白癜风哪里治的好浅谈道路不良路基处理方式
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摘要:道路路基地质条件较差的情况下,容易出现地表变形、地基下沉、开裂渗透等问题,对于不良路基的处理,我们要根据具体工程的实际情况,灵活选择合理的处理方式。文章将以某道路路基工程为例,在了解该工程基本概况的基础上,深入研讨该工程不良路基处理的具体方法。
关键词:道路工程,不良路基,处理方式
1.工程概况
某道路路基工程,为施工之前,对区域内地质情况进行全方位了解,以便选择合适的桩基形式。在选用路基施工方案之前,进行钻孔勘察施工,并根据地质勘察资料,确定各层地质情况。其中各层岩土柱状图如下图1:
图1 各层岩土柱状图
①层,层底标高148.1m、层底深度2.6m、分层厚度0.9~2.6m,以杂填土为主,呈湿~松散状,主要是近期回填的砂岩风化土。
⑤层,层底标高147.2m、层底深度6.8m、分层厚度2.6~4.3m,以粉质粘土为主,呈饱和~稍密状,其中以石英质砂含量最多,粘性差。
⑥层,层底标高144m、层底深度8.2m、分层厚度0.8~1.8mm,以粉土为主,呈硬塑状,粘性强。
⑦层,层底标高143.42、层底深度9.1m、分层厚度0.9~2.3m,以细砂为主,呈饱和~中密状,其中粘粒和石英质砂含量最多,夹杂少量粉质粘土。
(10)层,层底标高140m、层底深度14.7m、分层厚度1.6m,以卵石为主,其中岩石呈破碎装,但质地坚硬。
(13)层,层底标高133.11m、层底深度17.9m、分层厚度3.2m,以含卵石粉质粘土为主,裂隙发育明显,岩石质地新鲜坚硬。
(14)层,层底标高119.21m、层底深度18.1m、分层厚度3.4m,以含粉质粘土卵石为主。
(18)层,层底标高117.33m、层底深度19.3m、分层厚度3.3m,以石灰岩为主。
资料显示,施工区域内路基地质承载力特征值为625kPa、对应的压缩模量为4.92MPa;桩侧摩阻力特征值为22.8kPa,对应的压缩模量为4.92MPa;天然重度为18.7%。从以上地层地质特征中,可看出地层岩溶发育特征明显,属于不良地质,勘察结果显示岩溶区的溶洞顶板平均厚度达到1.1m,溶洞平均高度为2.55m,呈半填充软塑状态,且分布规律不明显。
2.不良路基处理施工
不良地基处理方法主要包括提高地基土的抗剪强度,增大地基承载力,防止剪切破坏或减轻土压力;改善地基土压缩特性,减少沉降和不均匀沉降:改善其渗透性,加速固结沉降过程;改善土的动力特性防止液化,减轻振动;消除或减少特殊土的不良工程特性。
在道路工程中常用于路基处理的有以下几种方法,置换法(换掉路基填筑材料,可采用合格硬土换土垫层法、采用块石强夯置换法、采用碎石、砂石或石灰打桩法等)、排水固结法、振密挤密法、加筋锚固法、化学固化灌浆法等等。
路基工程地质条件是千变万化的,材料、施工机具和施工条件等亦存在显著差别,没有哪一种方法是万能的。因此,必须进行综合考虑,通过方案的比选,选择一种技术可靠、经济合理、施工可行的方案。根据本工程地质的特点由于需要处理的深度较深,拟采用置换法中的打桩法进行处理,打桩法也有多种,本文重点比选桩基的类型。
2.1处理方式
根据以上的地质情况,工程分别拟采用预制桩、钻冲孔桩、CFG桩三种桩基形式:
基础类型一:高强预应力混凝土管桩基础,极限侧阻力标准值为43.8kPa,这种基础类型技术相对成熟,且有利于进度和成本控制,但如果遇到石灰熔岩,容易出现高频率的断桩现象,据以往施工经验,断桩率高达30%左右。
基础类型二:冲钻孔桩基础,极限侧阻力标准值为41.3kPa。在溶洞区域适用性强,但不利于成本和进度控制,且容易造成场地污染。
基础类型三:CFG桩复合地基,极限侧阻力标准值为28.8kPa,在岩溶地区应用,可保证桩基的整体性,无论是浅层应力的扩散,还是溶洞顶板的保护,都具有比较强的适应性,譬如在地势起伏位置,可在填充溶洞的同时,降低基岩局部应力,且有利于成本和进度控制。
基于技术经济视角,比对分析了以上三种类型基础,笔者认为CFG桩复合地基在整体性、抗变形等方面具备较强的技术优势,可提高路基的承载力和降低桩基的压缩性,且进度和成本控制方法简单,因此本工程决定先用CFG桩复合地基进行施工。
2.2施工计算
本工程不良路基的处理,重点在于提高路基的刚度和整体效果,施工前要明确单桩竖向承载力特征值和复合地基承载力特征值,作为施工的参数。
1)单桩竖向承载力
按照公式计算
上式中,表示单桩竖向承载力特征值;表示单桩的周长,基本单位m;表示单桩侧阻力极限值,基本单位kPa;表示第i层土厚度大小,基本单位m;表示单桩端阻力极限值,基本单位kPa;表示单桩桩端截面积大小,基本单位?O;k表示安全系数,取值2。
本工程桩径按照400mm计算,按照最不利钻孔的情况计算,确定单桩竖向承载力特征值为310kN。
2)复合地基承载力
按照公式计算
上式中,表示复合地基承载力特征值;表示面积置换率,取值7.69%;表示桩基之间土体承载力折减系数,取值0.9;表示桩基处理后桩基之间土体承载力特征值,基本单位kPa。
经计算,确定复合地基承载力特征值为80kPa。 2.3处理措施
按照以上单桩竖向承载力特征值和复合地基承载力特征值的计算结果,本工程不良路基的处理,要将“浅埋溶洞处理”、“短桩处理”、“塌孔处理”,作为施工的重点。
1)浅埋溶洞处理
结合本工程的地质勘察报告,笔者发现岩溶区域内有四个位置的钻孔,显示出风化石灰岩的溶洞上部厚度不大,大约在1.1m左右,但溶洞的平均高度达到了2.55m。在这种地质情况下施工,需采用高压旋喷桩技术,处理厚度1.6m以内的溶洞顶板,在施工后,为避免遗漏勘察溶洞的存在,需检查周围桩基长度是否有变化,并从各个钻孔中,揭示出周边区域地质状态,确保浅层溶洞都能够得到有效处理。
2)短桩处理
施工期间,通过浅层溶洞引孔判别桩基,发现有部分桩的长度小于5m,属于典型的短桩。在本工程中,短桩的承载力达不到设计标准,现场决定以全程反插的方式施工,并在反插后,在短桩周围加设高压旋喷桩和补强处理。通过此法施工,有效保证了CFG桩桩身质量。
3)塌孔处理
大约在桩基完工后的数小时内,发现区域内有个别塌孔现象,现场决定在塌孔桩的周围,加设高压旋喷桩和补强处理,随后重新钻孔和灌浆。施工后通过静载试验,确定塌孔问题得到妥善解决。
3.结束语
本道路工程不良路基,应用以上方法处理,施工效果显然,且造价水平不高,有效地控制桩基沉降现象。文章通过研究,在为案例道路工程基础选型后,从钻孔勘察、地基计算和相关施工措施方面,明确了该工程不良路基处理的方法,但考虑到不同道路工程不良路基处理要求和条件的差异,相关工程在参考借鉴本文施工技术时,需要结合具体工程现场的施工情况,予以因地制宜地利用,并结合实际工程所需,进一步补充和完善本文的研究内容。
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