度的增長,荷載不斷加大和時間的增長,地基土中的孔隙水逐漸排出,超靜孔隙水壓力逐步消散,土體逐漸壓密產生體積壓縮變形,進入彈塑性狀態,此時土體的沉降速率增長很快。
穩定階段:當加載完成后,荷載不再增加,孔隙壓力不斷減小并接近完全消散,固結過程尚未完全完成,土體的沉降將隨著時間的推移而繼續增加,沉降速率逐漸變小,土體不斷發生固結。
極限階段:當時間足夠長時,沉降達到極限狀態,沉降量不再增加,沉降速率降為零,此時的沉降為地基的最終沉降量。
6結語
軟土地基是一種不良地基,研究公路軟土地基沉降變形機理及施工控制,對保證高速公路建設質量、正常運營以及延長公路的使用壽命具有重要的意義。
參考文獻
[1]周珊珊,高速公路軟土地基沉降影響因素研究及灰色預測[D],中國地質大學(北京)碩士學位論文,2007
[論文摘要]地基處理的研究一直是土木工程的一個熱點,常用的軟弱地基處理方法分四大類,應綜合考慮選擇合理經濟的方法。
我國《建筑地基基礎設計規范》(GB 50007—2002)中規定,軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構成的地基。它是指基本上未受過地形及地質變動,未受過荷載及地震動力等物理作用或土顆粒間的化學作用的軟粘土、有機質土、飽和松砂和淤泥質土等地層構成的地基。
1.軟弱地基加固處理方法
軟弱地基的加固處理[1],按其原理和作法的不同,可分為以下四類:
1.1排水固結法
排水固結法又稱預壓法,其包括堆載預壓法、超載預壓法、真空預壓法、真空與堆載聯合作用法、降低地下水位法和電滲法等多種方法;通過在預壓荷載作用下使軟粘土地基土體中孔隙水排出,土體發生固結 ,土中孔隙體積減小,土體強度提高,達到減少地基施工后沉降和提高地基承載力的目的。
1.2振密、擠密法
振密、擠密法有表層原位壓實法、強夯法、振沖密實法、擠密密實法、爆破擠密法和土樁、灰土樁等多種方法;采用一定措施,通過振動和擠密使深層土密實,使地基土孔隙比減小,強度提高。
1.3置換及拌入法
置換及拌入法有換填墊層法、振沖置換法、高壓噴射漿法、深層攪拌法、褥墊法等多種方法;采用砂、碎石等材料置換軟弱土地基中部分軟弱土體或在部分軟弱土地基中摻入水泥、石灰或砂漿等形成加固體,與未被加固部分的土體一起形成復合地基,從而達到提高地基承載力減少沉降量的目的。
1.4加筋法
加筋法有加筋土法、錨固法、樹根樁法、低強度砼樁復合地基法、鋼筋砼樁復合地基法等多種方法。通過在土層埋設強度較大的土工聚合物、拉筋、受力桿件等達到提高地基承載力,減小沉降,維持建筑物穩定。
以上方法的原理、適用范圍及工程實例可參考殷宗澤、龔曉南主編的《地基處理工程實例》[2]一書。
2.軟弱地基處理方法的選擇
在地基處理中,我們要遵循的原則是:技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量[3]。可根據以下條件進行選擇:
2.1地質條件
不同的方法適用于不同的地質條件,可參看規范。
2.2設計施工條件
設計時應考慮工期及用料情況:工期不宜安排得太緊;時間充分,施工時地基穩定性好,遺留問題少。工程用料要求就地取材。施工時應采用科學的管理方法。
2.3場地環境條件
要考慮施工時對周圍環境的影響。如:新填土會擠壓原有道路、房屋,產生側向位移或附加沉降;用砂樁、砂井時,施工有噪聲,靠近居民點會擾民;采用降低水位法時,要考慮引起周圍地基的下沉和對周圍居民用水的影響故應預先調查或做隔水墻,并考慮施工后注水復原的問題;采用填土堆載時要有大量的土料運進運出工地,會影響交通和環境衛生;打石灰樁、灌注藥物或采用電滲排水時,會污染周圍地下水,應慎重對待。
2.4結構物條件
要考慮結構物的等級、結構體系、斷面形狀、位置、埋深、使用要求和建筑材料等因素對所選擇加固方法的影響,特別是有地下結構物(地下室、涵洞、地鐵等),或者結構物高低不同、沉降不均時,應當特別注意。
3.地基處理技術的創新
近幾年來,世界各地因地制宜的發展了許多新的地基處理方法。
3.1。 添摻外加劑方面[4]
以前的地基處理方法大多從機械設備著手,從而建立某種工法,而從材料入手提高地基處理質量和效果的較少。高性能土壤固化劑土壤混合后,特別是與高含水量和富含有機質的淤泥發生一系列物理化學反應,形成相互連接的網狀結構,從而提高固化土的強度,減少地基變形。通過室內實驗和現場試驗證明,用高性能土壤固化劑作地基處理特別是對軟弱地基的處理很有效,比普通水泥加固效果好的多,此項技術在國外應用已相當普遍已有很成熟的研究機構和公司,但在國內尚屬起步階段。
3.2 綜合應用水平方面
重視多種地基處理方法的綜合應用可取得較好的社會經濟效益。
真空預壓法與高壓噴射注漿法結合可使真空預壓應用于水平滲透性較大的土層,而高壓噴射注漿法與灌漿相結合使糾偏加固技術提高到一個新的水平[5]。
單用動力固結法(俗稱強夯法)處理飽和軟粘土地基時卻極易產生“橡皮土”現象,難以達到預期效果。為此,巖土工程界將強夯法和排水固結法結合起來,開創了“動力排水固結法”這項新技術[6]。
3.3.可持續發展方面
我國《建筑地基處理技術規范》JGJ79—2002已經將粉煤灰正式列為換填墊層法可采用的一種墊層材料。
渣土樁又稱“孔內深層夯擴擠密樁”,是一種新型地基處理方法,其充分利用建筑垃圾,變廢為寶,施工現場干凈無污染。
地基處理技術還被用于防止有害物滲出液污染地下水以及防止其他已被污染區域地下水的流動造成污染擴散。近期出現的處理新技術是讓被污染的地下水通過含有將地下水中有害物變性、吸收及降解的鐵屑或碳顆粒的活性截水墻PRB使地下水得到凈化[7]。
4.結語
我國地基處理技術發展很快,但還有許多方面需進一步研究:
(1)發展現場監測技術的研究。
(2)發展測試技術的研究
(3)促進地基處理理論方面的進一步發展。
(4)完善工法的質量檢驗手段。
(5)發展地基處理新技術,提高地基處理技術的綜合應用水平的研究。。
(6)要因地制宜合理選用處理方法。正確評價各種地基處理方法的適用性。
(7)研制新機械新材料,提高施工工藝,實現信息化施工的研究。
(8)深化施工管理體制改革,重視專業施工隊伍建設。
參考文獻
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關鍵詞:市政路橋;軟土地基;處理技術
中圖分類號:TU99文獻標識碼: A
引言
近年來,隨著市政路橋建設的迅速發展,我國各個地區根據實際情況,開展軟土地基工程的設計施工也越來越普及。路橋施工中軟土基地的處理技術給我們帶來了巨大的經濟效益,為我國路橋建設打下了堅實的基礎。但在市政路橋工程建設中,軟土地基處理效果因不能滿足實際使用要求,時常出現道路變形、沉降等現象的發生。所以,改善軟土地基處理能保障人民群眾的生命財產安全,具有十分重要的意義。
一、軟土地基的主要特征
軟土地基就是指以軟土為主要成分,同時還摻雜一些粉砂以及一些粉土混合而成的地基,這種軟土地基比較軟,所以其可塑性比較強,但是承載力比較低。如果在實際施工的過程中有軟土地基的話,就會給施工造成一定的困難,并且軟土地基的另一個特點就是其含水量比較高,所以這就使軟土地基存在很大的空隙,導致水分流失的比較快,土地也會變得比較的疏松。
二、軟土地基處理技術在橋梁公路工程建筑中的重要性
由于軟土地基的土質會在一定程度上給施工過程中的穩定性造成一定的影響,所以一般軟土地基是不適合做持力層的,而是需要對這部分軟土地基做一定的處理,從而給地基的形成打下基礎。
隨著我國市場經濟的不斷進步,旅游業的不斷發展,我國公路和橋梁建筑的項目也逐漸增多,為了能夠更好的保證我們人民的生活質量,方便人們的生產生活,國家不斷的開發橋梁及公路建設工程來保證我們更加順暢的進行生產和生活,所以就要在軟土地基的施工上和技術的處理上做得更好。
軟土是指天然含水量比較高、孔隙比較大、并且壓縮性比較高,同時其抗剪強度比較低的細粒土,這種土質一般情況下使分布在海邊以及有湖泊和河灘等等一些相對水利施工比較集中的地方,這種土質容易受到壓力變形和沉降等的影響。軟土地基在橋梁以及公路工程中的危害最主要的就是體現在公路施工上面,主要是一些橋涵構造物以及一些高路堤路段的公路上。比如一些橋頭的高路堤所發生的沉降現象,單邊膨脹以及滑移等現象都頻繁發生,所以這些現象的產生就會給橋梁的使用壽命造成一定的影響,甚至會影響到人們和車輛的安全問題,更為嚴重的就是,如果橋梁發生倒塌的話就會給附近人們生活的正常進行造成非常大的影響。所以,解決軟土地基的軟弱性問題,保證軟土地基變的更加強硬,是橋梁公路建筑項目中首先需要解決的問題。如果沒有處理好,就會影響到整個工程項目的繼續進行,嚴重影響到工程作用的發揮。但是軟土地基處理問題的解決現在還是一個很大的難題,加上我國土層資源的豐富,各個地方的情況都不相同,所以軟土地基的處理技術就相對比較難統一。在對軟土地基的處理過程中,應當對待具體問題具體分析,結合具體的軟土地基的土層情況和當地的施工造價以及工期等等具體條件作為一個結合,對幾種不同的地基處理方法在經濟和技術上做一個比較,從而得出比較適合工程來進行的軟土地基的處理技術。除此之外,還要多注意和環境的協調發展結合在一起,盡量避免由于一些軟土地基的處理而造成資源上的浪費和環境污染現象的發生。
三、市政路橋工程施工中軟土地基的處理技術
1、軟土地基的表層處理方法
1.1表層排水法
軟土地基的處理要因地制宜,如果地基處土質較好,但是含水量較大,因此采取表層排水法較為合適,具體是在填土之前進行地表的溝槽開挖作業,以排除地表水,同時對于地基表層部分的含水量也大大降低,確保工程機械順利通過,同時可以采取透水性較好的砂礫或碎石進行回填。
1.2墊層砂礫或者置換填土的處理方法
這一方法主要是針對路堤不高、土層薄、無硬殼等特點,而且具有兩面排水能力的軟土地基。這種技術的好處在于能夠使填土與基地之間形成一排水面,如果軟土地基遭遇填土的負載作用,能迅速的排水軟土地基中的孔隙水,加速軟土的凝結,降低其壓縮性,大大的提高了承受能力,從而有助于防止軟土地基中軟土剪切變形。
采用置換填土的方法,可以充分的發揮置換的作用,其具體操要求是用規定的土質重新回填。此方法雖然操作簡單,但是需要的成本也較大,一般應用在清淤回填的軟土施工中。在施工中也要注意到填土的進程,墊層厚度一般在0.5米至3米之間,一般所選取的施工材料為含泥量小于5%的整潔粗砂、中砂,或者為粒徑大于5里面的天然粒徑構成的砂礫。
1.3敷墊材料法
軟土地基土層分布不均勻的話,可以采取敷墊材料法進行軟土地基的處理。由于地基土層分布不均,有可能導致局部沉降和側向變位的現象,采取敷墊材料法進行處理可以提高地基的抗剪力和抗拉力,增強了地基的穩定性,便于施工機械順利通過,并均勻支撐其載荷,敷墊材料一般是用化纖無紡布、土工布以及玻璃纖維格柵等。
1.4添加劑法
此方法適用于表面粘性土的軟土地基,通過加入添加劑提高了地基的強度和壓縮性能,為工程機械的安全作業帶來了保障。一般所添加的材料通常為水泥和熟石灰,量的需求也要根據工程量來決定。添加劑中的石灰材料能夠降低土壤中的含水量,產生化學式的固定,更加保障了土壤的穩定性,一般使用改良土壤、水泥穩定等。如果為了改良土壤,可以在土壤中添加6%的石灰,其優點在于操作簡便,經濟實惠;如果為了水泥穩定,可以在黃土中加入3%到6%的水泥,這個造價相對較高,在黃土中添加10%到12%的石灰的石灰土是較為常見的。
2、粉噴樁加固處理法
2.1粉噴樁加固處理法在其施工之前應該對施工技術材料有所準備,具體包括:施工場地的地質報告、土工試驗報告、室內配比試驗報告、粉噴樁設計樁位圖、地面高程數據表、加固深度、停灰面高程、相關測量資料等。
2.2保證地表的平整度并對施工現場的障礙進行清除工作,比如場地低洼,應該進行粘性土的回填;如果場地不能滿足施工機械的通行條件,應該鋪設砂土或者碎石墊層以提高路基的強度;如果地基表面過軟,可以采取適當措施避免機械失穩的現象發生。
2.3施工機械和器具應該提前準備,并提前紀念性機械組裝和運轉試驗。
2.4粉噴樁的施工工藝要按照相關設計要求和施工現場情況進行確定,一般來說試樁數量為5根,試樁之后進行一些參數的確定工作,比如鉆進速度、噴氣壓力、提升速度、攪拌速度以及單位時間噴粉量等。
3、豎向排水固結法
如果軟土地基處有粘性土,可以在其地基處進行垂直排水柱的設置,一方面縮短了排水距離,使得地基排水固結效果增強,另一方面增加了地基的抗剪力和抗拉力。具體而言,豎向排水固結法由于其采用的材料有所區別而分為砂井和紙板排水,前者是利用砂井進行排水,其施工方法有打入式、振動式、螺旋鉆式及袋裝式等,此方法一般不單獨使用,往往與加載法和緩速填土法一起使用,多用于地層較厚而且粘土地質的軟土地基處理;后者對于泥炭質的軟土地基處理效果極佳;其處理范圍如下:處理填土坡面以提高其穩定性,處理路基頂面寬度以防止沉降。在進行排水砂井的設計時要提前設計好施工方法,并對砂井直徑、排水距離和改良范圍進行修正。
結束語
目前,國內市政路橋工程之中軟土地處理技術尚不完善,如何在軟土地基上更加穩固的進行路橋工程還需要我們不斷的探索,理論聯系實際,實現軟土地的合理開發與利用,解決交通問題,促進經濟的迅速發展。
參考文獻
[1]李圣彬,張國勇.軟土地基處理方法及其在公路施工中的應用[A].公路交通與建設論壇(2009)[C].2010
論文摘要:軟基處理是公路建設中的重要課題,做好軟基處理直接關系到公路的質量,交通的安全,國家的利益。下面介紹高等級公路建設中常用的一些軟基處理方法。
1 引言
軟土的物理力學性質差,具有天然含水量大、強度低和易受擾動影響等特性。高等級公路路面的造價昂貴,技術標準高,對路基變形與穩定性的要求十分嚴格。這些都使得軟土地區高速公路的變形與穩定性控制成為高速公路路基工程中遇到的主要技術難題。
1.1 沿線地質概況
合寧高速公路沿線地基土普遍具有較厚的粉砂層,構成粘性土層的很好排水通道,而粘性土層本身多夾砂或混砂,淤泥質土則呈層狀,固結系數普遍大于5×10-3cm2/s ,因此受荷后固結一般會較快完成。
2 軟基處理原則
2.1 沉降控制指標
路面采用瀝青砼路面,厚16cm ,工后沉降控制年限為15年;一般路段工后剩余沉降量不大于30cm ;與橋涵等構造物相鄰路段,差異沉降不小于10cm;橋頭路基與一般路基的過渡段長度不小于50m。
2.2 工期要求
總的施工工期為二年半時間,路基施工期控制在一年內。要求采取的處理措施,在最快的時間內,使工后沉降滿足規范規定的要求。
2.3 橋頭地基處理范圍
橋頭處理長度取5-7H(H 為填土高度 ) ,起點從橋臺中心線開始起算;橋前護坡地基處理,從橋臺中心線起算,護坡底寬2/3 范圍;小型構造物兩側考慮一定的過渡段,處理范圍一般在10m 以內。
填料選用
①由于粉煤灰灰源緊張,盡量不考慮采用粉煤灰作為輕質填料。
②小型構造物基底處理,如采用砂墊層,其厚度不宜大于1.5m 。
3 軟基處理方法
在軟土地基上填筑路堤首先應考慮的兩個問題是路堤穩定性和路堤的沉降。
公路軟基處理方法較多,一般有:砂墊層、置換法、塑料排水板、擠密砂樁等。為了保證軟土地基能正常承載,發揮其使用功能,正確的加固方法是十分重要的。
施工工藝和程序控制在加固處理軟基過程中,施工技術人員必須嚴格按照操作規程和工藝要求施工。
施工工序:清除表土排除積水挖除淤泥分層換(拋)填石頭泥墊層壓實壓實度檢驗路基分層填筑壓實度及彎沉檢測路面施工等工序。
在進行軟基處理前,應先進行石頭泥收集、就近堆放及質量檢驗,嚴格控制石頭泥的含泥量不超過20%,且所含石塊粒徑一般不超過壓實厚度的2/3,石料為軟質巖或極軟巖(強度小于20MPa),以免影響透水性墊層的設置。
由于該路段軟土層地下水較豐富且水位較高,采取在路基范圍內設置深3~4m管式滲溝,外側挖排水溝疏干路基范圍內積水。
石頭泥應逐層填筑,分層壓實。自卸汽車回填石頭泥要快速集中,并由地基中部向兩側擴展;推土機攤鋪要均勻、平整;對換填土底層應先用推土機攤鋪均勻、平整;對換填土底層應先用推土機碾壓4遍,然后再用12~15t光輪壓路機碾壓4遍,碾壓要做到緩起、慢行、穩停、走向直、速度勻,盡量避免因碾壓方式不當擾動軟土層而反彈下陷。每次碾輪要重疊一半,至重輪輪跡壓遍全寬時方為一遍。這樣石頭泥一方面在路基下層形成一個透水性墊層,替換了基底下部一定厚度的軟土層;另一方面通過塊石(片石)骨架作用達到擠密軟基,保證各組成成分經壓實后相互間嵌密實。
注意事項及質量控制在進行軟基清挖回填前,必須做好回填前的人員、機械等準備工作,做到清底、回填、碾壓一次成型。石頭泥分層回填松鋪厚度可控制在50cm以內,壓實前要注意使砂礫及泥土等細骨料填滿石塊間空隙。確定當天作業段石頭泥的填筑應填至地下水位以上。當軟基處理完畢后方可進行路基的正常填筑。
嚴格監理程序,每道工序必須經監理人員檢驗認可后方可進行施工;同時設立沉降觀測點,做好軟基施工段沉降觀測。
工程實效分析該工程共清淤回填石頭泥約6萬m3,對處理后的路基填土層進行壓實度及彎沉檢測,壓實度95%以上,彎沉145mm1/100以內,結果均達到一級公路標準。
【關鍵詞】鐵路工程;軟土地基;加固措施;邊坡防護
1 緒論
近年來我國鐵路建設開始進入高速發展時代。在過去的一年間,先后有多條新建鐵路密集開工,遇到的不良地質條件迅速增多,特別是軟土地基。高速鐵路對工后沉降的要求極其嚴格,軟土地基若不進行加固改良處理往往達不到規范規定的工后沉降限值要求。同時,我國客運專線控制路基的工后沉降及變形的技術已經比較成熟,而對邊坡防護往往重視不夠,雖然客運專線路基工程以低矮路基為主,一般情況下的病害并不會對路基的穩定性產生影響,但頻繁的維護會耗費大量的人力物力,同時產生破壞的邊坡也難與周圍的環境相協調,不符合環境保護的要求。現今針對軟土地基處理的方法較多,不同處理方法的適用范圍、處理費用、處理效果、工期是不同的。目前對于軟土地基這一處理問題上,一般來說主要有以下幾種方法,如強夯、置換、加筋、壓密注漿和復合地基等。如何經濟合理地進行高速鐵路軟土地基處理,是高速鐵路建設中面臨的重大課題。
本文首先分析了鐵路地基的處理方法,然后介紹了軟土地基的加固技術,最后介紹了鐵路邊坡防護技術。
2 軟土地基的處理
所謂軟土,從廣義上講,就是指強度低,壓縮性高的軟弱土層。根據軟土的空隙比及有機物質含量,并結合其他指標,可將其劃分為軟黏性土,淤泥質土,淤泥,泥炭質土及泥炭五類型。軟土的物理力學特性如表2.1所示
軟土通常指淤泥和淤泥質土,沖填土,雜填土,濕陷性黃土,膨脹土,土洞等。各類土的性質不同,各類地基處理方法的機理也不相同。因此必須了解軟土的特性,掌握各種處理方法的加固機理,才能把地基處理得恰到好處,以最經濟的手段達到預期的加固效果。我國地域遼闊,自然地理環境不同,土質各異,其強度,壓縮性和透水性等性質有很大的差別。其中,有不少是軟土或不良土,例如淤泥和淤泥質土,沖填土,雜填土,泥炭土,膨脹土,濕陷性黃土,季節性凍土,土洞等。在工程地質條件不良的場地上建造建筑物,或當遇有舊房改造,夾層,工廠擴建引起荷載增大,或深基礎開挖和修建地下工程時,為防止出現主體失穩破壞,地面變形和地下水滲流等現象,也都要求對地基進行處理。
近年來國內外地基處理的技術迅速發展,處理的方法越來越多,但是,我們必須針對地基土的特性以及上部結構對地基的要求,有的方矢,因地制宜地選擇處理方法。發展地基處理的技術,提高地基處理的水平,節約基本建設的投資。
土木工程建設中,不可避免地會遇到工程地質條件不良的軟弱土地基,不能滿足建筑物要求,需要先經過人工處理加固,再建造基礎。處理后的地基稱為人工地基。
地基處理的目的,是針對軟土地基上建造建筑物可能產生的問題,采取人工的方法改善地基土的工程性質,達到滿足上部結構對地基穩定和變形的要求。這些方法主要包括:提高地基土的抗剪強度,增大地基承載力,防止剪切破壞或減輕土壓力;改善地基土壓縮特性,減少沉降和不均勻沉降;改善其滲透性,加速固結沉降過程;改善土的動力特性,防止液化,減輕振動;消除或減少特殊土發不良工程特性。
近幾十年來,大量的土木工程實踐推動了軟弱土地基處理技術的迅速發展,地基處理的新技術、新理論不斷涌現并日趨完善,地基處理已成為基礎工程領域中一個較有生命力的分枝根據地基處理的基本原理,基本上可以分為如表2.2所示的幾類。
但必須指出,很多地基處理方法具有多重加固處理功能。
3 鐵路軟土地基的具體加固措施
對軟土地基1米深范圍內根據其特點可以采取以下加固措施:
3.1 換土墊層法:該工程軟土上部沒有硬殼,軟土本身又比較薄,便于排水情況下,可以采用人工或機械開挖等方法全部挖除表層淤泥質粉質粘土(1m),填以強度比較高的滲水土,滲水土取自專門設置的取土場,處理方法不留后患,效果最好。同時,軟土較厚處在路堤兩側可以設置木樁.板樁.鋼筋混凝土樁或片石齒等,以限制地基的側向變形。
3.2 排水砂井法:排水砂井(如下圖3.1所示)也是一種很好的提高軟土地基強度的方法。它是利用各種打樁機具擊入鋼管,或用高壓射水.爆破等方法在地基中獲得按一定規律排列的孔眼,并灌入中.粗砂而成。由于這種砂井在飽和軟黏土中起排水通道的作用,故稱為排水砂井。砂井頂面應鋪設砂墊層或砂溝,以構成完整的地基排水系統。軟土地基設砂井后,改善了地基的排水條件,縮短了排水途徑,因此地基承受附加荷載后,排水固結過程大大加快,進而使地基強度得以提高。用砂井加固軟土地基,對于提高地基承載力是有效的。
3.3 化學加固(注漿)法:指在利用化學漿液,水泥漿液,粘土漿液,采用灌注壓力,高壓噴射或深層攪拌等手段,使漿液與土粒膠結起來,以改善地基土的物理和力學性質的地基處理方法。注漿法是指利用一般的液壓,氣壓或電化學法通過注漿液注入地層中,漿液以填充,滲透和擠密等方式,進入土顆粒間的孔隙中或巖石裂隙中,經過一定時間后,將原來松散的土粒或裂隙膠結成一個整體,形成一個強大,防慎性能高和化學穩定性良好的固結體。
注漿材料可以分為粒狀懸浮漿液和液態化學漿液兩類。
粒狀懸浮漿液包括水泥漿,水泥粘土漿,水泥砂漿,水泥粉煤灰漿等。這些材料容易取得,價格低廉,無毒性,對環境無污染。但由于顆粒較粗,可灌性受到限制,對粗砂以下的土不易取得良好效果。液態化學漿液的種類很多,可以分為有機和無機兩大類。這些材料易注性好,但一般價格較貴,都有毒性,易造成對環境的污染,其中水玻璃是無毒的,因此是常用的加固材料。注漿法可以減小地基土的透水性,防止流沙,鋼板樁滲水以及改善地下工程的開挖條件,還可以提高地基承載力,減少地基的沉降量和不均勻沉降。
4 鐵路工程中的邊坡防護
4.1 概述
路基在水、風、冰凍等因素下,經常發生變形和破壞,例如,邊坡的表土剝落,形成沖溝以及滑蹋等。為了保證邊坡的穩定性,處做好排水工程外,還必須采取有效的措施,對粘土、粉土、細沙、及容易風化的巖石路基邊坡,進行必要的防護與加固。防護與加固的重點是路塹邊坡,尤其是地質不良與水文地質不良地段的路塹、容易受水沖刷的邊坡、不穩定的山坡更應該重視。防護與加固工程不僅可以穩定路基,而且可以美化路容,提高公路的使用品質,例如植物防護可以消滅施工痕跡,使景觀協調,形成良好的視覺效果。路基防護與加固的方法,一般可分為坡面防護和沖刷防護兩類。
4.2 防護的一般要求
4.2.1 路基防護應按設計、施工與養護相結合的原則,深入調查研究,根據當地氣候環境、工程地質和材料等情況,因地制宜,就地取材,選用適當的工程類型或采取綜合措施,以保證路基的穩定。不要輕易取消或減少必要的防護工程措施,而給養護管理遺留繁重的工作量。
4.2.2 對于水流、風力、降水以及其他因素可能引起的路基破壞的,均應設置防護工程。在沖刷防護設計中,要綜合考慮,使防護工程收到更好的效果。
4.2.3 在不良的氣候和水文條件下,對沙土、細沙與易于風化的巖石邊坡,以及黃土和黃土類邊坡,均宜在石方施工完成后及時防護。對路塹邊坡根據邊坡巖層組成及坡面弱點分布情況考慮全面防護和局部防護。
4.2.4 對于沖刷防護,一般在水流流速不大及水流破壞作用較弱的地段,可在沿河路基邊坡設砌石護坡,以抵制水流的沖刷作用和淘刷。需要改變水流或提高坡腳處粗糙率,以降低流速、減緩沖刷作用,可修筑壩類構造物。
4.2.5 坡面防護一般不考慮邊坡地層的側壓力,故要求防護的邊坡有足夠的穩定性,但護面墻可用于極限穩定邊坡。
4.2.6 對高而陡的防護構造物,設計時要考慮設置便于維修檢查的安全設施。
4.3 鐵路工程邊坡防護的方法
4.3.1 種草
種草防護適用于邊坡穩定,坡面沖刷輕微,且宜于草類生長的土質路堤或路塹邊坡,用以防止表面水土流失,固結表土,增強路基的穩定性。經常浸水或長期浸水的路堤邊坡,種草不宜生長,不宜采用此種方法。邊坡上已經扎根的種草防護,可容許緩慢流水(0.4~0.6m/s)短時沖刷。
4.3.2 鋪草皮
路基坡面上鋪草皮防護,其作用與種草防護相同,前者使用時要求當地有足供挖去使用的草皮地段,但在邊坡較高陡和坡面沖刷較嚴重的地方,鋪草皮比種草防護收效快。
我國大部分鐵路位于沖積平原上,地形平緩,地表有機質含量較高,有草皮覆蓋,并且路基全部是填筑的路堤形式,邊坡坡度為1:1.5左右。適合采用平鋪草皮的方法進行路堤坡面防護。填筑路基前先鏟除地表草皮,對草皮人工養殖,待路堤填筑壓實滿足要求后,將草皮切成整體塊狀,移鋪到坡面上,應自上而下鋪設,并用竹木小樁將草皮釘在坡面上,使之穩固這種方法可以減緩地面水流速度,防止坡面沖刷,調節邊坡土的溫濕狀況,美化路容,協調環境,是一種經濟環保的坡面防護方法。
4.3.3 植樹
在路基邊坡上合理地植樹,對于加固路基有良好的效果。也可和種草。鋪草皮配合使用,使坡面形成良好的防護層。植樹適用于土質邊坡及嚴重風化的巖石邊坡和裂隙粘土邊坡。但對鹽澤土,經常浸水及經常干旱的邊坡及粉質土邊坡不宜采用。植樹的作用有:
(1)植樹可以加強路基的穩定性。
(2)降低流速,防止和減少水流對路基的沖刷。
(3)植樹能防風、防沙、防雪。
(4)植樹可以美化路基、調節氣候、并可獲得部分木材,增加收入。
4.3.4 抹面與捶面
易于風化的巖石,如頁巖、泥巖、泥灰巖等軟質巖層的路塹邊坡防護,可以用混合材料抹面。對于受沖刷的邊坡和易風化巖石坡防護可用混合材料捶面。抹面或捶面的邊坡坡度不受限制,但不能承受土壓力,故要求邊坡必須是穩定的,坡面應該平整干燥。常用的抹面材料有石灰爐渣混和灰漿、石灰爐渣三合、四合土及水泥石灰砂漿,常用的捶面混合材料有水泥爐渣混合土、石灰爐渣三合、四合土。
4.3.5 砌石護坡
對緩于1:1的各種土質、土夾石及巖質邊坡,坡面受地表水流沖蝕產生沖溝、泥流、小型表層溜塌,均可采用砌石護坡防護。為了節省片石及水泥,最常見的是漿砌片石骨架護坡或混凝土骨架護坡,其內鋪草皮或三合土,四合土捶面代替漿砌片石或混凝土。如草皮和捶面護坡一脫落,也可用方格形或拱形的漿砌片石骨架進行加強。
5 結論
隨著我國鐵路體系的發展,鐵路工程中復雜地質環境施工越來越多,其中軟土地就是一種。本文主要研究了鐵路工程中軟土地基的加固措施以及軟土質路堤邊坡的加固防護形式。研究軟土地的鐵路施工對提升鐵路整體工程質量、
減少維護費用具有重要的意義,希望本文能夠對這方面的研究起到一定作用。
參考文獻