特殊路基处理

1、6.4.3特殊路基设计1、特殊路基处理设计原则软土地基的处理是从稳定、沉降两个方面进行分析。路堤稳定计算采用有效 固结应力法。地基沉降量采用分层总和法（Es及e-p曲线）计算主固结沉降Sc, 并采用经验修正系数对其进行修正，经验系数Ms取值为1.11.3。地基的固结 度采用太沙基一维固结理论计算。本项目施工期2年多，路基填筑期按36个月考虑，预压期按6个月控制， 路面施工期按1012个月控制。设计荷载为公路一I级，换算成等代荷载的土柱高度约0.90m。路堤综合填 土容重采用19KN/m3。地震力的计算遵照现行公路工程抗震设计规范 （JTJ004-89）的规定，只考虑水平向地震力。软基处理以工后

2、沉降及稳定为控制指标。规定路面设计年限（15年）内残余 沉降（简称工后沉降）桥台与路堤相邻处（一般57H）0.10m，涵洞处0.20m， 一般路段0.30m。为保证沉降的缓和过渡，桥头与一般路段间设置过渡段。稳 定验算时，采用圆弧条分法按路堤施工期及公路营运期的荷载分别计算稳定安全 系数，施工期采用直剪快剪（不固结不排水）指标，其容许值为1.10，运营期采 用固结快剪（固结不排水）指标，其容许值为1.20。压缩层计算深度控制原则为计算层底面附加应力与有效自重应力之比不大 于0.15；对于浅薄层软土路段，计算至相对硬层为止。2、设计方案目前较成熟的软基处理方法有三种:置换法、预压排水固结法和复合

3、地基法。 置换法主要是针对浅表层软土,预压排水固结法及复合地基法主要是针对较深层 软土地基。（1）置换法处理浅薄层软基的方案比较浅薄层软基处理重点比较了开挖换填石灰土垫层法、开挖换填碎石土等处理 方法。经施工工艺、造价、环境影响及改良效果综合比较后认为，采用开挖换填 碎石土虽然施工简便，质量易控制，但是由于造价较高，故一般路段表层软土推荐 换填石灰土（根据开挖出的土质情况，对于软弱土可以直接将开挖出的土进行掺 灰后回填）。（2）预压排水固结法处理较深层软基方案比较该方案分加载系统和竖向排水系统进行比较。加载系统经比较后认为一般填 土预压施工工艺简单，不需特殊材料，对环境影响小故推荐采用。竖向排

4、水系统 比较成熟的处治方案是塑料排水板，该方案能增强地基稳定性，造价相对较经 济，但是需较长的预压期,预压期间地基横向位移较大，对构造物有一定的水平向 剪切力，故仅推荐在一般路基路段使用，总沉降量较大时，可（等）超载加速排水固 结，软土较浅、总沉降量较小或地层中有良好的横向排水通道时，可不打设塑料排 水板。具体比较见表6-9。加载系统比较表表6-9-1比较项目加载 系 统填土路堤轻质（粉煤灰、EPS等）路堤加固原理利用路堤填土自重加载预压必 要时可（等）超载预压，增加作用 于地基上的总应力。填筑轻质填料粉煤灰等），减轻路堤自重，减小沉 降量，必要时可在预压期填土等）超载预压，增加 作用于地基上

5、的总应力。适用范围路堤稳定，沉降量较大路段考 虑.软土层较厚且沉降量较大、强度指标低、稳定性差 路段。轻质填料粉煤灰等）量充足时考虑工程量砂垫层：1432 m3 土工布：3693 m2砂垫层：1432 m3 土工布：3693 m2工程造 价估算15.9 万19.2万（粉煤灰）优缺点施工工艺简单，对环境无影 响,（等）超载时需土方的二次调 运，部分土方可用于后期绿化。可减小总沉降量，但采用粉煤灰，施工工艺较复杂， 对环境有一定影响，；采用EPS，据调查，填土高 度大于3m时，造价与桥梁基本相当。结论推 荐土源紧张而粉煤灰充足时推荐。EPS造价太高，不推荐排水系统比较表表6-9-2比较项目排水系统

6、袋装砂井塑料排水板加固原理表面铺设砂垫层，打设袋装砂井、塑料排水板形成水平、竖向贯通的排 通道，加速地基的排水固结，提高地基强度。适用范围软土较厚且排水固结性能较差，其间夹薄层粉细砂层，水平排水性能较 时适用。本路段软土层较薄，不适宜使用工程量砂垫层：1432m3土工布：3693m2袋装砂井：1947根，19470m砂垫层：1432m3土工布：3693m2塑料排水板：1947根，19470m工程造价估算37.2 万26.5 万优缺点工程造价较高，施工速度快，但省内 施工经验欠缺且工艺较复杂。1工程造价低，施工速度快，有丰富 的施工经验。结论不推荐不推荐附注：1.表中工程费用估算是以相同的地质条

7、件和路基环境为基础进行比较。进行比较的路基宽度26m，路基填土高度4m，处理长度100m，处理深度10m，板间 距1.5m，板长10m，梅花形布置。地基处理方案设计综合考虑加载系统与排水系统的选用。（3）复合地基法处理较深层软基方案比较复合地基法是较为成熟可靠的软基处理方法。粉喷桩法、湿喷桩法在项目区域有较丰富的施工经验，经实践验证，处理效果较好。具体比较见表6-10。对于深厚层软土路段，当一般处理方案不能满足设计要求时，可结合桥梁设 计情况，采用加大桥梁长度，降低桥头填土高度的方案予以处理。复合地基方案比较表表6-10处理方案方案（一） 挤密碎石桩（砂桩）法方案（二）水泥粉煤灰碎石桩CFG桩

8、）法加固原理通过振动或冲击将碎石（砂）压入土中，使碎 石（砂）挤实到临界孔隙比以下，防止砂土在 地震或受振动时液化。同时散料桩体可加速排 水固结，形成桩土共同作用的复合地基，提高 地基承载力与强度。由碎石、石屑、粉煤灰掺适量水泥加水拌和， :用振动沉管打桩或其他打桩机具制成的具有 :可变强度的桩型。形成桩土共同作用的复合 j地基，减小沉降，提高地基承载力及强度。同时具有加速排水固结的作用。适用范围适用于液化砂土，淤泥质土慎用。适用于粘性土、粉土、粉砂及淤泥质土组成 的深厚层软土。工程量碎石、石屑垫层：1545m3，土工格栅：3880E2砂（碎石）桩：2050根，20500m碎石、石屑垫层：15

9、45m3，土工格栅：3880m2砂（碎石）桩：2050根，20500m工程造价估 算碎石桩：119.5万砂桩：99.0万140.0 万优缺点处理效果可靠，打桩对附近建筑物有不同程度 扰动，处理深度可达18m。施工工艺较复杂， 造价较高，对环境影响较小。:适用范围广，处理效果好，加固深度可达 25m。施工工艺复杂，需做试桩，对环境有 影响，造价相对较高结论位于中等以上液化砂土的 桥头段推荐深层软土段考虑 （处理软土（25m）处理方案方案（三） 水泥浆深层搅拌桩法方案（四）水泥干粉深层搅拌桩法（粉喷桩）加固原理通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固 化剂（水泥浆）强制搅拌，固化剂和软土间所 产生

10、一系列反应，使软土硬结成具有整体性、 水稳性和一定强度的水泥加固土，从而提高地 基强度，并增大变形模量。1 一 r搅拌机械将水泥干粉和土充分拌和，形成桩土共同作用的复合地基，减小沉降，提高地L基承载力及强度。适用范围适用于淤泥质粘土、粉土、一般粘土、松散砂 质粉土等深厚层软土。:适用于淤泥质土、粘性土、粉土等天然含水 量大于30%的软土。工程量石灰土垫层：1545m3 水泥浆搅拌桩：2050根，20500m石灰土垫层：1545m3 粉喷桩：2050根，20500m工程造价 估算68.9 万64.8 万优缺点适用范围广，加固深度可22m。施工工艺复 杂，项目区域施工经验较丰富，造价较高。对 环境有一定影响。在项目区域有较丰富的施工经验。处理效果 1可靠，加固深度可达12m。施工工艺稍复杂， 造价较低。对环境有一定影响。结论推荐(处理软土(22m)推荐(处理软土(12m)3