高速公路特殊路基的施工处治.pdf

第 2 5卷 第 3期 2 0 0 7年 5月 市 政 技 术 mu n i c i p a l e n g i n e e ri n g t e c h n o l o g y vo 1 2 5 no 3 ma y ， 2 0 0 7 文章编号 ： 1 0 0 97 7 6 7 ( 2 0 0 7 ) 0 30 1 7 80 2 高速公路特殊路基的施工处治 钟文浪 ( 广东省基础工程公 司， 广东 广州 5 1 0 6 2 0 ) 摘要 ： 针对处 治软土路 基取 得的实际效果 ， 总结 了特殊路基施工 中采用反压护道 、 密集袋装 砂井固结 、 变桩距协调沉 降以及对腐木层和高液性土的几种 处治方法 。 关键词 ： 密集砂井 ； 反压护道 ； 高液性土； 处治 中图分类号 ： u 4 1 6 1 文献标识码 ： b tr e a t me n t o f s p e c i a l ro a d b e d f o r ex p r e s s wa y co n s t r u c t i o n zhong w e n -l a n g 在高速公路施工中， 特殊路基处理得成功与否 ， 将 对整个工程质量和进度 ， 甚至造价的控制都起着至关 重要的作用 。比如软土路基的处理、 高液性土的处置 与利用 、 高挖高填段的处置与防护措施等等 ， 本文根 据施工实例 ， 对几种常见特殊路基的处置与利用做进 一 步 阐述 ， 对同类工程的施工有一定借鉴作用。 1工程 实例 某高速公路全长 4 5 6 k m， 其中软基路段约为 1 7 k m ( 淤泥总厚度小于 8 m 的路段约为 1 0 k m，- 1 8 m 的 约为 7 k m) ， 且沿线软土分布广泛 。由于该路线软土 分布情况较为复杂 ， 范围广泛 ， 淤泥性质差 ， 而高速公 路要求路基 的稳定和工后沉降标准较高， 再加上该工 程工期紧张 ， 因此 ， 软土路基的处理工作成 为整个工 程 的重 点 。 1 1 腐 木层 的处 理 地质报告显示 ， 该线路部分路段存在腐木层。该 层黏聚力 和摩擦角较大 ， 但 空隙率 2 0 ， 具有很高 的 压缩性 ， 埋深一般为 5 1 0 m， 厚度为 2 7 m。 由于腐木 层埋置较深 对路基 的稳定性影响不大 ， 因此 主要 问 题是解决沉降。针对这一点 ， 设计时参考软弱土常规 处理方法 ， 采用袋装砂井+ 超载预压的方法进行处理 ， 收稿 日期 ： 2 0 0 6 1 2 2 1 作者 简介 ： 钟文浪( 1 9 7 3 一 ) ， 男， 广东兴宁人， 工程师， 主要从事现场 施 工项 目管理工作 并适 当加大超载高度和保证 足够的预压时间来减少 工后沉降。 同时在施工过程中， 埋设相应的沉降和稳定 观测设备作进一步观测 ， 并对所收集的数据进行整理 作 出合理的判别来控制填土速率 ， 以保证路基施工过 程的稳定性 。同时也为以后类似的工程提供一定的参 考资料。 1 2反压护道+ 密集袋装砂井固结处理 该高速公路 k 7 k 9路段填土高而软土深 ，且 淤 泥性质特别差 ， 强度低 ， 渗透系数和固结系数均较软 弱土小 ， 其 中， 固结系数 c h 在 0 3 x 1 0 - 3 0 5 x l o 。 c m 2 s ， 比常见的软土地基要低 1 个数量级 。 由于该高速公路 工期紧迫 ，设计采用 了反压护道+ 密集袋装砂井加密 的处理方法 以确保工程稳定且缩短软基固结 的时 间。 事实证明这一处理方法是成功的。 根据巴隆的砂 井 固结理论 ， 随排水路径的减小， 在相同的时间内， 固 结度增大 ， 但 当砂井间距 减小到一定程度时 ， 则对固 结度的增长贡献降低 。 而且砂井过密将导致施工时对 软土扰动过大 ， 造成强度 降低等不利后果 ， 反而不利 于工程 的建设 ， 因而必须选用合理 的砂井间距 ， 才能 保证满意的固结效果。 固结度与井径比的关系统计见 表 1 。 由表 l可知 ， 随着井径 比的减小 ， 固结度逐渐增 加 ： 当井径 比在 1 5以上时固结度增加 明显 ， 在 1 2以 下时， 增加不明显 ， 这表明再减小砂井间距 ， 对软土的 维普资讯 2 0 0 7年第 3期 高速公路特殊路基的施工处治 l 7 9 表 1 固结度与井径比的关系统计 固结效果影响不大 ， 选 1 3 5 ， 与之相应 的砂井间距为 9 0 e m， 其 固结效果显著 ， 未发现有失稳问题。 1 3 用变桩距的设计方法协调沉降 该工程桥涵结构物众多 ，且大部分处于软基路 段 ， 为减小桥头跳车现象 ， 保证行车平顺 ， 设计时在桥 头处采用了变桩距水泥搅拌桩 的方法 ， 使处理后 的土 体压缩性明显减小 ， 抗侧向变形能力显著提高。这对 于桥头部位的软土可明显防止其对桥台桩基 的侧 向 挤压， 同时水泥的固化时间较短 ， 虽然处理费用较高 ， 但 在争取时间的前提下也不失为一种有效的软基处 理方法。不过利用该方法应该注意 ： 如果碰到软土层 厚的路段 ， 当搅拌桩尖未穿透软土层时 ， 非但不能改 善土的性质，反而会 因为上部处理土层重量的增加 ， 排水条件的改变。 促使未处理的软土层发生沉降进而 导致路基沉降。因此 ， 采用该方法施工时应把握好地 质情况 。 最好穿透整个软土层。 水泥搅拌桩的施工工艺有湿喷和干喷 2种。 在软 基深而且软土性质较差的路段 。 采用湿喷工艺能达到 更高的质量要求。从试桩情况看 ， 湿喷工艺在含水量 高的情况下可适当增加水泥用量 。 而且容易在水泥 中 添加早强剂和生石灰等材料 。 更易改善与淤泥结合的 成桩条件 。湿喷 2次 ， 搅拌 4次 ， 以确保水泥均匀搅 拌 ， 成桩率可达 9 0 以上。而干喷工艺受机械条件限 制 ， 喷粉均匀性和搅拌 的充分性难 以保证 ， 成桩率仅 在 5 0 左 右 。 1 4 高液限土的处置与利用 高液限土透水性很差 ， 干时坚硬 ， 不易挖掘 ， 遇水 软化 ， 强度急剧降低 ， 并具有较大的可塑性 、 黏结性和 膨胀性 ， 毛细现象显著 ， 浸水后 能较长时间保持水分 ， 因而承载力很小 ，在干湿循环过程中极易产生裂缝 ， 故一般不 宜作为路堤填料 。该土主要分 布于 k1 7 k 4 2公里处 ， 几乎贯穿整个挖方路段 ， 在当地土资源 宝贵 ， 外借 土多为高液性 土质 的情况下 ， 施工时对不 同的路段采取 了不 同措施。 ( 1 ) 填 方段 加强排水设施， 增设 4 0 6 0 c m的砂垫层， 以利 于排水和隔离毛细水 的上升。 高液性土应填筑于不受 水位影响的区域 ， 最好是路堤干燥区。 高液性土难于压实， 浸水后承载力小， 施工中 要严格控制。 不得做上层路床汽车荷载影响区的填料。 高液性土具有崩解性和膨胀性， 因此坡面必须 包边 。 以提高路基的抗冲刷能力。 高液性土浸水后能较长时间保持水分， 且凉晒 时间长 ， 因此路堤横坡必须加大到 4 6 ， 以利于施 工期排水。而且晾晒到最佳含水量后方可碾平。 ( 2 ) 挖方 段 对于土质满足设计要求的， 采用路面增设 l 5 2 0 c m未筛分碎石垫层的方法 以增强排水 。 对于土质不满足设计要求的，采用换填 5 5 7 0 c m未筛分碎石垫层 的方法 以增强路基强度及稳 定性和排水 。 在地下水较丰富的路段设置渗沟将汇集到的 地下水 ， 排到路基范围以外 ， 降低地下水 位以保持路 基干燥 。本项 目渗沟尺寸为 6 0 c m 8 0 c m， 而且路 面 碎石垫层与渗沟连通 。 以增强排水效果 。 2结语 ( 1 ) 高速公路施 工中， 软基路段应 根据软土 的性 质和施工工期综合确定相应的处理措施 ， 如加密砂井 间距 、等载或超载预压和保证充足的预压时间等 ， 都 是减少工后沉降行之有效的办法。 ( 2 ) 具有一定粗颗粒含量的高液性土可作为距路 槽 1 8 0 c m 以下范围的填料 ， 但应加强防 、 排水设计 ， 同时要尽量避免雨季施工， 以保证最佳含水量和压实度 。 ( 3 ) 挖方路段不符合规范要求的土一定要用水稳 定性和透水性 良好的材料换填 。 同时要做好地下排水 设施如盲沟和排水垫层的设计 ，使它