浅议高速公路软土路基产生沉陷的原因及处理方法

浅议高速公路软土路基产生沉陷的原因及处理方法（精选3篇）

1.浅议高速公路软土路基产生沉陷的原因及处理方法 篇一

1.1 填土速度过快, 对路基填土的临界

高度认识不足, 在接近路基填土的临界高度时没有加强路基沉降观测, 导致软土地基强度接近临界状态, 稍不注意, 路基出现承载力不足, 导致基层失稳, 出现沉陷或纵向开裂。

1.2 没有进行沉降观测或沉降观测控制

不严, 仅依赖于沉降计算的数据进行施工控制, 因此, 实际的沉降速度、沉降曲线、工后沉降的大小均没有严格的统计分析数据, 导致施工结束后仍然有很大沉降速度和沉降量。

1.3 地质资料不够完善, 对存在暗沟或

暗地等影响路基长期稳定性的地质结构不清楚, 导致路基施工中出现沉陷等问题。

1.4 路基填土压实控制不严, 导致路基

施工完成以后, 路基填土部分出现变形, 尤其是填土高度较大的路基, 由于塑性、粘弹性变形不断增加, 导致路面出现外观沉陷, 同样影响道路的行车舒适性。

2 路基沉陷的预防措施

为了保证软土地基的处理效果, 在软土地基处理施工和路基工程的施工中必须采取适当的技术措施。

2.1 加快软土地基工程施工, 保证路基有足够的沉降预压期。

2.2 在所有软土地基段应设置沉降标

志, 定期观测路基施工期间的沉降量, 保证沉降观测的精度指标和频率, 提高水准测量的精度, 绘制沉降曲线, 分析路基沉降及稳定情况。

沉降观测的频率取决于沉降的大小、加载方法和观测目的等, 通常要求观测次数应能够反应沉降变化的过程, 又不遗漏变化的时刻。

2.3 对于采用等载或超载预压的路段,

要求预压期一般路段大于6个月, 桥头 (如打粉喷桩) 预压至少3个月, 采用其它处理方式应认真计算确定。超载预压方式对软土基沉降的软土地基处理方式, 同时可以减少工后沉降、减少工程造价。

2.4 采用粉喷桩的段落, 要求严格控制

粉喷桩的施工质量, 设计时也要求粉喷桩穿透软土。存在软土地基的桥头在30m范围内建议设计粉喷桩, 且要求粉喷桩打入持力层, 进行超载1m、预压3个月处理, 以尽可能减少桥头沉降差, 消除或基本消除桥头路车现象。

同时, 严格控制软基处理施工质量控制标准, 即控制粉喷桩每延米水泥组长量, 并进行水泥总量控制, 保证到场的水泥全部打入土中。加强试桩控制, 确定合理的施工参数。坚持所有的粉喷泉桩都必须打入硬土层 (持力层) 50cm以上, 为此应对所有软土段采用静力角探方法测定, 确定软土段范围和深度。所有粉喷桩都必须复搅, 并严格控制复搅深度及质量。成桩后加强质量检测, 2%按比例开挖桩头目测, 2‰比例取芯做无侧限抗压强度试验, 并进行单桩静载试验、钻孔取芯试验以检验桩身的质量。

2.5 路基施工应优先安排软土层, 以争取预压时间。

2.6 在荷塘、暗塘、暗沟等地质条件不均

匀的地带可以采用加筋地基的处治方法, 促使地基受力均匀, 减少不均匀沉降。

3 路基沉陷的处理措施

如何处理软土地基, 这与现场的地质状况土结构性质密切相关, 另一方面, 道路标准, 施工条件工期, 费用等也是相关的制约因素, 施工时应据实际情况进行调查、论证、确定合理的处理方法或方案, 一般同时使用两种以上的方法求的最佳效果。

常见的处理方法有以下几种:

3.1 换填法:

将软土地基的一部分或全部挖去, 换填强度较高透水性良好的其他材料, 如沙砾、卵石、片石、粗粒土等, 适用于软土层堆积, 较浅且易于排水的情况, 施工方法可分为开挖换填和强制换填二种。

3.2 表层处理法:

将软土地基表面排水、铺砂、掺加稳定剂, 以提高地表强度, 防止地基局部剪切变形。适用于地表极弱的情况, 一般与其他方式配合使用, 主要有表层排水法和砂垫层法, 稳定剂处理法三种。

3.3 挤石砂桩法:

以冲击或振动的方法, 将砂、碎石等材料挤入软土地基中, 形成密实柱体, 对粘性软土地基可提高地基承载力, 减少软土固结、沉降量。此外, 桩体起到渗水、排水的作用。施工方法主要有冲击法和震动法。

3.4 石灰桩法:

将生石灰碎块置于桩孔中形成桩柱, 通过石灰消解吸水, 继而形成水化物和毛细管的吸水作用, 降低地基含水量, 从而提高地基强度, 工程实践中生石灰桩可渗入一定数量的粉煤灰或砂, 形成混合灰桩, 以利于触发反应, 提高强度。生石灰桩一般用于粘性软土地基中。

3.5 砂井排水法:

在粘性软土地基中设置砂井, 缩短排水距离, 地基受载后能加速固结过程, 以提高地基的强度。适用于路堤高度超过天然地基承载力很多, 软土层厚度超过5m时。

3.6 塑料排水板法:

将带有孔道的板状物体插入软土地基中形成垂直排水通道, 缩短排水距离, 加速固结排水和沉降, 以提高路基强度。其基本原理同砂井排水法类同, 这种方法施工简单, 快捷, 也比较经济。

3.7 摊铺土工布:

在软土地基表面摊铺土工布, 以提高基层的强度, 减少路堤填筑后的地基不均匀沉降, 同时也不影响排水。适用于含水量较大的松软地基。

3.8 预压加载法:

在软土地基上加一定荷载, 预先使其沉降固结而提高强度。适用于工期充足的情况。常和砂垫层、砂井等排水措施并用以取得最佳效果。

3.9 反压护道法:

即在路堤两侧填筑一定宽度和一定高度的护道, 反压主路堤的两侧, 以达到路堤稳定的方法。适用于软土地基明显不稳定, 容易发生滑动破坏的情况。

4 路基填方段施工注意事项

4.1 填前如遇有软土地基, 必须彻底处

理外, 填方开始后, 各施工表面不应有积水, 根据土质、气候情况层面加大横坡;确保施工中能及时排走雨水。特别在山坡地段, 应做好截水沟多雨地区或雨季施工更应加强这方面的工作。

4.2 实验检查填筑材料的性能是否符合要求。

填料不得使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、生活垃圾、树根及含有腐朽物质的土。液限大于50, 塑性指数大于26的土及含水量超过规定的土都不得直接使用。如需用, 必须采取满足设计要求的技术措施。钢渣、粉煤灰等, 可用作路堤材料, 其他工业废渣使用前, 也必须进行有害物质含量实验, 避免有害物超标, 污染环境。

4.3 土方路堤:

必须根据设计断面, 分层填筑, 分层压实。采用机械压实时, 分层的最大松铺厚度不应超过30CM;路床顶面的最小压实厚度, 不应小于8CM;填筑宜采用水平分层填筑法施工。即按照横断面全宽分层水平层次逐层向上填筑。如原地不平, 应由最低处分层填起, 每填一层, 经压实符合规定要求之后再填上一层。

原地面纵坡大于12%的地段, 可采用纵向分层法施工, 沿纵坡分层, 逐层填压密实。山坡路段横披不陡于1:5可直接修筑在土基上;陡于1:5。原地面应挖成台阶, 并用小型夯实机夯实, 由最低一层台阶填起, 分层压 (夯) 实, 逐台向上填起。半挖半填路基也必须从坡角起, 挖台阶按上述要求填筑。

4.4 桥涵及构造物处的路基填筑更应加大措施, 确保不使其沉陷

填筑时除了按上述要求及设计文件规定的要求实施外, 还应在填料中增加外掺剂如石灰、水泥等以提高强度。挡土墙填料宜选用砾石土或砂类土。墙址部分基坑要及时回填、夯实, 防止水的浸害。

5 结束语

综上所述, 通过对路基沉陷的原因分析, 提出对路基施工的一点看法。在施工中还要必须严格按技术规范要求进行, 不断总结经验, 达到解决路面不出现早期破坏的目的。

摘要：从施工、地质资料和工后沉降等方面分析了公路路基沉降产生的原因, 并从预防措施、处理措施和路基填方段施工技术等方面阐述了防治方法。

关键词：路基,沉降,原因,防治措施

参考文献

2.浅谈公路软土路基的处理方法 篇二

软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。

2 软土地基的破坏形式

对于软基路堤而言, 软基的变形主要来自两个方面:1) 软土固结体积减小引起的变形;2) 软土受剪后形状变化引起的地基变形。地基变形使得路堤本体发生下沉, 同时路堤下的地基土向两侧隆起。随着路堤填筑高度不断增加, 沉降越发明显。当路堤填高达到一定的程度时, 软基的沉降量、侧向隆起量及其作用范围显著增大, 此时达到了软基的极限承载力, 路堤就可能发生破坏。

3 软土地基的处理方法

3.1 浅层性软弱地基的处理

3.1.1 表层处理法

包括表层排水、砂垫层、铺垫、稳定剂处理以及反压护道法等措施砂垫层法是指在稠度较大的软弱层表面上, 垫以砂、砂砾石、碎石、灰土、素土等材料, 充分碾压密实后形成具有一定稳定性的硬壳层。设置垫层可提高承载力, 减少沉降量, 加速软弱层的排水固结, 防止冻胀, 消除膨胀土的胀缩作用。反压护道是指在路堤两侧填筑一定宽度和一定高度的护道。它利用力学平衡以保持路基的稳定。

3.1.2 换填法

可分为开挖换填和强制换填以及抛石挤淤法等。换填法是指采用人工或机械挖除路堤下全部软土, 换填强度较高的粘性土或砂、砾、碎石、片石等渗水性材料。换填法最大有效处理深度为3m。对于常年积水的地段, 排水困难, 泥炭呈流动状态, 厚度较薄, 表面无硬壳, 片石能沉达底部的泥沼或软土地段, 可采取抛石挤淤的方法。抛投片石的大小, 随淤泥的稠度而论, 对于易流动的淤泥, 片石可稍小些, 抛投的顺序, 先从路堤的中部开始, 中部向前完后再渐次向后两侧扩展, 以便淤泥向两旁挤出, 片石抛出水面后, 再用重型压路机振动碾压密实, 然后在其上铺筑砂砾反滤层, 再行填土。

3.2 深层性软弱地基的处理

深层性软弱地基具有含水量大、压缩性高、强度低、透水性差、埋藏深厚等特点, 在路堤荷载作用下会产生相当大的沉降和沉降差, 沉降延续时间长。地基承载力和稳定性往往不能满足工程要求。对于这种地基可采取以下方法进行处理。

3.2.1 竖向排水固结法

其加固原理是在软基中设置袋装砂井或塑料排水板, 利用路堤重量分级加载, 使软土中的孔隙水排出后逐渐固结, 地基因而产生压密沉降, 同时地基强度也在逐渐提高的一种方法。

1) 塑料排水板:是带有孔道的板状物体, 插入土中形成竖向排水通道。因其施工简单、快捷, 应用较为广泛。最大有效处理深度18m。

2) 砂井:是利用各种打桩机具击入钢管, 或用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于这种砂井在饱和软粘土中起排水通道的作用, 又称排水砂井。砂井顶面应铺设垫层, 以构成完整的地基排水系统。砂井适用于软土层厚度大于5m时。最大有效处理深度18m。

3) 袋装砂井:袋装砂井是将中、粗砂装入聚丙烯等细长袋内, 放入预先成好的井中, 与普通的砂井相比, 直径小、重量轻、施工机具简单、便于操作。砂袋是一个整体, 具有连续性和密实性, 质量可靠, 并有一定的抗滑能力。现在广泛采用网状织物袋装砂井, 其直径仅8cm左右, 比一般砂井要省料得多, 造价比一般砂井低廉, 且不会因施工操作上的误差或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。最大有效处理深度18m。

3.2.2 土工织物加强法

土工织物是加固软土路基和治理基层病害常用的一种土工材料, 在软土路基或路堤内, 铺设一层能够随一定拉力的塑料膜、化纤无纺布、树脂网、各种格栅、筋条等, 其特点是抗拉强度大, 抗断裂和冲击性能好, 可以增强路堤强度, 防止坍滑和侧向位移, 并能沿纵横方向传递荷载, 改变软土地基受力状态, 使应力分布均匀, 增强了路基稳定性, 降低了路基沉降量。

3.2.3 复合地基法

1) 粉喷桩、旋喷桩。它的加固机理是用水泥 (生石灰或粉煤灰等) 作为固化剂, 通过深层搅拌机械在地下深层, 将水泥等浆液粉体经搅拌后所产生的化学固化和物理作用形成的桩体与桩周土体形成复合地基, 从而达到加固软基的目的。最大有效处理深度20m。粉喷桩和施喷桩具有施工速度快、加固深度大、能有效减少总沉降量、侧向位移小、对周围环境污染少等特点, 因而目前较多地用于公路结构物及桥头两端与路基过渡段地基处理工程, 能较好地阻止土体对桥台桩的侧向挤压。

2) 碎石桩。碎石桩法是利用一个产生水平向振动的管状设备, 以高压水流边振动边冲在软弱黏性土地基中成孔, 在孔内分批填入碎石加以振密制桩, 与挤密土体成为复合地基, 达到加固的目的。最大有效处理深度20m。

4 结语

对于软土地基处理采用什么方法应根据不同的地质条件、施工条件、土质的物理、力学性能等综合考虑, 同时还应考虑其施工的方便性、可行性及经济性。分期修建的建设思路在许多情况下对于处理软土路基还是一种成功的办法。一方面, 它可以将复杂的加固处理方法改换为简单方法处理, 另一方面, 延长了工期, 使得固结沉降大部分完成, 在修筑路面后路基变形很小, 甚至不再变形。因此, 分期修筑是一种较为经济的处理方法。

随着科学技术的不断发展, 新材料、新工艺的开发, 对于软土地基处理的方法会越来越多, 越来越经济、方便、更有效, 将更有利于高等级公路路基的处理, 充分发挥出高速公路的优越性。

摘要：本文介绍了软土地基的破坏形式及不同情况下的处理方法。

3.浅议高速公路软土路基产生沉陷的原因及处理方法 篇三

关键词：公路建设,软土路基,处理方法

1、软土路基的性质及类型

1) 软土是指软弱黏性土或淤泥为主的土, 有时也夹有少量的腐泥或泥炭层。泥沼土是以泥炭沉积为主的软弱地基。软土与泥沼相比形成年代较早, 表面有一层高液限黏性土, 软土地区地表不再为水所浸漫, 但地下水位很浅, 反而泥沼土形成时间短, 沉积厚度薄, 颜色深。2) 软土地区分为滨海、湖泊、河滩、谷地四大类型。泥沼地区分为低地泥沼和高地泥沼。

2、软土路基施工要求

1) 在施工中应用"边施工, 边观察"的方法, 容易及时发现现场地质情况与设计不符或处理方式不能满足现场地质需要, 从而提出变更或改变施工方法。2) 软基施工应做试验路段。3) 软基处理应采用新工艺、新技术, 不断总结经验, 提高技术水平。4) 软土地段路基应在所有施工路段前施工, 路基完成后应留有沉降期, 做好必要的稳定和沉降观测。

3、软土处理方法

3.1 基底开挖换填法

1) 测量放样, 挖除路基坡脚全部软弱土、冻胀土。对材料的配合比进行标准试验, 确定适合施工需要的各项参数, 以便合理指导施工。

2) 备料、摊铺及拌和, 自卸车按规定计量将砂砾运至施工路段, 确保配料的均匀性及准确性, 然后用平地机摊铺, 直到达到设计要求的深度和规范要求均匀度为止。摊铺应控制厚度, 避免破坏下承层, 每次的摊铺宽度应与上一次的摊铺重叠50cm。

3) 碾压养生, 现场取样成型试件, 满足要求后, 立即进行稳压, 然后平地机初平一次, 用振动压路机振压4遍～6遍直到达到要求的标准。碾压成型后的第2天, 洒水养生, 并控制车辆运行。

3.2 强夯

强夯就是用重锤对软土路基进行夯实, 可以提高路基地基承载力。赤通高速连接线软土路基段采用此法取得良好的效果。

1) 施工前, 对重夯地段测量放样, 确定夯点位置及间距。2) 夯击遍数为3遍, 从两侧开始向中部一排接一排进行, 每夯点连续夯击4次。夯击过程中随时测量夯沉量, 当后两击平均夯沉量为1cm～2cm时, 即可终止夯击。

3.3 抛石挤淤法

从路基底中部向两侧抛扔片石, 将淤泥挤出路基范围的施工换填方法, 该方法简单方便。

1) 根据现场情况测量要排除软土的深度以及面积, 计算排淤量及所需片石数量。

2) 抛石顶部高于或与淤泥层齐平, 抛石层宽度要大于路基设计坡角宽度, 中间空隙要用小石块填塞垫平, 使表面平整, 顶部设置隔离层;抛石层低于两侧淤泥, 路基坡角要设置防护设施。

3.4 反压护道法

在路基两侧填筑按施工要求宽度和高度的护道, 使路基下的软土不被挤出和凸起, 而趋于稳定, 从而增加路基的抗滑性。

1) 反压护道填筑高度一般为路基高度的0.3倍～0.5倍, 护道宽度经过计算确定。2) 反压护道一般与路基主体同时填筑, 为了增加加固效果, 可以结合其他加固措施。

3.5 粉煤灰路基法

粉煤灰是一种质轻、颗粒比较均匀、水稳性无粘性材料, 对路基填筑有利, 可减轻路基自重。粉煤灰路基主体由粉煤灰、护坡和封顶层以及排水系统等部分组成。

1) 粉煤灰含水量的调节在堆灰场灰池中进行。过湿的粉煤灰堆高沥干, 过干的粉煤灰在摊铺前2d～3d在堆场中洒水焖料, 视运输距离和气候条件将含水量调节到略高于最佳含水量范围。2) 粉煤灰摊铺施工时, 必须按图纸要求铺筑土质或粒料隔离层, 隔离层底的路拱横坡不宜小于3%, 碾压应达到规定的压实度。3) 粉煤灰路堤采用水平分层填筑法施工, 分层摊铺、分层碾压。碾压遵循"先轻后重、先低后高, 当天摊铺、当天碾压"的原则。土质护坡与粉煤灰填筑同步进行施工。土质护坡摊铺宽度应保证削坡后的净宽满足设计要求, 做好土质护坡的排水盲沟。粉煤灰路堤要及时进行养护。

3.6 挤密砂桩法

挤密砂桩法是以冲击或振动的方法将砂料掺入软土地基中, 形成密实砂桩, 增加软土的密实和稳定性, 减少沉降量, 使软土地基加固。

1) 桩管垂直就位, 将桩管沉入土中设计深度, 用料斗向桩内灌砂, 然后拔起桩管, 同时向内送入压缩空气使砂排出, 拔起后核定砂的情况, 再向桩孔内压桩管, 将孔内的砂压实。2) 重复向桩内灌砂, 拔起再放下压实。

3.7 水泥搅拌桩法

水泥搅拌桩利用深层喷射搅拌机械, 将调制好的水泥浆液喷入土体, 重复上下搅拌, 与软土混合均匀, 产生一系列的反应, 硬化成水泥桩, 形成复合地基, 提高路基承载力。

1) 施工前必须进行成桩试验, 并取得施工需要的所有技术参数。2) 深层搅拌法施工, 首先定位起重机悬吊深层搅拌机到达指定桩位, 对中, 使起吊设备保持水平。其次预搅下沉并制备水泥浆, 等深层搅拌机下沉到一定深度时, 即开始按设计确定的配合比拌制泥浆, 待压浆前将水泥浆倒入集料斗中, 然后喷浆搅拌提升重复搅拌下沉, 深层搅拌机下沉到达设计深度后, 开启灰浆泵将水泥浆压入地基中, 并且边喷浆、边旋转, 且喷浆量及搅拌深度必须符合有关规定的要求, 为使软土和水泥浆搅拌均匀, 可再次将搅拌机边旋转边沉入土中, 同时严格按照设计确定的提升速度提升深层搅拌机。最后清冼, 向集料斗中注入适量清水, 开启灰浆泵, 清冼全部管路中残存的水泥浆, 直到干净。并将粘附在搅拌头的软土清冼干净。3) 预搅时, 应使土体完全破碎, 以利于同水泥浆搅拌均匀。水泥浆必须采用机械拌制, 拌合时间不少于3min, 并检测稠度, 水泥浆不得离析。

3.8 土工织物的加固法

土工织物路基, 其有较好的抗拉强度和张拉性, 能将受力面积范围均匀分散并扩大, 防止不均匀沉降对路基造成的危害。1) 土工织物采用设计材料, 铺设时采用搭接法, 搭接宽度不小于0.3m。2) 土工织物应按垂直路线方向铺设, 以改善其受力性能, 长度不够设计宽度时可以搭接, 接缝应尽可能靠近中部, 土工织物上下层间接缝应错开不少于0.5m。3) 土工织物材料之间的连接应牢固, 且连接处的抗拉强度不能低于土工织物极限抗拉强度的80%, 且连接一般可采用尼龙绳, PP带等绑扎, 严禁用铁丝绑扎。两层土工织物的间距满足设计要求, 土工织物上的第一层填料应采用轻型推土机或前置式装载机铺平, 一切车辆、施工机械只允许沿路堤轴线方向行驶。在距土工织物8cm厚以内的填料最大粒径不得大于6cm。

4、结束语

通过以上分析, 可见软土路基处理方法有多种, 因此在施工中要根据路基地基的实际情况, 选择合理的处理方法, 不仅提高软土路基的质量, 增加承载力和稳定性, 还可以加快施工工期, 取得良好的经济效益。总之, 软土路基处理因素复杂需进一步探讨更完善更好的处理方法。

参考文献

[1]王海明, 叶佰建.软土路基施工技术探讨.山西建筑, 2007.

[2]李勇.软土路基处理技术应用分析.民营科技, 2011.