時間:2013年01月05日 分類:推薦論文 次數:
內容摘要 :軟土路基在路橋建設領域非常多見,特別是在廣東沿海地帶,軟基處理已成為公路建設的一個技術難關,它已是工程造價的重要組成部分,本文通過結合從莞莞高速公路惠州段一標施工實踐進行仔細分析,提出了一些看法及建議。
關鍵詞:公路 軟基 處理 分析 探討
Content abstract: Soft soil subgrade construction in luqiao field is very rare, especially in the coastal areas of guangdong area, soft foundation treatment has become one of the highway construction technical difficulties, it already is an important part of the construction cost, this paper by combining enterprise from enterprise highway construction practice a standard for huizhou careful analysis, and put forward some opinions and Suggestions.
Keywords: highway, soft foundation, treatment, analysis, discuss
中圖分類號:U412.36+6 文獻標識碼:A 文章編號:
廣東省屬于沿海地區,常有厚度不等、承載力較低的高壓縮性淤泥或淤泥質土,呈塑性,強度極差。在這種地基上修建路橋,如果處理不好,就可能出現地基的局部破壞乃至整體滑動等失穩現象。這種情況一般需要進行軟基處理,軟基處理工程費用在公路項目建設中占工程總造價的比例非常可觀,這是造成沿海地區修建路橋工程往往比內地高出很多的致命原因。軟基處理在我國是在近代隨著經濟飛速發展,在工程建設中逐漸摸索發展成熟起來,特別是真空預壓,它是在“七五”期間,該法被列為國家計委重點推廣新技術的第28項,同時被列為“七五”期間交通部《通達計劃》推廣新技術項目之一。
通常,路橋工程軟基處理采用的方法有換填法、水泥攪拌樁復合地基、袋裝砂井、真空預壓及堆載預壓等等,因工程施工環境與條件、項目等級與工期要求、成本控制等因素的影響,根據不同的工程特點會采用不同的處理辦法。水泥攪拌樁、真空預壓及堆載預壓進行軟基處理已在路橋工程得到廣泛運用。在這里本人通過結合從莞高速公路惠州段一標施工實踐進行仔細分析,提出了一些看法及建議。
一、工程概況
從莞高速公路惠州段的建設,對完善區域公路網布局,加強珠江三角區東北部地區特別是東莞(東部)、惠州(西面)、深圳及廣州(東北部的增城、從化)等地的交通往來,帶動珠江三角洲經濟區的產業結構調整,促進區域經濟協調發展具有重要意義。本項目起點位于增城市增江街周山村與增從高速公路銜接,往南經博羅縣福田鎮、石灣鎮、園洲鎮,終于惠州市與東莞市地域分界線與從莞高速公路東莞段起點相接,路線全長約30.905m,采用雙向六車道高速公路標準設計,路基寬度33.5m,設計時速100Km。由于路線臨近東江位于地基為深層淤泥地段,路基段設計采用了軟基處理。根據現場條件、結構物位置等原因分別采用了水泥攪拌樁、真空預壓、堆載預壓等方法。除了在結構物(含橋頭)處采用了水泥攪拌樁(其中因中央分隔帶有高壓線采用高壓旋噴樁)以外,右幅其他部位全部采用真空預壓,左幅在原有道路基礎上擴建,采用了堆載預壓處理。本工程總造價163200萬元,其中軟基處理就占了12106萬元。
二、幾種軟基處理方法的定義和機理
水泥攪拌樁是用于加固飽和軟粘土地基的一種技術,它利用水泥作為固化劑,通過深層攪拌機械,在地基深處將原狀軟土和水泥強制攪拌,經過物理化學作用生成一種特殊的、具有較高強度、較好變形特性和水穩定性的混合柱體,它對提高軟土地基承載力、減少地基的沉降量有明顯效果,是一種人工復合地基,攪拌樁是復合地基的主要承載部分。
真空預壓法是在地基表面鋪設密封膜,通過特制的真空設備抽真空,使密封膜下砂墊層內和土體中垂直排水通道內形成負壓,加速孔隙水排出,從而使土體固結、強度提高的軟土地基加固法。真空預壓法適用于加固淤泥、淤泥質土和其他能夠排水固結而且能形成負超靜水壓力邊界條件的軟粘土。抽真空時,先后在地表砂墊層及豎向排水通道內逐步形成負壓,使土體與排水通道、墊層之間形成壓差;在此壓差作用下,土體中的孔隙水不斷由排水通道排出,孔隙水壓力隨之降低、有效應力增長,從而使土體固結壓密。目前,真空預壓法已在港口工程、石油、化工、建筑、公用事業和機場等工程中得到實際應用,取得了良好的技術經濟效果。
堆載預壓與真空預壓原理相似,所不同的是它不采用抽真空加速土體排水,而直接采用填土加載形成負壓促進土體排水固結,提高軟土地基承載力的方法。
三、幾種軟基處理對比分析與探討
1. 適用條件及對周邊環境影響
幾種軟基處理有不同的使用環境,設計時應綜合考慮周邊的環境條件
分別采用不同的處理方案。真空預壓一般適用在野外修建公路大面積軟基處理的情況,因抽真空時土體孔隙水快速排出發生固結,往往會導致工程以外周邊也發生沉降、地面開列,所以它不適用在建筑物密度大的城市中心。惠州從莞高速沿線軟土主要為第四系沼澤相、海陸交互形成了軟基,抽真空所排出的水是咸水,會對周邊環境一定程度的污染。堆載預壓適用條件較廣,但往往受工期的限制而沒被采用。在K8+618左幅為廠房倉庫,該段右幅原設計為真空預壓,在抽真空前期引起了倉庫地面不同程度的沉降,為了保證結構安全,最后經過現場會議討論,停止抽真空改用超載填砂預壓。水泥攪拌樁適用范圍最廣,但往往受投資限額的限制而不被采用。從莞高速惠州段位于剛開發的郊區,周邊大部分為農田,建筑物少,因此該工程軟基處理方法主要采用真空預壓,鑒于左副受舊路的限制,且從施工組織設計上考慮理論上不屬于關鍵線路(不影響總工期)而采用堆載預壓,橋涵結構物處為避免發生工后殘余沉降影響結構安全及橋頭跳車而采用了水泥攪拌樁復合地基。
2. 工程費用
工程費用往往是選擇軟基處理方法的關鍵控制因素之一。但不同的處理方法會有不同的工程成本,采用堆載預壓工藝簡單,在填砂墊層、打豎向塑料排水板后回填路基土方或采用超載(填土標高高于設計填土標高,待沉降穩定后再卸載),這樣成本往往較低,即使是超載預壓,如果工期允許還可以通過合理施工組織安排待沉降穩定后卸載土方就近利用作路基填土。真空預壓費用較高,需要埋設縱橫向排水設施、真空泵等,一般還要2~3個月時間的連續抽真空耗電,所以費用較高。水泥攪拌樁費用最高,因其每米需要消耗水泥約50kg。經過統計計算,本工程采用堆載預壓費用為52元/m2(不超載情況),真空預壓為135元/m2,水泥攪拌樁為320元/ m2(以上單價均未包括墊層及土工格柵)。從莞高速惠州段因考慮軟土層達到20m深,為保證工期又節約成本所以設計主要采用了真空預壓。在K8+618~K8+828段左幅離路邊15m為廠房,廠內有幾十幢的8層高宿舍樓及部分廠房,該段右幅屬于魚塘段,原設計采用真空預壓。廠方提出為保證員工生命財產安全,該段禁止采用真空預壓軟基處理,要求變更采用其他方案。經業主、設計院等四方現場會議后確定變更采用水泥攪拌樁處理,工程造價增加了185萬元。K8+800處的原設計采用真空預壓,但因它同324國道相交,連接石灣、福田、沙埔鎮,沿線建筑物較多,之前主線真空預壓施工帶來了破壞農田、沿線建筑物等一系列賠償問題非但節約了工程成本,還耽誤了工期,為了保證高架橋及沿線建筑物結構安全,避免發生類似之前抽真空遺留問題,經過監理、業主、設計院現場會議洽商,最后也變更為水泥攪拌樁,費用增加了455萬元。
3. 地基處理效果
水泥攪拌樁軟基處理主要是通過水泥固化劑與淤泥土體結合發生物理化學變化而產生強度,依靠這些群樁體提高地基承載力,它跟淤泥性質有關,含砂率高它成樁強度也高,但最關鍵的是按照施工前的試樁總結出的參數,根據設計長度和間距控制好施工,杜絕偷工減料,往往會達到很理想的處理效果,通過單根樁體垂直承載力試驗,承載力可達到160kN~180kN,復合地基承載力達到250kPa~300kPa。真空預壓軟基處理要達到設計要求,必須從打塑料排水板、埋管、鋪真空膜到抽真空嚴格控制施工質量,任何一工序都不能馬虎,否則要達到設計要求難度甚大。通過塑料排水板排盡孔隙水更是不可能,特別是在超過20m深淤泥層,在中間段排水效果往往不太理想,施工完畢在較長時間內仍然會發生殘余沉降。堆載預壓更需要時間的考驗。可見,選用水泥攪拌樁處理效果要比真空預壓、堆載預壓好。
4. 工期
不同的處理方法會產生不同的施工進度。水泥攪拌樁施工施工工期最短,次之是真空預壓,最長是堆載預壓。水泥攪拌樁復合地基與橋梁工程樁基礎情況相似,只要施工完畢達到強度齡期就可以進行下道工序施工,一般施工完畢需要一個多月就可以施工排水管道等下道工序,但真空預壓打完排水塑料板后還要進行鋪設縱橫向過濾排水管、真空膜等一系列工序,從抽真空至沉降量達到設計沉降要求(本工程沉降量1.5~2m)需要約3個月時間。而采用堆載預壓工期最慢,因其受填土速度的制約,沉降量達到設計要求一般需要6個月~1年。從莞高速惠州段一標涵洞及橋頭40m范圍全部采用水泥攪拌樁,在水泥攪拌樁施工完畢強度達到要求經檢測合格后很快就可以開挖施工。真空預壓設計沉降量一般為1.5~2m,處理最快的也需要3個月,雨污水排水管基底采用真空預壓處理全部在真空預壓處理后才開挖施工。埋設在左幅人行道下的電力管廊因工期緊迫,原先基底采用堆載預壓也變更為水泥攪拌樁。
5.結語
通過對從莞高速惠州段一標采用的三種軟基處理方法進行統計分析,各項技術經濟指標比較如下表:
項目 處理方法 |
適用范圍 | 工期 | 造價 | 處理效果 | 對周邊環境影響 | 備注 |
1.水泥攪拌樁 | 最廣 | 最短 | 最高 | 最好 | 一般 | |
2.真空預壓 | 最小 | 較短 | 較高 | 較好 | 最大 | |
3.堆載預壓 | 較廣 | 最長 | 最低 | 一般 | 最小 |
可見,幾種軟基處理都有自己的優點和缺點,設計時應該分析實際不同情況選用不同的處理方法,要從工程工期、投資控制、現場條件選用合適的,否則得不償失,選擇不當即拖延工期、浪費資源。
以上是本人在從莞高速惠州段建設工程中軟基處理總結出來的一些經驗和看法,可為一班之見。在今后的實踐工作中,本人與同仁們將繼續深入系統地探討與研究,力爭使之盡善盡美。
參考文獻:
[1].《公路工程質量檢驗評定標準》JTJ071-98;
[2].《公路軟土地基路堤設計與施工技術規范》JTJ017-96;
[3].《公路路基施工技術規范》;
[4]. 從莞高速惠州段一標施工技術規范、相關造價資料等。