特殊路基處理

1、6.4.3特殊路基設(shè)計(jì)1、特殊路基處理設(shè)計(jì)原則軟土地基的處理是從穩(wěn)定、沉降兩個(gè)方面進(jìn)行分析。路堤穩(wěn)定計(jì)算采用有效 固結(jié)應(yīng)力法。地基沉降量采用分層總和法（Es及e-p曲線）計(jì)算主固結(jié)沉降Sc, 并采用經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)對(duì)其進(jìn)行修正，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)Ms取值為1.11.3。地基的固結(jié) 度采用太沙基一維固結(jié)理論計(jì)算。本項(xiàng)目施工期2年多，路基填筑期按36個(gè)月考慮，預(yù)壓期按6個(gè)月控制， 路面施工期按1012個(gè)月控制。設(shè)計(jì)荷載為公路一I級(jí)，換算成等代荷載的土柱高度約0.90m。路堤綜合填 土容重采用19KN/m3。地震力的計(jì)算遵照現(xiàn)行公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTJ004-89）的規(guī)定，只考慮水平向地震力。軟基處理以工后

2、沉降及穩(wěn)定為控制指標(biāo)。規(guī)定路面設(shè)計(jì)年限（15年）內(nèi)殘余 沉降（簡(jiǎn)稱工后沉降）橋臺(tái)與路堤相鄰處（一般57H）0.10m，涵洞處0.20m， 一般路段0.30m。為保證沉降的緩和過渡，橋頭與一般路段間設(shè)置過渡段。穩(wěn) 定驗(yàn)算時(shí)，采用圓弧條分法按路堤施工期及公路營(yíng)運(yùn)期的荷載分別計(jì)算穩(wěn)定安全 系數(shù)，施工期采用直剪快剪（不固結(jié)不排水）指標(biāo)，其容許值為1.10，運(yùn)營(yíng)期采 用固結(jié)快剪（固結(jié)不排水）指標(biāo)，其容許值為1.20。壓縮層計(jì)算深度控制原則為計(jì)算層底面附加應(yīng)力與有效自重應(yīng)力之比不大 于0.15；對(duì)于淺薄層軟土路段，計(jì)算至相對(duì)硬層為止。2、設(shè)計(jì)方案目前較成熟的軟基處理方法有三種:置換法、預(yù)壓排水固結(jié)法和復(fù)合

3、地基法。 置換法主要是針對(duì)淺表層軟土,預(yù)壓排水固結(jié)法及復(fù)合地基法主要是針對(duì)較深層 軟土地基。（1）置換法處理淺薄層軟基的方案比較淺薄層軟基處理重點(diǎn)比較了開挖換填石灰土墊層法、開挖換填碎石土等處理 方法。經(jīng)施工工藝、造價(jià)、環(huán)境影響及改良效果綜合比較后認(rèn)為，采用開挖換填 碎石土雖然施工簡(jiǎn)便，質(zhì)量易控制，但是由于造價(jià)較高，故一般路段表層軟土推薦 換填石灰土（根據(jù)開挖出的土質(zhì)情況，對(duì)于軟弱土可以直接將開挖出的土進(jìn)行摻 灰后回填）。（2）預(yù)壓排水固結(jié)法處理較深層軟基方案比較該方案分加載系統(tǒng)和豎向排水系統(tǒng)進(jìn)行比較。加載系統(tǒng)經(jīng)比較后認(rèn)為一般填 土預(yù)壓施工工藝簡(jiǎn)單，不需特殊材料，對(duì)環(huán)境影響小故推薦采用。豎向排

4、水系統(tǒng) 比較成熟的處治方案是塑料排水板，該方案能增強(qiáng)地基穩(wěn)定性，造價(jià)相對(duì)較經(jīng) 濟(jì)，但是需較長(zhǎng)的預(yù)壓期,預(yù)壓期間地基橫向位移較大，對(duì)構(gòu)造物有一定的水平向 剪切力，故僅推薦在一般路基路段使用，總沉降量較大時(shí)，可（等）超載加速排水固 結(jié)，軟土較淺、總沉降量較小或地層中有良好的橫向排水通道時(shí)，可不打設(shè)塑料排 水板。具體比較見表6-9。加載系統(tǒng)比較表表6-9-1比較項(xiàng)目加載 系 統(tǒng)填土路堤輕質(zhì)（粉煤灰、EPS等）路堤加固原理利用路堤填土自重加載預(yù)壓必 要時(shí)可（等）超載預(yù)壓，增加作用 于地基上的總應(yīng)力。填筑輕質(zhì)填料粉煤灰等），減輕路堤自重，減小沉 降量，必要時(shí)可在預(yù)壓期填土等）超載預(yù)壓，增加 作用于地基上

5、的總應(yīng)力。適用范圍路堤穩(wěn)定，沉降量較大路段考 慮.軟土層較厚且沉降量較大、強(qiáng)度指標(biāo)低、穩(wěn)定性差 路段。輕質(zhì)填料粉煤灰等）量充足時(shí)考慮工程量砂墊層：1432 m3 土工布：3693 m2砂墊層：1432 m3 土工布：3693 m2工程造 價(jià)估算15.9 萬19.2萬（粉煤灰）優(yōu)缺點(diǎn)施工工藝簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境無影 響,（等）超載時(shí)需土方的二次調(diào) 運(yùn)，部分土方可用于后期綠化?？蓽p小總沉降量，但采用粉煤灰，施工工藝較復(fù)雜， 對(duì)環(huán)境有一定影響，；采用EPS，據(jù)調(diào)查，填土高 度大于3m時(shí)，造價(jià)與橋梁基本相當(dāng)。結(jié)論推 薦土源緊張而粉煤灰充足時(shí)推薦。EPS造價(jià)太高，不推薦排水系統(tǒng)比較表表6-9-2比較項(xiàng)目排水系統(tǒng)

6、袋裝砂井塑料排水板加固原理表面鋪設(shè)砂墊層，打設(shè)袋裝砂井、塑料排水板形成水平、豎向貫通的排 通道，加速地基的排水固結(jié)，提高地基強(qiáng)度。適用范圍軟土較厚且排水固結(jié)性能較差，其間夾薄層粉細(xì)砂層，水平排水性能較 時(shí)適用。本路段軟土層較薄，不適宜使用工程量砂墊層：1432m3土工布：3693m2袋裝砂井：1947根，19470m砂墊層：1432m3土工布：3693m2塑料排水板：1947根，19470m工程造價(jià)估算37.2 萬26.5 萬優(yōu)缺點(diǎn)工程造價(jià)較高，施工速度快，但省內(nèi) 施工經(jīng)驗(yàn)欠缺且工藝較復(fù)雜。1工程造價(jià)低，施工速度快，有豐富 的施工經(jīng)驗(yàn)。結(jié)論不推薦不推薦附注：1.表中工程費(fèi)用估算是以相同的地質(zhì)條

7、件和路基環(huán)境為基礎(chǔ)進(jìn)行比較。進(jìn)行比較的路基寬度26m，路基填土高度4m，處理長(zhǎng)度100m，處理深度10m，板間 距1.5m，板長(zhǎng)10m，梅花形布置。地基處理方案設(shè)計(jì)綜合考慮加載系統(tǒng)與排水系統(tǒng)的選用。（3）復(fù)合地基法處理較深層軟基方案比較復(fù)合地基法是較為成熟可靠的軟基處理方法。粉噴樁法、濕噴樁法在項(xiàng)目區(qū)域有較豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，處理效果較好。具體比較見表6-10。對(duì)于深厚層軟土路段，當(dāng)一般處理方案不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，可結(jié)合橋梁設(shè) 計(jì)情況，采用加大橋梁長(zhǎng)度，降低橋頭填土高度的方案予以處理。復(fù)合地基方案比較表表6-10處理方案方案（一） 擠密碎石樁（砂樁）法方案（二）水泥粉煤灰碎石樁CFG樁

8、）法加固原理通過振動(dòng)或沖擊將碎石（砂）壓入土中，使碎 石（砂）擠實(shí)到臨界孔隙比以下，防止砂土在 地震或受振動(dòng)時(shí)液化。同時(shí)散料樁體可加速排 水固結(jié)，形成樁土共同作用的復(fù)合地基，提高 地基承載力與強(qiáng)度。由碎石、石屑、粉煤灰摻適量水泥加水拌和， :用振動(dòng)沉管打樁或其他打樁機(jī)具制成的具有 :可變強(qiáng)度的樁型。形成樁土共同作用的復(fù)合 j地基，減小沉降，提高地基承載力及強(qiáng)度。同時(shí)具有加速排水固結(jié)的作用。適用范圍適用于液化砂土，淤泥質(zhì)土慎用。適用于粘性土、粉土、粉砂及淤泥質(zhì)土組成 的深厚層軟土。工程量碎石、石屑?jí)|層：1545m3，土工格柵：3880E2砂（碎石）樁：2050根，20500m碎石、石屑?jí)|層：15

9、45m3，土工格柵：3880m2砂（碎石）樁：2050根，20500m工程造價(jià)估 算碎石樁：119.5萬砂樁：99.0萬140.0 萬優(yōu)缺點(diǎn)處理效果可靠，打樁對(duì)附近建筑物有不同程度 擾動(dòng)，處理深度可達(dá)18m。施工工藝較復(fù)雜， 造價(jià)較高，對(duì)環(huán)境影響較小。:適用范圍廣，處理效果好，加固深度可達(dá) 25m。施工工藝復(fù)雜，需做試樁，對(duì)環(huán)境有 影響，造價(jià)相對(duì)較高結(jié)論位于中等以上液化砂土的 橋頭段推薦深層軟土段考慮 （處理軟土（25m）處理方案方案（三） 水泥漿深層攪拌樁法方案（四）水泥干粉深層攪拌樁法（粉噴樁）加固原理通過特制的攪拌機(jī)械，在地基深處將軟土和固 化劑（水泥漿）強(qiáng)制攪拌，固化劑和軟土間所 產(chǎn)生

10、一系列反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、 水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的水泥加固土，從而提高地 基強(qiáng)度，并增大變形模量。1 一 r攪拌機(jī)械將水泥干粉和土充分拌和，形成樁土共同作用的復(fù)合地基，減小沉降，提高地L基承載力及強(qiáng)度。適用范圍適用于淤泥質(zhì)粘土、粉土、一般粘土、松散砂 質(zhì)粉土等深厚層軟土。:適用于淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土等天然含水 量大于30%的軟土。工程量石灰土墊層：1545m3 水泥漿攪拌樁：2050根，20500m石灰土墊層：1545m3 粉噴樁：2050根，20500m工程造價(jià) 估算68.9 萬64.8 萬優(yōu)缺點(diǎn)適用范圍廣，加固深度可22m。施工工藝復(fù) 雜，項(xiàng)目區(qū)域施工經(jīng)驗(yàn)較豐富，造價(jià)較高。對(duì) 環(huán)境有一定影響。在項(xiàng)目區(qū)域有較豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。處理效果 1可靠，加固深度可達(dá)12m。施工工藝稍復(fù)雜， 造價(jià)較低。對(duì)環(huán)境有一定影響。結(jié)論推薦(處理軟土(22m)推薦(處理軟土(12m)3