软土路基论文(6篇)

时间:2024-07-06 来源:

软土路基论文篇1

关键词:高速公路;软基处理;稳定性控制

中图分类号:U412文献标识码:A

1、高速公路软土路基的稳定性的特点

高速公路的自身的修建的特点及项目实施地点的软土的自身性质影响着软土路基路堤的稳定性,软土具有天然含水量高、强度低、透水性弱、孔隙比大、压缩性好、结构性强但容易受到干扰等自身特点,因此当在软土上进行施工时,便十分容易产生路基路堤不稳定的现场。由于高速公路的等级一般都较高,并且技术要求很高,造价也很昂贵,因此高速公路对路基的稳定性的要求是十分严格的。由于高速公路的整条线路很长,并且整条线路的地形及地质条件又是十分复杂的,在进行高速公路工程施工时,施工车辆及施工机械通行较频繁且施工顺序变化大,因此像其他民用建筑那样对软土路基进行精心的施工以及详细的勘探是不切实际的,这些也都导致了软土地基的特点以及被扰动和受压的状态是不易被掌握的,也导致软土路基的稳定性是比较困难的。

2、常用软土路基处理技术

2.1、表层处理技术的应用

施工前应对软土通过排水沟进行排水晒干处理,注意用人工清理场地上的垃圾。同时在工地存放够用一天不超过两天的石灰、水泥,做好防水防潮的准备工作。在表层处理法中压实与养生是两个重要的环节。用生石灰、水泥或离子稳固剂来稳固所处理的土时应在最后一次拌合后进行压实,如果用生石灰稳定土,则必须在拌合的同时进行碾压,在生石灰水解完成后再次进行碾压,此种情况下可根据土质的具体情况判断是否需要进行专门的养生,不过由于土质和施工技术的局限和影响,一般做到用一周的时间来保养对于土质和整个工程而言是最好的。为工程的进一步建设打下了良好的基础,做好了铺垫工作。

2.2、强夯技术的应用

强夯法是通过使用重锤反复夯击地基,以达到增强地基的强度,降低其压缩性的一种方法。强夯法一般适用于碎石土、砂土、粘性土等土质地基。同时还可用于可液化砂土地基或湿陷性黄土地基等。但对于饱和度相对较高的粘性土而言,实用强夯法效果就不是很明显,可谓效果一般,同时对于淤泥质类的效果则更差,故在采用具体方法措施时应针对具体的土质进行效果最大化的选择,而不是一味的使用强夯法。

2.3、换填法

如果所打造的地基内存在一定范围的软土,那么通常是将这部分范围内的软土换掉,用以质地坚硬,性能高,稳固强的土质进行填充,一层一层的铺设。并同时配以人工或机械的方法对填充土进行打压,强夯等,使其结实,密度高,达到土质的一个要求或是标准,成为高质量的人造地基。换填法适用于处理浅层的地基,对于一些地域性特殊土也同样实用,如:处理山区地基软硬不均匀,破碎,土洞等等都能有很好的效果。

2.4、加载法其实加载法的运用是为了使换填法的效果达到最佳。换填法是用以质地坚硬,性能高,稳固强的土质换掉原来一定范围内的软土,而加载法则是防止填土或埋入的构造物发生沉降而造成破坏,预先促进软土地基的沉降,以达到增强地基的强度。加载法主要的可分为三种,一种就是填土加载法,用土去荷载,另一种就是大气压加载法,它通过在地表面铺砂,并覆盖上不透水膜,使之形成真空,这样依靠大气压力来加载促进固结。第三种就是减低地下水法,利用井点、竖井等辅助工具降低地下水。总体上这三种方法都是不单独用的,但是第一种方法也就是用填土法加载时要特别注意地基的稳定性,降低水位法和大气压加载法则因种种限制,同时需要担心地基受损,使用的特别少,基本上是不采用的。

3、稳定性控制方法

3.1、理论分析方法

软基规范规定采用圆弧法,通过极限高度和强度增长的正确计算,并结合薄层轮加法的使用,可以有效的控制稳定性。极限填土高度稳定计算结果的准确性主要取决于土质抗剪强度指标的选用。由于室内抗剪试验数据的准确性有限,稳定性计算推荐采用十字板剪切试验,以避免取土扰动,在天然应力状态下进行剪切试验,能够较为真实地反映地基土的天然抗剪强度。

为了便于工程技术人员的工程应用,极限高度也可以采用式(1)(A?W?Skempton公式)进行计算。

(1)

式中:CU为现场十字板强度,取平均值;k为安全系数;为填土容重;Nc为承载力因素,一般可取用5.52。

有学者利用施工过程监测数据进行参数反算,实现了参数的及时调整和强度增长的计算,实现了动态控制和动态设计,可以方便的模拟加载过程制定加载方案,进行方案选取,取得了较好的效果。

但是,总体来说,理论方法需要获得准确的土质参数指标,但是由于计算参数试验取值的准确性有限和计算的复杂性,理论计算方法的应用受到了一定的限制。

3.2、基于监测的稳定性控制

路堤加荷速率过快是路堤失稳的最直接的原因,通过监测可以发现路堤的加荷速率是否反常,一旦发现,监测部门就必须及时向决策部门发出预警,从而调整加载方案。目前所采用的监测稳定性的方法主要包括以下两类。

3.2.1地基失稳表观特征法。路堤在出现失稳破坏以前,通常会出现一些预兆,总结起来有如下几点。

1)加载坡址附近地面隆起;2)加载顶部、坡址和斜面出现微小裂缝;3)停止加载后,纵向裂缝继续发展,并呈圆弧状;4)停止堆载后,各项监测指标持续增加,或收敛不明显;5)停止加载后,加载坡址附近地面隆起继续增大;6)加载区域内表面沉降量、深层水平位移、孔压等急剧增加。

3.2.2经验值控制法

软土地基加载必须在多种仪器严密监控下进行,监测信息对合理地安排施工工序、采取施工措施、反分析设计以及提高设计水平起着重要的作用。经验值控制是在加载过程中及时地收集地基应力(孔隙水压力、土压力)、应变(沉降、位移)等资料,将得出的监控指标与定量监控指标进行对比,如果超过定量标准则提出预警。

规范对路堤沉降速率做出了稳定性控制标准,即路堤中性线地面沉降速率每昼夜不大于10mm,坡脚水平位移每昼夜不大于5mm。但是影响沉降速率和侧向位移的因素是比较复杂的,它们随着地基土的性质、加荷方式以及地基处理方法等而变化,所以说控制标准不应该是常数。根据多年总结,很多地区一般采用表1的路堤稳定控制标准。

表1路堤稳定性控制标准

该方法是最常甩的稳定控制方法。采用某一种或几种观测经验值作为施工过程中软基是否稳定的一个控制指标,在工程实践中操作起来较为直观而方便,因此,该法较为常用。但是这种方法的一个明显的缺点就是缺乏理论依据,对工程判断常常偏于保守或不安全。工程实践中既不乏路堤中心沉降速率小于15mm/d、坡角水平位移速率小于5mm/d的软土路基出现失稳的现象,也有很多路堤中心沉降速率大于15mm/d、坡角水平位移速率大于5mm/d的软土路基仍然处于稳定的例子。

3.3理论分析方法。理论分析方法中最常用的就是圆弧法,通过对极限填土高度和极限强度的计算,结合薄层轮加法,可以有效的控制软土地基的稳定性。土质的抗剪强度指标的选用决定了极限填土高度计算结果的准确性。但是由于室外抗剪强度数据提取困难,而室内抗剪强度试验数据也不够准确,所以对于路基的稳定性计算主要采用十字剪切试验,这一方式能较为真实的反应基地的抗剪强度。有学者也尝试过利用施工过程监测数据进行参数反算,从而得出了一个动态的数据体系,这一方式从理论上可以使模拟加载过程变得更加方便,从而实现动态控制和动态设计,对于方案的选取有较好的效果。但是,总体来说,理论方法需要获得准确的土质参数指标,但是由于计算参数试验取值的准确性不高和计算相对复杂,理论计算方法的应用具有一定的局限性,不能广泛的应用。

4、展望

通过以上探讨,高速公路软基施工稳定性控制有以下几个发展的方向:

1)将理论方法和基于监测的稳定性控制方法结合起来,利用监测数据反算获得参数,解决施工中强度增长问题,从传统单一的稳定性验算向模拟施工加载的计算方法转变,真正实现信息化施工。

2)针对稳定性反馈监控的及时性和准确性问题,疏通反馈控制渠道,发展预测方法,挖掘监测数据中隐藏的信息,结合预测数据和稳定性指标对稳定性进行前馈控制。

3)从目前最广泛采用的经验值控制方法逐步向有理论基础的控制图方法转变。同时对土体破损和滑移理论进行深入研究,发展现有的控制方法。

近年来高速公路建设得到了迅速的发展,其与一般公路相比较,高速公路对路基、路面的要求更高,因此常常需要穿越不良地基地段,尤其是软土路段,加强对其的研究非常有必要的,需要引起我们的重视。

参考文献

[1]马洪友,夏旭阳,孙明荣.高速公路软基处理施工的稳定性控制方法[J].吉林交通科技,2006,02:20-23.

软土路基论文篇2

关键词:高等级公路;软土路基;填筑施工

中图分类号:X734文献标识码:A文章编号:

在高等级公路的建设中,如果路基滑移,路基开裂,路面起伏不平等都会给工程建设带来严重的影响,而软土对公路的危害最为棘手。它将导致工程还未交付验收就出现了路面失去稳定性和平整性的后果。所以高等级公路软土路基填筑施工技术的探讨,对保证道路工程质量与保证道路安全有着重要的意义。

1软土路基的特征

软土是在强度低、压缩性高的软弱土层中,软黏性土和淤泥质土以及淤泥、泥炭质土、泥潭,不过一般习惯上,在广义上来说,软土指的是前三种。在我国的沿海、沿江、沿湖等一带,都是广泛的分布着软土,它具有天然含水量高,孔隙比大,还有透水性差与压缩性、灵敏度高,抗剪强度低,流变性显著的主要工程特征。而且软土路基给工程带来的危害主要有强度及稳定性方面的问题,还有路面沉降变形方面的问题。以至于造成路面塌方和失稳以及桥台被破坏,还有路面开裂,结构物和路堤的衔接处出现差异沉降,引发了漏水和积水现象还有桥头跳车和涵身与通道凹陷等现象。所以在对软土路基的路段进行道路施工时,一定要详细的进行勘察研究,做出合适的工程措施,保证软土路基不会影响整个道路工程。

2对软土路基的填筑施工方案

2.1施工安排

在对软土路基的施工开始时,从对它的软基处理开始展开,首先要在施工前开挖临时的排水沟,以防止路基的积水。并且要将临时的排水沟与永久排水沟在位置上合理的进行结合设置。然后将处理软基的机械在便道修至工地的时候,率先将其领进工地进行施工,等到软基的处理工作完成了,粉喷桩检测合格以后,再开始桥涵等小型结构物的施工,对于回填要在涵洞的混凝土强度达到百分之五十以后再开始,对于通过大型机械,涵顶填土的大小要达到五十厘米以后才能通过。在桥的一侧设置桥梁通道处的临时行车线,并且临时行车道都设置在永久征地线以内。然后在架设完桥梁板架后将其作为桥台锥体改线与桥上,并将桥头的路基换做为搭板枕梁。

2.2对粒径的控制

在建设高速公路路基时,施工的要求非常严格,而且对施工的质量标准要求很高。同时,填料的粒径对路基填筑的质量有很大的影响,所以在填料的选取上,填料的粒径的控制上,都要仔细认真,反复研究,保证路基的填筑质量。

2.3对各类机械的配置

在机械的配置上,为了挖方和对排水沟与路基边沟进行修正,所以配置一台PC200型号的单斗小松液压挖掘机。为了推平和整平,配置一台T140和一台T120推土机。为了夯实路基边和结构物,配置一台蛙式打夯机。为了碎石和控制粒径,配置一台600*900的碎石机。为了运输,配置二十辆东风自卸汽车。为了碾压密实,配置一台18YZ振动压路机。

2.4组织劳动力

组织一名队长,专门负责路线工程施工的整体协调,并且兼任副经理一职。组织一名质检主任担任副队长,专门负责质量检验方面的问题和工作。组织六名路基专职质检员担任质检员,负责对路基工程的质量检验。然后再组织一名检验员,其由路线负责人来担任。另外要组织二十名民工来负责具体的工程实施。

3软基处理

在开始进行软基填筑施工前,对软土道路的路基都要进行软基处理。然后根据设计的图纸采取塑料排水板和粉喷桩两种不同的处理方法。在塑料排水板处理软基的方法中,其原理是饱和软黏土地基在荷载作用下,水被慢慢从孔隙中排出,而且孔隙的体积逐渐的减少,地基随着超静水压逐渐消散和有效应力逐渐提高,使得其土强度逐渐的增长,并且地基发生固结变开。在进行塑料排水板处理软基的时候,要遵循装靴到定位,定位到插役,插役到上拔,上拔到切断,切断到移位的施工程序,在操作上,要注意在打设前按照设计做好土拱坡和砂垫层,要严格按照图纸的内容进行对深度和位置的设置,并且要保证排水的畅通,在打设塑料排水板的过程中保证排水带不扭曲,不污染透水膜和破坏透水膜。在粉喷桩处理软基的方法中,通过复合地基理论进行实践,在短期内形成稳定的固结土,从而达到了提高地基强度的目的。在运用粉喷桩处理软基的施工中,要注意进行对施工的测量和排水与清基,在进行钻孔时,要确保对位,保证桩的垂直度,在钻到设计深度时,要及时停止钻进。并且要注意确认加固粉料已到达桩底后提升搅拌钻头,喷送粉料不停。接着,采用铺设土木织物的手段达到排水、隔离、应力分散、与土体组成复合地基增强地基抗剪力的作用。

4路基填筑

在进行路基填筑时,要采用流水作业和平行作业施工的方法进行施工。在施工的时候要把握好松铺系数,碾压遍数,还有填筑的速率,在施工前应该先进行做工艺试验的路段来进行确认。在填筑时,注意分层填筑,对于每层的各类填料的厚度都要严格的准确的控制。还要把握好摊撩整平,对控制松铺厚度要采用测量边桩的方法,并且人工配合推土机整平,保证排水效果和稳定边坡。在进行机械碾压的过程中,对速度的控制和压实程度,都要有仔细严格的规范,确保碾压均匀,没有死角。然后根据个文件的要求对工程进行检验,确保高质高效的完成工作。同时,在路基填筑时,要注意以下事项:第一点,填筑之前按照设计将沉降管和位移边桩埋没作为日后沉降的依据,填筑过程中严格控制填筑速度。第二点,要充分考虑软基的沉降,根据实际情况然后结合设计图纸,对路基两边预留加宽值,并且避免在雨季进行施工,造成工程质量的不完整。

5总结

在对高等级公路软土路基填筑施工的技术探讨中,我们体会到在路基开工前应该对沿线的横纵断面进行测绘,将其与清单图纸对比,进行审核。并且在对结构物的施工上,要超前进行,避免其影响了路基的施工。还有重要的一点就是,在软土路基的施工上,最为关键的就是软基的处理,只有严格的保证了软基处理的质量,才能保证软土路基的质量。

最后,对于高等级公路软土路基填筑的施工技术,其探讨的价值在于能提高道路工程的施工质量,能更加有效的解决路基沉降及路桥连接处跳车的现象。它对于保证道路工程质量与保证道路安全有着重要的意义。

参考文献

[1]杨献章《浅析高速公路的边坡防护》[J],湖南交通科技,2006.

[2]马军利,陈军《膨胀土路基处理及边坡防护设计特点》[A],第九次全国城市道路与交通工程学术会议论文集[C],2007.

软土路基论文篇3

关键词:公路软土处理失效问题

中图分类号:X734文献标识码:A

1.引言

泡沫混凝土是指含有无数独立气泡的轻质水泥浆体或砂浆等的轻质材料,目前已广泛应用在工程建设的各个领域,尤其是在公路建设工程中,诸如软土路段高填方路基的填筑、老路拼宽处理、隧道的超挖回填等,总之,泡沫混凝土已被广泛地应用在了公路建设的各个领域。本文就泡沫混凝土在浙江省S225省道建设中的几种情况下的应用情况的论述,供业内人士参考和讨论。

2.泡沫混凝土设计

2.1泡沫混凝土材料说明

泡沫混凝土,气泡含量一般介于20%~65%,重度为5~12KN/m³。泡沫混凝土主要材料为:水泥-起泡剂-水。根据需求采用不同的配合比,但一般路基填料的容重设计为:路槽底以下80cm范围内不大于6.0kN/m³;其余区域不大于5.5kN/m³。

2.2泡沫混凝土的优点

软土地区采用泡沫混凝土填筑路基,具有能够有效减轻自重,从而达到减少路基总沉降和不均匀沉降,减少对周边环境影响的作用;能有效避免因高填方或临河、临塘路段的路基失稳滑塌;采用轻质材料填筑路基,也能减少路基堆载时间,且施工速度快,能有效地缩短工程工期。

3.S225省道工程地质情况

S225省道(南延段),设计速度80Km/h,路基宽度33.5米,双向六车道,于2013年12月建成通车。

该工程除起点为山地路段外,其余均为软基填方路堤路段,地质情况大致为:地表分布厚约1.5~1.9m软塑状粉质黏土,物理力学性质一般;其下为高含水量、高压缩性淤泥质软土,厚度达20~21.0m,物理力学性质差;其下为海相成因粘土,厚度为23~25m,物理力学性质一般;下部为冲湖相成因粉质粘土、粘土,层厚约31~35m,物理力学性质较好;底层冲积成因粉质粘土、粉土、圆砾,最大厚度25m,可塑~密实状,力学性质较好。

4.泡沫混凝土在S225省道建设中的几种应用

4.1为缩短工期塑排板路段改为泡沫混凝土填筑

该项目K77+496~K77+556和K77+574~K77+634段为桥头路段,填土高度2.6~3.0m,原设计采用塑料排水板结合堆载预压处理,计算预压期为12个月,但在堆载11个月后,总沉降已达70~90cm,月沉降量仍在2cm~3cm,并通过对连续观测数据趋势分析,该路段要达到最终沉降稳定仍需4~6个月。后经过多次论证后,改为卸载后采用泡沫混凝土填筑,泡沫混凝设置三层,每层厚约50cm,在泡沫混凝土与路基衔接过渡段采用挖台阶处理,台阶宽度3m,横向分层浇筑台阶宽度不下于80cm,泡沫混凝土处理路段边部采用同步培粘土封闭处理。

纵断面设计

横断面设计

4.2受政策处理因素影响压缩了工期采用泡沫混凝土填筑路基

该项目K87+151~K87+211段为桥头路段,平均填土高度2.5m,原设计采用水泥搅拌桩+堆载预压处理,预压期10个月,但由于政策处理迟迟未能解决,导致该路段桥头软基处理路段搅拌桩未能如期实施,为保证工程工期,经多方论证后调整为采用打设水泥搅拌桩加泡沫混凝土处理,具体是:

水泥搅拌桩间距1.2米,梅花状布设,渐变方式采用变桩长形式,桩长5~15米;桥台台背13.25米范围在桥台施工后,采用泡沫混凝土填筑,填筑厚度约1.2米,分两层,每层厚60cm。与泡沫混凝土填筑相邻路段采用堆载预压处理,堆载厚度0.9米,预压期不小于5个月。

纵断面设计

横断面设计

4.3临河、塘路段路基堆载期出现滑移后采用泡沫混凝土换填处理

K103+070~K103+134路段左侧临河塘,在路基堆载预压过程中发生了明显滑移,滑移长度为64m,开裂宽度最大处约40cm,河塘塘底明显上升。经综合分析并由业主组织召开了专家组论证会后,确定滑移范围采用卸载后填筑泡沫混凝土处理,并将与已填筑路基交界处开挖成台阶状,台阶宽度不小于2m,高度均为60cm,使新老路基能较好衔接。

纵断面设计

横断面设计

以上三处目前已建成通车,未出现较大沉降,道路运行情况良好,充分说明所采取的处理方式是基本正确的。

5.结论

泡沫混凝土可广泛应用于软土地区公路建设之中,尤其是对高填方、临河、临塘等路段,采用泡沫混凝土填筑路基,能有效减轻路基自重,减少工后沉降,避免路基不均匀沉降,确保路基稳定。

参考文献

软土路基论文篇4

关键词:路桥工程施工;软土地基处理技术;综合分析;论述

中图分类号:TU997文献标识码:A文章编号:

前言

随着我国经济的发展,路桥工程也随之发展迅速,路桥技术也呈现多元化发展。目前路桥施工中软土地基的处理出现了很多新技术与新方法,使得这方面的路桥技术水平达到了一个新的高度。对于路桥工程中的软土地基施工,如何在选择最优的处理方案,即实现工程造价最低的同时保证应有的道路使用质量,这是施工过程中要重点考虑的问题。

一、软土地基的特点与危害

软基基层是指其土质的含水量比较高,故而土层的压缩性高、承载能力比较低、抗剪性能差。软土地基的主要成分是成软塑性到流塑性状态的饱和粘土[1]。软土地基的变形大、沉降量大、强度低,因此导致了软土地基上进行路桥施工时,优先就要考虑的问题是控制软土地基的沉降变形与路桥稳定性。另外,软土地基的含水量较大时,很难通过堆载压缩达到压实要求。

软土地基的地质最主要的特点就是承载力差,那么软土这一特点会对路桥结构造成什么影响呢,主要的危害有以下几点:

(1)降水问题。浅层降水会导致软土地基的流塑性增强,承载力进一步降低,会导致周围建筑物出现开裂,深层的地下水影响可能会导致周围建筑物的沉降量增大,甚至坍塌。

(2)沉降问题。软土基层的分布不一,受到恒定荷载作用会导致沉降量不均与,导致地基出现大面积开裂;当建筑物的自重较大时,还会出现建筑物倾斜状况的发生。这种不均匀沉降或者是建筑倾斜将有可能导致严重的安全事故。

(3)软土基层的承载力与稳定性问题。软土基层的承载能力差,在进行开挖基坑时,可能会导致基层发生塑性隆起,造成周围建筑物失稳破坏;随着孔隙水压力作用,土堤、土坝甚至会发生滑动,严重影响建筑物的稳定性。

(4)其他问题。路桥运营过程中,交通活荷载作用下,基层受到荷载不均匀,就会出现挤土、振动等问题,严重的会导致建筑物的失稳破坏。

二、软土地基的处理原则与注意事项

路桥施工过程中,软土层的厚度较大且分布广泛,对于软土基层的处理施工难度自然提高。软体基层的施工重点在于消除软土基层的沉降量与控制地基的问题,施工过程中应与相关专业检测单位紧密联系,随时观测基层的沉降与水平位移等数据,确保施工中地基承载力的增加以及地基的稳定,最终使得软体基层的沉降量符合相关规范要求。

软土基层处理过程复杂,在施工过程中应注意以下几点:

(1)软土地基的施工时间应该尽量保证在有利季节进行,避免多雨潮湿的时段施工,这样可以有利于软土地基的固结,减小地基沉降量;

(2)软土地基施工时,应尽量较少对于地基表层的硬壳层的破坏[2],设计人员应对所施工地段进行仔细考查,对此地段的水文条件、气象因素、工期等等因素综合考虑,绘制施工图纸并制定相关操作标准,施工人员应对施工图纸仔细研究,严格按上面的施工工艺进行施工;

(3)施工过程中,应严格监测地基的横向位移与沉降量等数据,通过数据还观测其压实度是否符合标准要求,通常情况下,所用的监测仪器为钢弦式应力计,观测频率应根据相关规范严格执行;

(4)应根据相关地质资料,综合考虑分析处理,若只需要进行软土地基的浅层处理,则不需要进行深层处理;施工过程应分期施工,制定出每期施工的流程,通常情况下,第一期的工程为简易路面的施工,第二期再对路面进行精确施工,确保所施工路面符合相关要求标准。

三、软土基层施工技术

(1)置换法。置换法软土地基施工技术只要是使用优质土置换软弱土的办法来加强地基承载力。施工方法有很多种,人工挖掘置换、机器挖掘置换或者是通过爆破将软土进行置换。置换法的施工原理简单,施工过程较为容易,可能在段时间内达到所需的要求,且人工挖掘置换效果可靠,有效的改善基层承载力,然而这种施工方法施工量大,优质土在长期浸泡作用下也会导致承载力降低。

(2)表层排水法。表层排水法是指通过表层的排水使得软土基层的含水量降低,可塑性增强,表层排水主要有以下几种施工方式:

添加剂法。通过在软土基层内深入添加剂,进而改善地基土质特性。通常情况下,添加剂的作用是用来固结土壤,使其稳定,然而软土分布不一,添加剂的添加很难保证软土的固结程度完全相同,这样就会导致软土基层的承载能力不同,建筑物的沉降量就会不同。

第二、敷垫材料法。通过敷垫的材料来增强地基的抗拉与抗剪能力以及地基的支撑能力。施工时应要注意地基表层强度,填土载荷大小与宽度,施工机械重量等,据以选用合适的敷垫材料[3]。

第三、砂垫层法。这种方法与第二中方法类似,即在软土地基的薄弱处或者是含水量较大处,敷垫0.5~1.2m左右厚度的砂垫层,固结软土层的同时,还起着上部排水的作用。

(3)加载法。加载法是指通过对软土基层的加载,增加其土质的密实度,进而增强基层的承载能力。加载法通常使用的是填土加载法,用优质土加固软基层,可有效的中和软土基层的高含水量,使得软土基层的地质情况发生改变。这种施工方法简单易行,唯一的技术关键是施工过程中要确保不损伤支撑荷载的地基稳定。然而,有时候会出现加载重量较大,却也难以使得路桥路面符合相关标准要求时,应考虑置换掉部分软弱土,这样可以大大减少加载的土量。

四、结语

实际路桥的施工过程中,软土地基处理方法的得当处理将是路桥质量的一个重要标准,所以具体施工时,应首先根据相关地质条件资料,选择最适当的处理方式,制定出相关的施工方案。软土地基的施工处理的关键在于改善土质条件,使其承载力与沉降量符合相关要求。当然对于路桥的具体施工,需要理论指导的同时,更多需要的是实际经验的积累。只有不断的实践,才能更好的去选择最适当的处理方法。

参考文献:

[1]陆遥.软土地基处理方法概述[M].2005,2.

软土路基论文篇5

关键词:高速公路;软土路基;稳定性研究

中图分类号:U213.1文献标识码:A

1高速公路软土路基的稳定性的特点

高速公路的自身的修建的特点及项目实施地点的软土的自身性质影响着软土路基路堤的稳定性,软土具有天然含水量高、强度低、透水性弱、孔隙比大、压缩性好、结构性强但容易受到干扰等自身特点,因此当在软土上进行施工时,便十分容易产生路基路堤不稳定的现场。由于高速公路的等级一般都较高,并且技术要求很高,造价也很昂贵,因此高速公路对路基的稳定性的要求是十分严格的。由于高速公路的整条线路很长,并且整条线路的地形及地质条件又是十分复杂的,在进行高速公路工程施工时,施工车辆及施工机械通行较频繁且施工顺序变化大,因此像其他民用建筑那样对软土路基进行精心的施工以及详细的勘探是不切实际的,这些也都导致了软土地基的特点以及被扰动和受压的状态是不易被掌握的,也导致软土路基的稳定性是比较困难的。

2修建高速公路软土路基存在的问题

软粘土是一种近代沉积物,它是在第四纪后期由三角洲相、湖沼相、泻湖相等所形成的河流沉积物或是粘性土沉积物,在这些沉积物中,最软弱的应该是淤泥质土以及淤泥。由于这些软粘土具有压缩性大,抗剪性差、含水量高这些特点,因此当其在受到外力荷载的情况下,承载强度不够便会导致地基失稳沉降甚至倒塌。

在软土上修建高速公路存在的两个最困难的问题就是沉降以及失稳。而其中稳定性又是最重要的问题,它与整个工程的质量及施工进度等都是息息相关的。由于新世纪工程项目中,在软土地区进行高速公路建设的项目也是越来越多,并且按要求必须在软土路基上填筑路堤。为了在施工后满足软土沉降的严格要求,就必要缩短填筑路堤的时间从而增加预压的时间,这就会导致施工的工期被大大压缩,在工期如此紧张的情况下进行施工,这对软土路基的稳定性提出了很高的要求。从目前我国已经修建的高速公路软土路基项目得到的经验显示,我们的施工及设计人员对软土的认识仍然存在不足并且施工工艺及加固方法都存在错误,对高速公路软土路基的稳定性的计算方法上也需要进一步的研究及探讨。

3高速公路软土路基的稳定性研究现状

3.1软粘土强度增长规律的分析

软粘土土体的固结效应会对高速公路工程的施工产生重要的影响。但对软土路基进行深层加固时,软土的结构因加固操作势必会受到扰动并且产生孔隙水所带来的压力,软粘土的抗剪强度也势必会下降,因此当软粘土地基受到荷载时,便很可能产生失稳。当随着深层加固施工进行的同时,软粘土的强度也会逐渐提高。这主要是由于加固施工所以其的孔隙水压力很逐渐消失,这样原本已消失的有效应力会逐渐的恢复,强度便又得到了提高。若想保证软土地基的稳定性,就要保证地基承载力的增加与固结的变化相互适应,因为软粘土的强度是随着固结的变化而变化的,而地基承载力的增长也是以土的强度增长而增长的。

我国在上个世纪60年代初期就已经对软粘土的强度规律进行了研究,当时的研究人员提出了有效固结应力法及有效应力法两种研究方法。有效固结应力法忽略了软粘土因剪缩所引起的强度变化,而主要考虑软粘土因软粘土因压缩所引起的强度变化。所以在相应的软粘土强度变化的公式中忽略了因剪切所引起的孔压,只记入了因压缩所引起的孔压。而有效应力法则是结合三轴固结排水实验,并通过引入应力圆的理论从而确定软粘土的强度增长规律。以上两种研究方法的具体公式在《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》均有详细的说明。

3.2软土路基的稳定性控制工作

路基施工时的加荷载速率对稳定性也有着重要影响。加荷载时,剪应力在增大,软粘土的强度也在提高。所以要做好稳定性控制,这样才能保证地基的稳定性。稳定性控制主要包括:合理确定加载计划以及稳定性观测工作。合理确定加载计划可以有效的保证软粘土的强度变化与加载计划相适应。但是由于计划阶段的计算参数不够精确,这就会导致与工程的实际状况存在差异,因此在确定加载计划的同时,做好观测工作,通过观测数据指导施工工作并确保其稳定性。稳定性观测也是稳定性控制的最主要工作。稳定性的观测工作主要包括:侧向位移观测,孔隙水压力观测以及软粘土沉降观测等工作。由于孔隙水压力可以直接的了解地基中软粘土的团结状况,因此它也是工程施工期间对地基稳定性评价的最有效方法。做好孔隙水压力观测也是稳定性观测工作的重点。

3.3高速公路软土路基的计算理论研究

软粘土的强度较低是导致软土路基路堤或堤坝失稳甚至倒塌的最重要原因。在较为均匀的软土路基中,路基失稳多是由于路堤或堤坝沿圆弧形画面移动所引起的,这也是经过多次试验证明过的。所以为验算软土路基的稳定性,研究人员多采用极限平衡法对其进行验算。圆弧法是极限平衡法的代表方法,其首先由一名瑞典科学家提出,它首先应假定平面应变并且将滑面视为圆筒面。这样在进行力的分析时,就可以将圆筒面分为许多同样的竖条并且竖条之间的力大小一样且方向平行于滑面。这样整个滑面滑动力矩与稳定力矩之比就可以作为验算其稳定性的依据。后期,许多专家学者又对这种圆弧法进行了改良及完善,目前的验证方法已经是很成熟的了。

4高速公路软土路基稳定性的处理措施

高速公路软土路基稳定性的处理措施主要有以下几种方法:

①增加路基土的固结排水速率。通过抽真空、设砂井等方法使软土路基排水固结沉降增大,这样可以提高软土土体的强度同时提高稳定性。

②延长施工预压期。施工的加载提高时,软土地基的强度也会随之提高,通过缩短填土时间可以增加施工的预压期,这样软粘土路基施工时的沉降问题便会在施工期间显现,这样也更容易得到解决,从而提高路基的稳定性。

③减小软土路基的总沉降。提高路基的承载力并减少路基的总沉降,可以通过采用桩体复合地基等方法实现。

通过以上论述,对高速公路软土路基的稳定性进行了深入的研究,并分别对高速公路软土路基的特点,存在在问题,研究现状以及处理措施等问题进行了详细的探讨。我国高速公路事业正在蓬勃发展,而软土路基的稳定性对路基的质量甚至是整个高速公路工程的质量都有着重要的影响,因此对软土路基的稳定研究是一项艰巨而持久的工作,只有做好软土路基的稳定性研究,才可以确保整个公路工程的质量。

参考文献

[1]冯远兴.试论软土路基的施工要点[J].科技资讯,2007.

[2]原彩霞.软土路基形成原因及处理方法[J].科技情报开发与经济,2003.

软土路基论文篇6

关键词:安全系数;强度折减法;极限平衡法;地基极限承载力

中图分类号:TU47文献标识码:A

引言:对于一般土坡的稳定计算有两种方法:极限平衡法和强度折减法。常用的极限平衡法有瑞典圆弧法、Bishop法。对于当软土比较均匀,厚度较大时,该方法计算的结果和实地勘测结果比较接近,并且滑动面是一个近似圆弧面[1],如图1-1所示。但是对于有反压平台的路堤及堤坝,其搜索的滑动面位置情况[2]如图1-2。而对于图1-3所示复杂荷载作用下路堤或堤坝的稳定分析,极限平衡法搜索的圆弧是与实际不符的。

1-1均质路堤或堤坝圆弧型滑面1-2有反压护道路堤或堤坝非圆弧型滑面

1-3复杂荷载作用软土地基

极限平衡法需假定土体的滑裂面是圆弧,而对于复杂荷载作用下在软土地基,滑裂面并非圆弧。强度折减法不断折减土体强度指标,通过有限元原理计算,不需要假定滑面的形状和位置,也无需进行条分,而是由程序自动求出滑面与强度贮备安全系数。本文极限平衡法采用GeoStudio软件,强度折减法则采用FLAC软件。

2.复杂荷载下地基极限承载力的一般公式

复杂荷载下地基极限承载力的一般公式是杨光华教授[3]根据刚塑性极限平衡理论[4],由滑动面上力矩的平衡推导出来了复杂荷载作用下的地基承载力公式,见公式(2-1):

(2-1)

式(2-1)对应的地基破坏模式称为有压密核的破换模式,当滑动面为图2-1所示的情况时,称为滑裂面破坏模式,此时一般公式为:

(2-2)

图2-1

对于路堤或堤坝来说,,为路堤或堤坝填土容重,为填土极限高度,若令,则由公式(2-1)可得为:

(2-3)

由公式(2-2)可得为:

(2-4)

3.复杂荷载下临界高度案例验证

案例一:珠海南屏大桥南岸路堤[5],如图3-1所示,软土厚8m,含水量,,,软土浮容重;路堤填土:a、,容重。当填土高度达到2.5m时塌滑。

图3-1珠海南屏大桥南岸路堤

根据复杂荷载下地基极限承载力的一般公式计算,此时,

由表2-1得,取软土浮容重为,则极限填土高度为:

与实际极限高度2.5m是接近的,如若用安全系数表示则为。

利用FLAC建立上述模型,强度折减法计算出的结果如图3-2。

图3-2FALC计算出的结果

极限平衡法取Bishop法的计算结果如图3-3

图3-3极限平衡法搜索出的滑裂面

从案例一算出的结果可看出,利用复杂荷载下地基承载力所求出的安全系数和基于强度折减法和极限平衡法的计算结果几乎一致,并且用FLAC计算出的滑裂面与GeoStudio搜索出的滑裂面形状都呈圆弧状,大小位置几乎一致。从案例一的分析得出,对于一般均质土坡、路基、堤坝,上部荷载均匀布置,实际滑裂面呈圆弧状,这与极限平衡法的假定条件相符,因此分析此类土坡、路基、堤坝时两种方法(极限平衡法和强度折减法)均适用。

案例二:珠海南屏大桥北岸软土路基路堤[5],如图3-4所示,试验得到土体参数为,软土厚8m,含水量,,,软土浮容重;路堤填土:a、,容重。当填土达到6.5m时发生塌滑。现用填土极限高度、强度折减法和极限平衡法来分析其稳定性。

图3-4软土路基路堤断面图

路堤的极限填土高度计算,AF=2==9.0=10.3m,反压护道为15.0m,超出AF的长度,将其作为矩形荷载来计算,q=2.5m×20=50.0kN/m2,K?H=1.5×4.0=6.0,(K?H)/AF=6/10.3=0.58,由表2-1可得=1/4.8=0.208,由表2-2查得为0.115,代入公式(2-3)可得:

与实际极限高度6.5m是接近的,如若用安全系数表示则为。

利用FLAC建立上述模型,强度折减法计算出的结果如图3-5。

图3-5FALC计算出的结果

极限平衡法取Bishop的计算结果如图3-6

图3-6极限平衡法搜索出的滑裂面

从案例二算出的结果可看出,利用复杂荷载下地基承载力所求出的安全系数和基于强度折减法计算结果比较接近,并且计算结果在1.0左右,与实际比较相符。而极限平衡法的计算结果却偏小,并且与实际不符。从案例二的分析得出,对于复杂荷载下的路基、堤坝,上部荷载非均匀布置,用极限平衡法计算结果相对强度折减法过于保守,因为实际滑裂面已不再呈圆弧状,这与极限平衡法的假定条件不相符,建议分析此类工程,应当采用强度折减法。

4.结论

本文基于珠海南屏大桥两工程案例,对比了复杂荷载下地基极限承载力法、强度折减法和极限平衡法,得出以下结论:软土地上边坡稳定计算方法里,强度折减法理论严谨,能反应土自身的应力-应变场,不需要任何假设,计算结果比较可靠。

复杂荷载下地基承载力法理论明确,适用于软土地基上边坡的稳定计算,且计算方便,更适合工程运用。极限平衡法的计算理论成熟,但碍于假设条件的限制,对于分析均布荷载的边坡、路基、路面,此法较为适用,用于复杂荷载下安全系数的分析结果偏于保守。

参考文献:

[1]陈希哲.土力学地基基础[M].清华大学出版社,2004.ChenXi-zhe.SoilMechanicsandGroundFoundation[M].Beijing:TsinghuaUniversityPress,2004

[2]王晓谋,袁怀宇.高等级公路软土地基路堤设计与施工技术[M],人民交通出版社2001.WangXiao-mou,YuanHuai-yu.DesignandConstructionTechnologyforEmbankmentofSuperhighwayinSoftSoilGround[M].Beijing:ChinaCommunicationsPress,2001.

[3]杨光华.路堤及堤坝等复杂荷载作用下软土地基的强度计算[A].第三届地基处理学术研讨会论文集[C].浙江大学出版社,1992.6YANGGuang-Hua.TheEmbankmentorDamStrengthcalculationofsoftfoundationundercomplicatedloading[A].In:Proceedingsofthe3rdChineseSymposiumonfoundationtreatment.[C].

[4]陈仲颐,周景星,王洪瑾.土力学[M].清华大学出版社,1994.ChenZhong-yi,ZhouJing-xing,WangHong-jin.SoilMechanics[M].Beijing:TsinghuaUniversityPress,1994.

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