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公路软基处理中堆载预压法的应用

2018-06-22张学康常作众

科学与财富 2018年15期
关键词:工程概况软基处理

张学康 常作众

摘 要: 目前我国社会经济发展速度越来越快,人们生活质量也在不断提高,机动车保有量逐年攀升,在国民经济增长过程中公路工程承担着更大的交通压力,因此对其施工质量也提出了更高的要求。堆载预压法的应用,可有效提高路基强度、承载能力,降低路基沉降,实现路基加固的目的。在具体施工过程中应严格按照相应的施工工艺进行施工,保证其施工质量,满足车辆通行需求。

关键词: 软基处理;堆载预压法;工程概况

一、工程概况

某公路工程,地下存有淤泥层,厚度为2.9~7.5m。因工程建设所需,软基处理可选用堆载预压法施工,要求处理后在150mm以内控制道路工后沉降。按照当前实际荷载,可进行堆载荷载的合理设计,同时为减少堆载预压时间,需进行塑料排水板设置,进行竖向排水。处理时,必须实时监测地基沉降、孔隙水压力等参数,且按照沉降量实际测量结果,进行处理方法可行性的判定。本路段地质条件较为简单,按照由上到下的顺序各层依次为素填土(0.5~3.3m厚)—淤泥(2.9~7.5m厚)—粘土(0.7~6.1m厚)—淤泥质砂土(0.9~3.4m)。

本施工段道路结构层荷载、交通荷载都为15kpa,两者总和为30kpa,要求在150mm以内控制运行阶段工后沉降量,为此,可选取30kpa作为预压荷载,预压时间最少为3个月。主要水平排水层为砂垫层,且在1m左右控制砂垫层厚度。选取等边三角形布设塑料排水板,基于经济性原理,可在1.2m左右控制塑料排水板间距。

二、堆载预压法的概况

堆载预压法是指在地基中设置排水通道-----砂垫层和竖向排水系统,以缩短土体固结排水距离,在地基表面分级堆土或其他荷载,达到预定标准后再卸载,使地基土压实、沉降、固结。地基在预压荷载作用下排水固结,地基产生变形,地基强度得以提高,卸去预压荷载后再建造建(构)筑物,不仅地基承载力提高,而且施工后沉降小。

三、公路软基堆载预压法施工准备

1、场地平整

在机械设备进入施工现场后,选取挖掘机将原地面向路槽底部标高位置进行开挖,并进行50cm土层换填,在场地平整后,可进行砂垫层铺设,一般情况下,要求砂垫层含泥量必须控制在5%以下,要求通过自卸车在施工区域外卸料,选取推土机进行砂垫层摊铺施工,选取横断面全宽、纵向摊铺的方法进行施工,为缩短摊铺整平作业时间,填料可通过大型推土机进行粗平,随后选取人工的方式对局部位置进行找平施工。完成填筑路段摊铺作业后,按照放样点位对填铺厚度加以有效控制,并做好静压作业,机械可选取轻型压路机。

2、测量放样

按照设计图纸进行测量放样施工,要求在1cm以内控制其偏差。选取全站仪进行测量定位,对路基底层边线进行测定,且将其位置、尺寸标注清楚,此类控制点需做好施工保护工作,为验收复核提供便利。

四、公路软基堆载预压法施工工艺

1、堆载预压施工

由基床表层下方开始堆载预压施工,严格按照地质情况、加固方案及路基填挖高度等条件进行堆载预压高度的确定。一般情况以2.4到4m之间为准备,填高在8m以上部位,可适当增加堆载预压高度。

(1)完成路堤—基床底层填筑作业后,需将一层土工织物全铺到填筑面,搭接宽度为0.3m,为均匀预压,及时卸除土方及避免路基污染提供有利条件,随后进行预压荷载填筑。

(2)填筑预压土时,选取轻型机具摊铺后进行第一层填筑土压实,严禁土工织物被损坏,且在0.89以上控制压实系数。一般不得选取淤泥土、垃圾土作为填料,压实作业后湿容重每立方米可控制在18.2kN以上,为保证预压荷载符合设计要求,容重、压实度需纵向间隔200m抽检一次。

(3)逐级施加堆载预压荷载,保证各级荷载施加后地基具有良好稳定性。通常情况下,需在0.4m以内控制各层预压土填筑厚度,完成上述作业后,即可选取中型碾压机械进行施工,做好平整、碾压工作。根据工程实际情况,合理确定预压土填筑横断面边坡坡率。完成填筑作业后,用土压好土工布,避免预压土大量流失,造成坡面污染。

(4)预压土卸載。预压时间达到一定时间后,需及时分析工后沉降情况,并对卸载时间点进行预测,如与节点工期规定不符,则需适当调整预压高度及时处理。待预压满足设计时间时,可根据工后沉降分析数据,待各方确认后,即可分层卸载预压土,卸载环节严禁对完工路基造成损害。

2、施工监测

(1)工后沉降监测

预压环节需连续监测路基沉降变形,按照检测结果对地基最终沉降量的完成时间进行分析,并对工后沉降进行评估,待满足设计要求后,即可进行卸载施工。根据施工具体情况,施工监测内容主要是工后沉降量,其为软基处理效果评价的主要指标之一。为监测工后沉降,基础将若干沉降板埋设到施工场地。因总沉降量-施工期沉降量=软基工后沉降量,由此可见,工后沉降计算的根本条件为总沉降量,为此,可选取分层总和法进行总沉降量计算。而施工期地基沉降量=平均固结度x总压缩沉降量。按照堆载预压施工条件,在施工场地内选15个计算点,对其地基沉降量进行计算,结果显示,516~807mm为地基总沉降量范围,663mm为平均值;58~149mm为工后沉降量范围,107mm为平均值,由此可见,工后沉降满足设计要求。

(2)孔隙水压力监测

软基堆载预压处理过程中,不仅要做好工后沉降监测,还需监测孔隙水压力。利用观察、测量软土不同深度淤泥的孔隙水压力增长、消散变化,对软土有效应力、固结完成情况进行监测,进而对加载速率进行有效控制,且达到提高路基稳定性的目的。

本工程孔隙水压力监测孔共设4个,其中第三个监测控制在8号沉降板周围设置,第四个监测孔在2号沉降板周围设置,按照深度实际情况,在各个监测孔内进行孔隙水压力计设置,设置量都为3个。通过观测得出:

第一,加载至60d时进行预压,在加载环节孔隙水不断增长,出现超孔隙水压力,伴随土体恒载过程中逐步固结,且超孔隙水压力逐步减小,直至消失。

第二,-6.4~10.0kpa为超孔隙水压力最终值,完成监测后,超孔隙水压力消散殆尽,基本完成场地固结施工。

第三,3.9~10.0kpa为第三个监测孔超孔压,90%为8号沉降板固结度,-6.4~2.1kpa为第四个监测孔超孔压,94%为10号沉降板固结度,则表明不断增加超孔隙水压力,则固结度反而下降。

五、结束语

综上所述,为了满足经济发展的客观需求,公路工程施工质量要不断的提高。在公路工程施工过程中,对公路软基施工有着较高的要求,如果软基加固的方法选取不当,不但会影响地基的稳定性,严重的话还会导致地面沉降。堆载预压法与其他的软基技术相比,它有着更好的加固效果,而且这种施工方式更加经济实惠,具有很强的经济性。

参考文献

[1]罗皎.对加固软基中堆载预压法应用的多个问题解析[J]. 华东公路. 2013(03) .

[2]何宝锋,魏报春,张慧明. 公路施工中的软土路基处理技术[J].黑龙江交通科技. 2014(01).

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