某高速公路不良地质处理施工secret.doc

某高速公路不良地质处理施工1 软土工程特性软土平均含水量为6315 % ,天然孔隙比为115 ,直快剪c = 616 kPa、= 5145,具有“三高三低”的特性,即高含水量、高孔隙比、高压缩性及低强度、低渗透性、低固结系数,工程性质很差。软土以淤泥为主,个别路段由淤泥质粘土为主。全线软基路段填土在3 5 m 之间, 部分桥头路段填土高达7815 m。在软土性质如此差的路段修建这么高的路堤,必须做好勘察设计工作。2 设计断面参数的取得和整理鉴于沿线软土分布广泛,除采用常规勘察方法外,还有针对性地进行了软基的专门勘察,用薄壁取土器采取土样,野外用十字板和静力触探对软土进行原位试验,以获取设计所需的计算参数。计算参数的准确程度,将直接影响到设计成果的可靠性和工程投资,目前获得地质计算参数最常用的方法仍然是传统的地质钻探法。然而,从有限的几个钻孔来全面了解和掌握软土地基纵、横、竖方向的情况有一定困难,它与钻孔的数量,钻孔的质量,钻孔的代表性等因素密切相关。因此,有条件时,可在分析已有资料的基础上,辅以物探及动、静力触探等原位测试手段来提高地质资料的可靠程度是十分必要的。另一方面,取样应采用固定活塞式薄壁取土器,尽量避免试样的扰动。有试验表明,薄壁取土器与传统的敞口式厚壁取土器相比,无侧限抗压试验破坏应变可减少50 %左右,不排水强度增加60 %以上,压缩指数增大20 %左右。说明薄壁取土器取出的土样扰动小,质量好。目前,高速公路的部分软土路段采用了薄壁取土器,为取土质量的提高提供了保证。3 软基处理的设计原则工后沉降的控制标准,目前国内普遍采用的是桥头与路堤衔接处不超过10 cm ,一般路堤不超过30 cm。这是桥墩、桥台的基础通常都采用桩基础,本身沉降极小,如桥头填土的沉降过大,则车辆通过时会产生严重跳车,因之要求较严格。至于一般路段,填土高度及地层情况均是渐变的,虽然总沉降量较大,而不均匀沉降仍相对较小,故可适当放宽。控制工后沉降的根本目的是使道路不致因差异沉降而造成路面结构的损坏以及保证高速行驶中车辆的平稳和舒适。至于通道及涵洞等人工构筑物衔接处的工后沉降,一般亦按桥头的控制标准。施工中根据构物结构的不同,其处理方法可适当灵活,如构筑物基础采用桩基础,则两侧填土工后沉降限制为10 cm ,如用浅层处理,或者堆载预压后反开挖修构筑物,因此时构筑物和路堤基本是同步下沉的,则允许沉降可放宽至2030 cm。对桥梁涵洞等构造物软基的处理,吸取国内高速公路建设的经验,设计中普遍采用反开挖的方法来消除构造物和路基的不均匀沉降问题。我们特别强调施工监测的重要性,针对各种处理方法,以及填土高度、地质情况制定了不同的控制标准,以防施工过程中出现稳定问题。根据主管部门的批复和历次软基会议的意见,该项目确定了以下设计原则。(1) 稳定计算取施工期安全系数 1.10 ,运营期安全系数 1.15 ;(2) 涵洞基底软基采用袋装砂井排水固结构和堆载预压再反开挖进行施工;(3) 砂垫层厚度采用60 cm ,砂垫层施工的清淤厚度采用30 cm 为宜;(4) 结合全线的工期要求,进行逐段的填土预压进度图设计;(5) 进行软基施工监控断面的设计。4 高速公路软基处理方法(1) 砂垫层砂垫层是本段公路中采用的主要浅层处理方案,其作用是提高地基承载力、减少沉降量和加快软土层的排水固结。(2) 盲沟在设计盲沟时,主要视地下水的出露情况。对于裂隙渗入水,当其渗流量不大时,可设置小型断面的碎石盲沟;对于浸入水或季节性泉眼,则应加大盲沟的断面尺寸,且宜增设水的疏排设施,如加设排水导流管等;对于明显的长年露头泉眼,则应设置完善的盲沟。为了判别地下水的最不利出流量,需要施工技术人员或现场监理对挖方边坡的地下水渗流情况作不同季节的观测,以提供切合实际的水文地质情况,用于指导盲沟的设计。(3) 袋装砂井固结法袋装砂井是人为在软土层内成渗水通道,在路堤填土自重堆载预压下加快排水固结,从而达到增强地基承载力的目的。袋装砂井应用于软基加固,国内已有很多工程实例和成功的经验,对于提高软土地基稳定性和承载力有着一定的作用。袋装砂井固结法是目前深层软基处理措施费用最低的一种方法,设计者优先采用是完全合理的。用袋装砂井进行软基处理,虽然能加速孔压消散和强度增长,但不能明显减少剩余沉降量。处理后沉降量增大的原因,其一是打设砂井或袋装砂井时,使地基土的结构扰动而产生的附加沉降;其二可能是由于地基处理后排水迅速,有效应力增加较快,导致固结较早发生;其三是对同一土层来讲,最终沉降量与荷载之间并非是单值函数关系,而且还与沉降速率有关,沉降速率越大,最终沉降量也越大。在允许工后沉降量要求高的桥头部位,辅以等载或超载预压措施后,工后沉降则可明显减小。由于袋装砂井增加了软土层渗水通道,从而加快了地基的排水固结速度,且主要在堆载预压的早期。因此,即使仅利用路堤自重进行预压的路堤,经过一定的预压期后,这部分荷载引起的沉降量也是可观的。(4) 粉体搅拌桩法加固地基粉体搅拌桩法加固软粘土技术是利用水泥作为固化剂,通过特制的搅拌机械将水泥喷入软土地基中强制搅拌,通过一系列物理化学反应,使软土整体强度提高。经过处理过的土体的压缩性明显减小,抗侧向变形能力有所提高,对于桥头部位的软土,经粉体搅拌桩的加固处理,可明显防止软土对桥台桩基的侧向挤压作用,又因水泥土的固化时间较短,在争取工期的过程中不失为一种有效的软基处理方法。本段公路的桥头,在施工期紧的情况下,不少中高填土桥头部位选用了处理费用较高的水泥粉体搅拌桩处理方法。应当注意的是,用水泥粉体搅拌桩处理软土层时,若软土层厚,设计中未穿透整个软土,则桩尖以下未经处理过的软土层,非但不能改善土的性质,反而因上部分软土层重量的增加,沉降速率就慢。因此,用粉体搅拌桩处理软土层时,应将整个软土层穿透。5 挖方路段路床处理施工质量控制(1) 挖除不适宜材料当确定换填路床时,则应要求承包人做好纵、横断面的测量,根据处理方案计算挖除深度,确定弃土场和取土场,对填土进行击实试验,组织好施工机械设备等各项准备工作后,并选择在有多个晴天的条件下,才能动土开挖。(2) 换填施工在有地下水的路段应先完成两侧纵向盲沟的施工;挖除不良土层之前,应先备足换填的材料;换填施工宜分段分幅进行,以50 m 左右长度为一个换填段,按左、右两幅分期施工,以免开挖面过大,填料不足时遇上雨天,形成积水槽;施工宜从纵坡高的一端开始,在遇上雨天时减少积水;开挖成的路槽应与两侧排水沟或盲沟相通,可使雨水有出流通道,避免雨水长时间积于路基中部;被换填的路床开挖后,应将底面整平碾压;当天开挖的路段,必须全部填完,以防雨天积水;按照确定的方案,将选用材料分层填筑,分层碾压,每层厚度应能满足压实要求,换填材料填筑完成后,应按路基验收标准检测其各项质量指标。(3) 盲沟施工质量控制要点按设计的断面尺寸开挖沟槽,按排水纵坡整平沟底;铺设无纺土工布,土工布的宽度应能包裹住碎石盲沟并在碎石层顶部搭接10cm 以上;埋设PVC 导流管(直径10 cm ,上半部打设8 mm直径排水孔) ,接长PVC 管时应采用双通式螺纹接头;填入粒径24 cm 的碎石,碎石应保证其粒径及洁净度要求,填入时应从导流管两侧均匀分层进行,避免扰动导流管;包裹碎石层时,应