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评价沪宁高速公路各种处理方法的优缺点

日期:2018年01月15日 编辑: 作者:无忧论文网 点击次数:2595
论文价格:免费 论文编号:lw201001051431373664 论文字数:3000 所属栏目:高速公路论文
论文地区:中国 论文语种:中文 论文用途:职称论文 Thesis for Title
摘要:本文拟从沪宁高速公路设计阶段的软基处理方案入手 结合施工实际采用处理方案及其工后沉降量的观测结果 整体评价各种处理方法的优缺点和适用条件,总结软基处理的合理方法
    一 概述
    沪宁高速公路江苏段分东 西两段进行设计 测量,其中东段位于长江三角洲平原区,地势平坦,河网密布,全段长139.16 公里;西段位于太湖平原区及宁镇丘陵区,地势起伏,沟壑岗谷,纵横相间,全段长109.05 公里东 西两段,软土层约占全线的1/3多,有的地方厚度达30m 对路基的稳定及沉降影响十分突出
   二 特殊路基(软土地基路堤)设计方案
   一 软土地基分布情况
    沪宁高速公路位于长江三角洲,沿线软土层厚薄不均,最厚大于30m,一般在6 15m,软土路段长约92.29公里,主要分布在苏州至丹阳地区内(A至E五个大标段),软土路段占A至E标段长度的48%,占江苏段全长的37.2%,是目前全国建成的高速公路中,软土地基线路最长的一条 沿线大部分地区为河相 海相冲积平原,分布有大量的淤泥质粘土,地质情况特别复杂 各层土物理力学性质见表1.1:

     二 软基处理的技术标准
     软基是否需要处理和处理的技术标准,与高速公路行车的技术要求相联系,标准愈高,费用随之增高,所以在选择软土地基处理的方法时还需要考虑到经济效益 根据国内外已建成高速公路的经验和教训及国外控制标准,本次设计采用路面完工后在使用年限内的工后沉降量,一般路基应30cm,路基与桥涵等构造物衔接处应 10cm,这个标准将差异沉降限制在适当范围内,不至于对路面的纵横向产生过大影响;对桥头的路堤地基处理长度以5 8 倍填土高度来控制 "标准"中工后时间起于路面完工,直到路面的设计年限末为止    路堤的稳定性验算采用固结效应力法,施工期和营运期安全系数均需 1.25沉降计算采用考虑土层应力历史的压缩指数法,并用压缩模量法或压缩系数法校核 施工期路堤填筑速率以25cm/周控制,预压期不超过360天 路基施工期以360天控制 设计荷载按汽- 超20 挂- 120考虑,换算成等代荷载时的土柱高度为0.96m
     三 软基处理方法的分析
     沪宁高速公路软基处理经过多项科研和反复试验,最终确定主要利用堆载预压法 砂垫层 塑料排水固结法和粉体搅拌桩加固法等四种方法
   (1)堆载预压法     利用路堤堆载预压是最经济的处理方案,它的加固效果实在,消除工后沉降的作用明显,当工后沉降仍不满足要求时,还可采用等载或超载预压的办法 沪宁高速公路江苏段地基的软土性质并不很差,并普遍存在粉砂夹层,又因土的原位固结系数一般要比室内试验结果大,因此只要保证有足够的预压期,便可不用或少用其他附加的排水固结措施,从而节省大量的工程处理费用 
  (2)砂垫层     砂垫层是沪宁高速公路江苏段中采用的主要浅层处理方案,通过置换软土所起的作用有三:
(1)提高地基承载力;(2)减少沉降量;(3)加快软土层的排水固结 对沪宁高速公路江苏段来说,绝大部分路段的地基载承力已能满足需要,通过置换来消除沉降,置换1m 软土,最多能消除6cm 左右的沉降量,所占总沉降的比例不大,遇到表层是硬壳层时更起不到消除沉降的目的 
    (3)塑料排水固结法
      砂井和塑料排水板是人为地在软土层内造成渗水通道,在路堤填土自重堆载预压下加快排水固结,它们的加固效果和固结计算方法是相同的塑料排水板应用于软基加固,在国内已有工程实例和成功的经验,对于提高软土地基的承载力有着肯定的作用 由于国产排水板价格低廉,是当时深层软基处理技术措施中费用最低的一种方法,因此设计者优先考虑采用是完全合理的 
    (4)粉体搅拌桩法加固地基
     沪宁高速公路江苏段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,形成具有水稳性和一定强度的水泥土桩体,并且桩和桩间土共同组成复合地基 经过处理,土体的压缩性明显减小,抗侧向变形能力有所提高,特别对处于桥头部位的软土,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 而且水泥土的固化时间较短,在争取时间的过程中不失为一种有效的软基处理方法
    二 施工运用方案情况
    在地基稳定性及沉降量不能满足要求时,施工单位在建设单位 设计单位的指导下,工程监理的具体监督下,根据填土高度 土层厚度 构造物特点等情况选用经济合理的地基处理措施进行处理,分别采用了塑料排水     板 砂垫层堆载预压法 粉体搅拌桩处理法等综合方法进行处理在实际施工中,各段普遍采用的是多种处理方法综合处理的方式 在施工初期,对于软土连续分布较长的路段,大量采用等 超载预压的方法(约占软基段总长72%),预压处理时间最长的超过1 年,一般均在半年左右 该方法效果较好,相对工程费用少,但由于所需时间较长,在后期由于工期紧的原因,则较多的采用粉喷桩和塑料排水板的施工处理方法粉体喷射搅拌桩简称粉喷桩,它适用于淤泥质粘土 淤泥亚粘土 粉性土等各类软土地基的加固 经粉喷桩处理的软土地基,具有整体性 水稳性好的特点,并成为有一定强度的复合体 粉喷桩的桩长视软土的深度和性质而定,桩径为50cm,每米喷入的水泥量为50kg 左右 施工主要经历整平地面 施工放样 钻机就位 钻进 喷粉及提升 复搅 提钻停钻 补喷 移位 填平坑洼等     竖向塑料排水板堆载预压处理软土地基,是用塑料排水板将地基中的水排除,以增加作用于土颗粒的有效应力来加速地基固结沉降,达到提高强度的目的 经历的主要施工阶段为测量放样 整平地面 铺设砂垫层 桩位放样 施打排水板 灌砂及填坑 铺设土工布 沉降观测板埋设及观测等
     三 实施效果
   (1)不同软基处理方法的效果    在不同的地质条件 外荷条件下因地制宜采用经优化的软基处理方法取得良好成效:利用路堤堆载预压是最经济处理方案 结合沪宁高速公路软土性质,又普遍存在粉砂夹层,对中 低路堤的加固效果实在 消除工后沉降作用明显    排水固结辅以等载或超载预压法对高含水量 高压缩性 低强度软土是经济合理的有效加固措施 可取得良好效果 排水板间距一般为1m,在有薄砂层的条件下塑料排水板可适当加大间距至2m粉体搅拌桩加固法具有能减少桩身范围的沉降量 抗侧向变形能力强和加快工期等优点,但价格较高,适用于桥头高填土及结构物软基处理段在不能穿透软土层的条件下,不应使用结合土工织物的砂垫层不仅能起到排水固结界面作用,还能有助于减少总沉降量 防止泥污染,使沉降较均匀 采用土工布的砂垫层厚度可由50cm 减薄至30cm;砂料可用渗透系数大于地基土2 个数量级的透水性材料替代     沪宁高速公路在实施中,还采用了多种方法相结合来有效减小总沉降量,并使总沉降量消除在施工期内,取得了明显效果 以此为基础总结出了在不同土质特性条件下运用合适处理方法:如对桥头遇到桥台施工与台后填土的安排发生矛盾时,为保证工期,在软土路基的高填土部分改用粉体搅拌桩处理,以减小软土侧向变形对桥台的影响;以30cm 薄砂性垫层材料和一层有纺土工布取代50cm 厚砂垫层 
   (2)工后沉降观测
    沪宁高速公路在施工中总结出来的一条非常有价值的经验:以工后沉降量来作为判定软基是否需要进行处理和采用何种处理措施的依据 因为根据原设计是以总沉降量大小作为选择地基处理方式的依据,这样做的结果,忽略了沪宁高速公路沿线土层属成本论文由无忧