对某市政道路工程软土路基施工探讨

对某市政道路工程软土路基施工探讨

对某市政道路工程软土路基施工探讨罗涛波(中南市政成都分公司)?苎分类号：U416．1文献标识码：B文章编号：1672-4011(2012)01～0143～031工程概况J图1路基地层概况廿。兰墅苎堂荸土方工程量大、分布不均匀、不仅自身的睾三三孚与墨挚，如路基排水、加固等相互制约：。孟晶粪三詈罂呈：。如软基处理、涵洞、路面及附属夏磊磊羔萎善：星竺竺基挚三，，在质量标准、技术操作、施三蕃主蕃翼薯釜竺竺：。望巷高路基的质量与稳定性，要保矗蔷；毒三：篓孟要堂堂备工作，极为重要，它是组织施工的茹：嘉：需篓苎竺苎工和准备不充足，均使路基施工的墓某圣茹纂以顺利进行。⋯一”4政蒜苎耋娄鎏竺万旱路基排水分为路面排水和地下排水，堂要变登堂基￡兰?掣和渗透，冲刷可磊暮袤蕃墓主嚣釜詈篓差篓妻二鬈曼水渗现象。渗入路基鬲某孬：“茬至嚣主圣，璧堡塑萋苎譬：，地下水对路基的危；裹丕：言萎嚣蔷套盖警耋譬竺詈孽软，重者使路基翻浆麦运磊南磊_釜兰使路基整个延滑动面滑动。⋯⋯7”“。桐甘。堂量望三望璺校核路基排水系统是否完备和妥善，重望排变三耋兰要量和使用效果。将影响露萎蓑是茬磊血盖变二篓除翌等量于用地范围以外，并防止地蔷运蒹：。藉蓑羹j篓。翌掌掌兰沟、截水沟、跌水和i嘉磊_蔷鑫裂磊婆奎苎：。竺墅响路基稳定的地下水隔断：磊军：蓬蓑_7羔1"型耋鍪塑差登璺以外。如设置盲沟、渗沟。磊善算：’盖外，竺篓耋亭坚謦况，设置施工现场的临时性赫莱菩茹，’吝簇要黧萋圭至之孥臀属结构物在正常条件；送再菇芏蓓Z薹墅睾差妻耋土体内有关水的隐患，保证露釜芏毒盖薹：轴日要要誓要曼搴的原则，本工程的软基处理基本采用砂萎蛋萎宝翌型排娈篓、土工布等方式进吞蕊磊-聂磊五螽享姜璺该兰些工烹便、速度快，比较节约资主：石釜著萎至竺望：变要二即软土的排水固结期较≤：、菡耋翥磊冕磊雪鋈搴兰要苎垩，。警芋的稳定期较长。砂釜篡磊夏萎箍篓妻堡二詈!鳘譬力的作用外，更重要的是磊写菝呈蒹菜蔷彗竺堂地面排水通道，因此在一定期限内应磊藻荔釜喜毒害由奎三至套苎1ol+850处有一石方爆破区，施工图纸上只耋宴妄要空子篓犁用，在路线纵向上分布箍莱写葛_。妄芋苎免矍姜苎老翌兰矽垫层，我们向业主≤蕞衾荔薹童芏毒篓=『差拿耋苎至譬水层，厚度约为·m，利用砉≥蒸最麦磊石料作为填石隔水层的填料。一⋯⋯’”一4”环妯霎曼銮譬=方面可以避免路基填土污染砂垫层。保持竺姜景篓查暨孽；苎次隔水层能够有效阻薪五辜篆矗主圣竺銎竺要霎兰篓土墅基；第三，增加隔水基葛，。主蔷芋主老竺基竺拿苎!程，使路基在软土沉降稳定后磊羹茁苄某荔影响。因为软土地基在荷载的作用下不断地菲泵鬲磊=-‘二：n兰Q；兰墨量雯墅!丝型盛丝丝———』篓般是路中心沉降量最大，路基两侧坡脚处最小，因此在软土地基沉降基本稳定后，地基表面形成一个抛物面，地下水容易在抛物面底部聚集，不利于路基稳定。路基沉降相对稳定后断面如图2所示。1一淤泥原地面线；2一填石隔水屡；3—砂抛垫层；4-塑料排水板。图2地基处理示意图2．4加强路基沉降监测软土路基的填筑施工，应以路基变形即时观测结果指导施工。在路基填筑施工前，沿路线纵向选取若干具有代表性的断面(选取的断面应有指导性，宜选用软土深度较大’或箱涵等结构物的桩号)，作为路基变形观测断面，利用观测结果动态地判断路基是否稳定，是否可继续施工。在观测断面上设置变形观测桩，变形观测桩分为两种类型，一种为分沉降观测桩，设置在路中心及左右路肩距边缘o．5m处；另一种为侧向位移观测桩，设置在距路基坡脚5rlrl处，侧向位移观测桩采用100×100mm的方木制成，顶面设置观测点，桩的埋设深度不应小于1．5m，避免其他因素影响观测结果。沉降观测桩采用一块500x500toni的钢板(底板)及钢管制成，观测钢管分节制作，每节长度为300—500姗，两端加工成螺纹丝口，采用有内螺纹丝口的套管连接。在填筑施工前埋设好首节沉降观测桩，以后随着路基分层填筑的增高而连接加高。在施工过程中要加强对观测桩的保护，在桩位设置明显的警示标志，避免观测桩受到破坏，保持沉降观测的连续性(详见图3)。铲血啦鼾∥匕IU。一斟炉p。淤。龟时。妒l一沉降观测杆。分节接高；2-沉降观测扦底钢板；3一侧向位移观测杆。图3路基沉降点设置在填筑施工期内，每填筑一层应进行一次变形观测，如果相邻两层填筑间隔时间较长时，则每隔三天应进行一次观测；在预压期内每隔14天应进行一次变形观测；每次观测结果应进行整理、对比分析，用于严格控制填筑速率。一般认为：日沉降量≤10姗以及日侧向位移量≤5mill的情况下，路基是相对稳定的，可以连续施工。若观测结果超过上述规定，应立即停止填筑施工，分析原因，待路基稳定有保证后方可继续施工。2．5超栽预压本工程软土地路基上有9座箱涵、通道等构造物，施工均采用反槽开挖法，即待软土路基填筑完成后并沉降相对稳定后再开挖沟槽进行结构施工。由于涵址处软土路基均采用砂垫层结合塑料排水板处理，软土地基排水固结的速度比较缓慢，箱涵等构造物的施工时间拖后，将会影响总工期。为了缩短工期，在确保路基填筑质量的前提下，我们采取相应措施，在箱涵等构造物中心桩号前后40～50m的范围内局部加快填筑速度，并采取超载预压的方法，加大软土固结的速度，缩短软土稳定时间。所谓的超载预压。就是路基实际填筑高度大于设计要求(包括路面结构层换算的填土高度)，使软土在超过设计荷载的状态下排水固结。根据参考文献【4】超载可以增大地基土层中的附加应力叮。，根据土层的最终变形量S为：．s2号7zH(1)式中a一土的压缩系数；e，一施压前土的孔隙比；H一淤泥层的厚度。由(1)式可以看出地基土层附加应力crl的增加会引起土层最终变形量s的增加，为达到设计荷载下土层变形量S．所需要的时间为：t=盖㈤式中C一反映地基固结性能的待定常数；S．一设计荷载下地基的变形量；t一达到设计荷载下地基变形所需要的时间。当增大土层的最终变形量S时可以减小设计荷载下地基变形所需要的时间t，由以上分析可以看出超载预压可以缩短设计荷载下地基固结所需要的时间，并可以在一定程度上减少构筑物的工后沉降。实践证明由于箱涵等构造物处的软土提前(相对其他路段)填筑完成，提前进入预压期，并且在超载的状态下固结，缩短软土固结稳定时间，可以提前进行箱涵等构造物的施工，并在一定程度上减少了构造物的工后沉降。2．6反压护道本工程软土地基的下卧持力层横坡较大，软土在路基与其下卧层之间形成“软土楔体”，施工中容易造成失稳现象，尤其是“滑坡”现象。“滑坡”现象一般会发生在危险的一侧(左侧)，为此，本工程在路基左侧坡脚处设置一个反压护道，增加软土路基的稳定性。软土路基稳定性分析如图4所示。其计算过程为：0／77、、、、、、、、、、．∥{!!么<缸面詹基＼＼堂塑堕丝耍垡～淤泥，o7＼，^、，全，，——二一一Gl一滑弧体的重力。使滑弧体抬滑弧中·00点顺时针运动趋势G2一滑弧面平均摩擦力．使滑弧体沿0点逆时针运动趋势G2一反压护道重力，使滑弧体沿0点逆时针运动趋势图4路基稳定性分析简图2．6．1当量的高度路基除承受自身作用外，同时承受行车苛载作用。在边坡稳定验算时，按车辆最不利情况排列，并将车辆的设计荷载换算成土柱高，又称为当量高度，以110表示。”箸(3)(下转第146页)n2．3方案比选通过上面的论述，已明确本项目互通所需要解决的主要问题是在保证通行能力的前提下，减少构造物，降低造价。(1)互通功能比选。方案一和方案二两种方案均可满足交通量的通行需要，方案二对繁重的转弯交通量能提供高速的半定向运行，通行能力较高，同时可保证主线完整的线形；方案一主线车流由环道流出，安全性相对较差，且被交路上跨，环道流出车道前视距较差，因此从功能上比较，方案二较优。(2)设计指标比选。平面上方案一最小半径采用R=50m，方案二最小半径采用R=130m，因此在平面指标上方案二优于方案一。纵面上方案二采用三层线形布设，B匝道需要下穿设计主线，标高控制较为严格，在满足规范要求的前提下，尽量缩短匝道长度以降低工程造价，因此纵面线位布设相对困难，其最大纵坡达到5％；B型方案纵面采用双层线位，拉坡容易，受控因素小，平均纵坡较方案二小，因此在纵面指标上方案一优于方案二。(3)占用土地及拆迁建筑物比选。方案一占地159亩，拆迁5750m2，方案二占地166亩，拆迁5750Ill2，在占用土地及拆迁上比较，方案一优于方案二。(4)构造物及圬工数量比较。方案一共设置桥梁799m／5座，土石方16万m3，圬工4618in3；方案二共设置桥梁1234m／4座，土石方27万In3，圬工64251113，在主要构造物及圬工数量上比较，方案一优于方案二。(5)工程造价比较。方案一总造价为1．2亿元，较方3结论两立交方案的主要区别为：达州与开县方向方案一采用环行匝道，方案二采用半定向匝道，虽然方案二较方案一的技术标准，通行能力，服务水平高，但方案一的环行匝道也能保证服务水平，与交通量相匹配，结合两方案的工程规模，推荐方案一。表1开县互通式立交方案比较表项目方案一-b-塞一备注计算车速(km／h)40—50匝道平曲线最小半径(m)50130最大纵坡(％)4．445匝道长度(m)1272．8671578．35路基计价土石方(m3)160472270165防护及排水工程数量(m3)4617．86425．2桥梁工程(m／座)799／51234／4涵洞(通道)数量(m／道)196．5／5198．5／6出口匝道安全性评价一般较好场址的地质条件一般与地形、地貌的协调性较好占用土地(亩)159．176165．61拆迁建筑物(平方米)57506120通行能力与服务水平一般较高工程造价(亿元)1．21．8推荐意见推荐案二节约0．6亿元，在工程造价上优势明显。[ID：7204](上接第144页)式中llo一当量高度，m；N一横向分布的车辆数；Q一每一车辆重量；L一车辆前后的着地长度；Y一土的容重；B一横一分仿车辆轮胎最外缘之间总距。2．6．2计算公式图5圆弧滑动条分法计算简图如图5所示，设滑动面为如图所示的AB弧，将AB弧上可能滑动的土体划分为若干小段，在任一小段的可能滑动面上，则有职力作用着。职可分解为垂直于小段滑动面的法向分力札=EtOgaj和切于该面的切向的分力t=职sina；，其中口；为该圆弧段中心点的半径线与通过圆心的坚线之间的夹角。在滑动面上，由所有自重引起的切向力所产生的滑动力矩(对滑动圆心)为：∑正R=∑Wisinai·R(4)由所有土条底部抗剪强度所产生的抗滑力矩(对滑动圆心)为：∑％厶·R=∑(Nit94Di+c。z；)月(5)式中L；一AB的弧长；T。一土条底部的抗剪强度；妣一土的内摩擦角；l。一单个土条长度；ci一土条的粘聚力。故可得土坡的稳定安全系数只：耻磐：．弩竺丝些!坐(6)。鸭∑(—IV／si—nai)R⋯7由图和计算式中可以看出，反压护道增加了圆弧滑动面的长度即增加了可能滑动面上的反力(抵抗力)，反压护道同时也减少了土条自重引起的滑动力矩，这样会使安全系数大大增加即增加了软土路基的稳定性。3结束语综上所述，由于软土路基填筑施工受到软土路基承载力低、易失稳的限制，在施工中应充分地分析各种不利因素的影响，尽可能地采取必要的措施，精心施工，使软土路基填筑施工能够连续、顺利展开，确保路基填筑质量。[ID：7148]