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道路工程地基处理设计

吴欢
  
安家(建筑与工程)
2021年40期
湖北省交通规划设计院股份有限公司城建分公司 湖北 武汉 430050

摘要:作为承载经济建设的重要工具,道路工程能否保持安全可靠,对于我国未来发展具有重要意义。而在道路工程中,地基处理设计是关键内容,需要格外重视。本文以某道路工程为例,详细分析其地基处理设计方案,旨在为我国其他地区的道路工程提供建设思路,推动我国道路工程得到全方位发展,从而促进国民经济稳定发展。

关键词:道路工程;地基处理;地基设计

前言:我国正处于城市化发展的重要阶段,让城市规模得到有效扩大,也在交通量迅速增加影响下,对于道路工程有更高要求。不仅要求道路行车安全,也要确保道路设计符合实际情况。地基作为道路工程重要构成,需要在道路工程中额外关注地基处理设计,为城市未来发展提供便利交通条件。

1工程概况

本道路工程位于临海开发区,设计标准为城市主干路,为双向六车道,道路红线宽度为50m,设计速度50km/h,道路全长为3.476km。

2工程地质条件

2.1岩土体特征

本道路工程的地层根据类型和形成时代,分成第四系堆积物与侵入岩。将工程的岩土体的分布特征整理为如下内容:①杂填土:在工程表层大量存在;②素填土:也是工程表层主要成分;③填石:仅有少量暴露在外;④卵石,这一层在钻孔处理时大量暴露;⑤淤泥,仅有部分在钻孔处理时暴露;⑥中砂,仅有部分在钻孔处理时暴露。素填土的主要指标为天然含水量为21.6%,0.91孔隙比,35.2%的液限,3.5MPa的压缩模量;淤泥相关指标则是60%的天然含水量,1.7孔隙比,70.3%的液限,1.8MPa的压缩模量。

2.2地震效应

本工程抗震烈度为6度,地震加速度值为0.05g,道路不设防。

2.3不良地质现象

在本工程中,第四系地层对大多数的沿线位置覆盖,而花岗岩是基底岩石主要构成,所以没有岩溶作用。施工场地并没有产生泥石流的山地、沟壑等地质条件,且在道路沿线涉及的范围也没有滑坡、崩塌一类不良地质现象。

2.4特殊性岩土

本工程大量分布的素填土,其性质为松散状,无法通过自身重量成团,性能偏差,需要对素填土翻挖碾压;淤泥属于特殊性土,拥有较高含水量,孔隙比、压缩性等都偏高,渗透性、抗剪强度则偏低,严重影响路基沉降与稳定性,无法直接将其当成路基持力层地质使用。

3地基处理设计

3.1常用地基处理方法

按照加固深浅分类,分浅层加固方法和深层加固方法。

浅层加固可采用抛石挤淤法、清淤换填法、土工聚合物法、石灰桩法等,浅层加固深度可达到3~5m。浅层地基加固方法的适用范围和优缺点如下:

清淤换填适用软土深度在3m以内,能显著提高地基承载力特征值,减小地基沉降;但需外购土置换软弱土,当土方量较大且不宜改良使用时会浪费土地资源,影响环保。抛石挤淤适用软土深度在5m以内,抛石面以上回填土更易压实,提高地基承载力特征值;但减小地基沉降不显著,工程量不易控制。土工聚合物适用软土深度在3m以内,不需深层挖土,可缩短施工工期,能够减小地基不均匀沉降;减小地基总沉降和提高地基承载力特征值不显著。石灰桩适用软土深度在5m以内,提高地基承载力特征值,减小地基沉降;但质量较难控制,5m范围主要分布为淤泥时较难使用。

目前深层地基加固方法主要有排水固结法和桩体复合地基法两大类。

排水固结法主要有真空预压法、堆载预压法和真空-堆载联合预压法。桩体复合地基又分为混凝土类桩体复合地基和水泥土类桩体复合地基。混凝土类桩体复合地基主要有现浇类和预制类,现浇类主要有水泥粉煤灰碎石桩法(简称CFG桩法)和低标号素混凝土桩法(简称LCG桩法);预制类主要有预制方桩法和预应力管桩法;水泥土类桩体复合地基主要有水泥土搅拌桩法、高压喷射注浆法(简称旋喷桩法)和钉形水泥土双向搅拌桩。

较常用的主要深层地基处理方法的适用范围和优缺点如下:

真空预压法适用于深厚软弱土,优点适宜大面积施工,处理后沉降均匀,造价相对较低。工后沉降可控;缺点对施工要求较高,工期相对较长。堆载预压法适用于深厚软弱土,优点处理后沉降均匀,造价较低。工后沉降可控,缺点是工期长。真空-堆载联合预压法,适用于深厚软弱土,优点适宜大面积施工,处理后沉降均匀,造价相对较低。工后沉降可控;缺点对施工要求较高,工期相对较长。CFG桩法(现浇类)适用于软弱土深度在20m以内,优点桩身强度高,质量较易控制。工后沉降可控;缺点是当软弱土为淤泥和淤泥质粘性土时充盈系数很大,造价提高。方桩或管桩法(预制类)适用于深厚软弱土,优点质量易控制,工期短。工后沉降可控;缺点是造价高。常规水泥土搅拌桩,软弱土深度在15m以内,优点机械和施工队伍较多,可以缩短工期,工后沉降可控;缺点当软弱土厚度超过10m时,施工质量不宜保证;质量监控手段不精密,桩身强度有所限制。钉形水泥土双向搅拌桩,适用于软弱土深度在25m以内,优点桩身强度较高,质量易控制。工后沉降可控,造价降低;缺点专利技术,施工单位需要短时培训。旋喷桩适用于深厚软弱土,优点桩身强度高,质量较易控制。机械和施工队伍多,可以缩短工期,设备低矮、灵活;缺点工后沉降可控,缺点为造价高。

3.2路基设计

K0+000至K3+055段:该路段初始地貌为海湾滩涂,路基土为杂填土、素填土、淤泥等。当前地面高程低于设计高程,需填方,高度在1-7m。考虑到该路段拥有较厚淤泥,所以针对该路段的表层进行填土,并使用水泥搅拌桩对淤泥进行处理,让复合地基符合道路路基标准;K3+055至K3+075段:其路基土为杂填土、淤泥、卵石等。当前地面高程高于设计高程,需挖方,深度在0.5-2m左右。对于淤泥需要挖除,分成回填素土至路床顶面,并对其压实处理,使其符合路基设计标准;K3+075至K3+210段:其路基土为填石、卵石、中砂等。当前地面高程低于设计高程,需填方,高度在0.5-4m。对杂填土、填石等进行清除,将素土回填至设计高程,并对其进行压实处理;K3+210至K3+230段:其路基土为淤泥、卵石等。当前地面高程高于设计高程,需挖方,深度在0.5-2.5m。可以在开挖到设计高程后,针对杂填土、填石等有效清除,并使用素土回填至设计高程后,对其压实处理;K3+230至K3+476段:其路基土为填石、卵石等。当前地面高程低于设计高程,需填方,高度在0.5-2.2m。可以将杂填土、填石等有效清除后,将素土进行回填,并将其压实到符合路基设计标准[2]。

结论:本文以某道路工程为例,并对地基处理设计进行相对完整的分析,在实际应用时仍需要结合当地实际建设条件为主,对于抗震、腐蚀性防护、防排水设计都要符合工程需求,并针对实际地质条件,强化地质检验,确保工程在发现问题时可以立刻解决。

参考文献

[1]詹永勤,孙建超,王杨.软土地区超大型会展中心基础及地基处理设计[J].建筑科学,2020,36(9):6.

[2]陶旭光,钮建定,杨锋.澳门东填土区地基处理效果分析[J].水运工程,2020,000(005):72-77.

[3]吴正炫.市政道路工程软土地基沉降处理设计的研究[J].建材发展导向,2019,17(1):1.

[4]娄中波,张朝清.垃圾填埋场城市道路地基处理方案研究[J].天津建设科技,2020,170(04):32-33.

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