动静力排水固结法在淤泥质软弱路基治理中的运用.pdf
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1、总654期2023年第24期(8月 下)0 引言动力固结法和静力排水固结法是目前效果较好的两种淤泥质软弱路基处理技术,其中,采用动力固结法对软弱路基进行加固会导致土体孔隙水压力上升,且短时间内无法消除,产生橡胶土,而静排水固结法的加压系统结构复杂,施工周期较长,因此,近几年出现了动静排水固结法。动静力排水固结法结合了动力固结法、静排水固结法的优点,形成更加先进的软弱路基治理技术,其结合了动力固结法中的夯击机以及静排水固结法中的排水体系,处理质量好、投资低、工期短,适合淤泥土处理。该施工技术方案的基本思路为:利用静排水固结法中的排水系统,即挖设盲沟、在盲沟结合处设置集水井,以提高排水效率,在路基
2、表面铺设相关规范规定厚度的砂垫层,并设有垂直排水系统,如插孔式排水板等。另外,在合理的静态荷载、动态荷载和动态剩余力的作用下,软黏土的孔隙水压梯度较大,导致了孔压的多次下降,随着孔隙水的持续释放,土壤中的有效应力增大,孔隙容积变小,抗剪强度增大,通过对地基进行超固结处理,使其完工后的沉降明显减小,从而实现了对软弱地基的加固目的。1 工程概况某高速公路项目路线范围内有大量的鱼塘、湖泊和河流,部分路段淤泥质软土较深。此类工程软弱地基处理区域的地质状况较差,且地下水位较高。该软基处理工程在雨季进行,由于场地条件复杂,施工困难。根据设计要求,为确保工程质量和进度,需将软弱路基治理技术与实地监测技术相结
3、合,对路基治理工程进行实时数据监测,同时动态调整并确定施工参数,优化设计,以达到提升软基施工质量的效果。2 软弱路基处理方案2.1 动力固结工序2.1.1 夯点布置与夯击遍数根据以往施工经验,公路工程项目软弱路基加固治理,宜采取“少击多遍”的低能夯击方法。1)本项目需进行4遍夯击,第1、2、3遍为点夯,按5.5 m间隔排列,夯击过程应控制好点位,促使夯击点分布均匀;第4遍为普夯,采用0.75倍的夯锤直径,密集布点进行搭接夯击。2)根据监测结果,每次夯击的数量取决于场地的变形及孔隙水压,夯击时间间隔根据夯击后的路基土体超静孔隙水压合理控制,以孔隙水压全部或大部分消失为准。2.1.2 夯锤及夯击能
4、该项目所用的夯实锤为圆平锤,其重量为150 kg,直径2.4 m,高75 cm,具有多个通气孔,通气孔的横断面面积占锤体总体积的2.5%。由于软黏土具有低渗透性和低强度的特点,在初始阶段采用少量的夯击能,以增加浅层的排水固结强度,也能起到初步稳定土体结构的目的,则后续夯实应分层提高夯击能,将动能逐步由浅层转移到深层。据此,第1、2次点夯时的夯击能达到900 kNm,第3收稿日期:2023-06-11作者简介:甄浩明(1985),男,河北新乐人,工程师,从事公路桥梁施工工作。动静力排水固结法在淤泥质软弱路基治理中的运用甄浩明(石家庄市公路桥梁建设集团有限公司,河北 石家庄 050051)摘要:首
5、先,主要对动静力排水固结方案在淤泥质软弱路基治理中的运用进行研究。然后以某高速公路线路范围内淤泥质地基处理为案例,分析了用动静排水固结加固技术及处理淤泥质软土路基的基本思路及施工技术要点。最后通过土体的孔隙水压力、土体分层沉降、荷载测试等检测手段,对土体的加固效果进行了监测和验证。工程实践证明:采用“少击多遍”的动态低能耗强夯方式,配合填土预压法、安装竖向塑料排水板等静力措施,对淤泥质软弱路基进行加固处理,实际应用成效显著,工后路基各质量指标都有明显改善,达到或高于既定的路基质量要求。关键词:公路路基;排水固结;淤泥质地基;塑料排水板中图分类号:U416.1文献标识码:B38交通世界TRANS
6、POWORLD次点夯击能控制在1 200 kNm,而普夯则是600 kNm。2.1.3 收锤标准夯击收锤的基本准则是保证在夯击能的作用下,地基土仍保持致密,而不会对其结构造成破坏。具体的规定是:1)夯实现场整体结构稳定,在夯坑周围没有明显的凸起。2)夯实能应逐步提升,不得使夯坑周围的土壤出现过度的横向变形。3)夯实阶段的沉降是逐步减小的过程,后一击沉降量应小于前一击的沉降量,否则会破坏土层结构。2.2 排水系统2.2.1 水平排水系统水平排水系统主要有盲沟、砂垫层、集水井三种。其中,砂垫层厚 1.0 m,主要构成为瓜米石、中粗砂。盲沟宽0.4 m,底部为1%的下泄斜率,盲沟过滤材料是由35 c
7、m合理级配的砂砾构成,用透水无纺土工布全部包住。盲沟纵向间隔设置集水井,该集水井的外径为490 mm,纵向为12根16 mm的钢筋组成,横向的箍筋组合形成外径490 mm的滤水笼,外部包覆4.7 mm的铁丝网,笼外过滤材料采用碎石,集水井底部采用无纺布透水土工布完全包住。确保盲沟、集水井之间的顺畅连通,其底部必须比周边的盲沟更深,以达到集水的效果,在施工全过程及交付初期需适时抽水,保证水深不超过60 cm。2.2.2 竖向排水系统竖向排水采用插片式塑料排水板,排水板间隔1.4 m,呈方形排列设置,埋设的平均深度为12.0 m,底部到软土的下卧层不得低于0.5 m,而上部需高于砂垫层20 cm。
8、插板式排水板安装时,布点位置的偏差应在50 mm左右,板条的垂直偏差不得大于板长1.5%,插入的排水板条均必须完好,质量完全达标。3 软土地基加固效果检测该工程软弱路基处理时,实地测量了道路沿线的路基土体孔隙水压、土压力、分层沉降,同时监测十字板剪切、静力触探等相关技术参数,完成分项工程后对软土地基的土荷载能力进行试验监测。主要监测工作内容包括:15组钻孔压力监控,每个小组100点;1组分层沉降观察,每组100点;15组土壤压力检测,每组50个。在施工过程中,土体的孔隙水压力、分层沉降每日进行,20 d以后每2 d进行一次监测。在土压作用下2 d一次监控测量,完工20 d之后每4 d一次监测。
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