高速公路接段地基处理对策-职称论文__墨水学术,论文发表,发表论

所属栏目：交通运输论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:87

副标题#e#
　　高速公路接段地基处理对策
　　王珂伟
　　江苏省交通工程集团有限公司经营开发部江苏镇江212000
　　【摘要】目前，地基处理方案的合理选择直接影响到整个施工方案的顺利进行，本文主要探讨了不同接段地基处理对策，指出各种措施特点，在实际情况中要合理选择使用。
　　【关键词】高速公路，接段地基，路堤填料，排水固结，复合地基
　　高速公路的拼接拓宽工程，由于新老路基间的施工时间间隔长达几年甚至十几年，新老路基下地基土的物理力学性质存在较大差异，随着施工时间间隔的增大，差异沉降更加明显，加上荷载的不均匀分布，使得其沉降变形特性与新建高速公路存在较大的差异，极易导致新老路基在拼接接缝处的拉裂。其沉降变形规律随着不同的拼接类型以及拼接拓宽的宽度而改变。不同的地基处理方法，由于所引起的地基附加应力场的分布不同，其沉降变形规律亦存在较大的差别。新老路基间差异沉降的大小与拉应力有着密切的联系，只有当新老路基间的差异沉降达到一定数值时，才能引起新老路基结合处或老路基内部的拉应力超过路基的抗拉强度，引起路面的开裂。本文主要就高速公路接段地基处理问题进行分析。
　　1轻质路堤填料的应用分析
　　软土地基高速公路的工程中地基的沉降自施工开始之日起已发生，从路面竣工或开放交通以后在道路使用的一段时间内的沉降通常称为工后沉降。为了保证路堤的稳定性，又能达到减小路堤沉降的目的，所采取的减轻路堤重量的方法应是寻找一种具有足够强度且不易压缩变形的轻质材料作为路堤填料。从目前国内减小路堤重量的措施来看，主要是粉谋灰填筑。EPS(ExpandedPolystyrene)聚苯乙烯硬泡沫塑料近年来也逐渐在我国的高速公路的建设中采用，在国外已有不少成功的经验，但在国内的应用中还处于起步阶段；还有SLM(采用珍珠岩焙炼而成的轻质粒料)，在上海的多条一级公路中已采用，同时还有泡沫轻量土等。
　　以EPS轻质路堤为例，其容重和块体大小可以根据需要而进行生产，路堤工程中一般采用容重为0.2kN／m3的EPS块体，只有土石混合填料的1／90，抗压强度可达100KPa，块体具有压缩量小、抗老化、不腐烂、耐久性好的优点，满足路基材料的要求。但价格高昂，造价为300元／m3左右。EPS填筑路堤主要就是EPS块体铺砌加现浇钢筋混凝土板构成。1972年挪威国家道路研究实验室(NRRL)，首次使用EPS填筑桥头路堤，消除桥头的差异沉降。这种新型的超轻质材料，从此在世界各国获得推广应用。在国外已广泛应用于工程实践。
　　2排水固结法
　　排水固结法是采取措施将土中的水排走，促使减小土体的孔隙，使其密度增加、强度提高的方法，是较为经济的一种软土地基的加固方法。排水固结法的加固机理是通过向土体中打设塑料排水带或砂井，在土体中形成竖向排水通道与地面水平排水砂层相连，组成排水系统，利用路堤本身的荷载进行堆载预压，提高地基的承载力，从而减小建筑物的工后沉降量。
　　在高速公路的拼接工程中，如采用排水固结法(向地基中打设砂井或塑料排水板)进行软基处理时，因其处理时沉降量大，所以需将新拼接荷载对老路的影响进行隔离，即在新老路基之间打设沉降隔离墙(地下连续墙)，防止由于沉降过大而导致原路的开裂。同时也有效地隔离了新老路基下的渗流的产生，其作用就相当于竖向防渗墙，其持力层应设在透水性差的硬粘土层上。由于工序较多、施工时间亦长，以及新拼接路基需要较长的预压期(约需至少2～3年)，适用于软基以下存在孔隙比小于0.6~0.7承载力高的土层情况。对于对工期要求相对较紧的高速公路的拼接工程来说，其使用受到一定的限制。
　　3复合地基法
　　复合地基是指天然地基经地基处理后部分土基得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体(天然地基土或被改良的#p#副标题#e#天然地基土体)和增强体(桩体)两部分组成的人工地基在荷载的作用下，天然地基和增强体共同承担荷载。
　　其中，水泥搅拌桩复合地基主要是利用水泥与软粘土中的水发生水介和水化反应，反应的结果使软土中大量的自由水被吸收成结晶水并固定下来，从而生成具有一定强度的柱体，起到加固地基的作用，是目前比较常用复合地基软基加固方法。水泥搅拌桩的加固机理决定了水泥土桩的强度较混凝土的强度要低得多，而且不适宜于在高液限软土中使用，其质量受施工因素的影响较大，不易控制，处理深度有限，根据已有工程实践资料，处理的最大深度一般为20m，超过该深度其质量难以保证。高速公路的拼接拓宽工程对沉降的要求极其严格，如若在具有深厚软土(如沪宁高速公路，最大软土厚度超过30m)地基的路段进行拼接拓宽，采用目前的水泥搅拌桩复合地基，显然是不能满足施工要求的。
　　预应力混凝土管桩在工业与民用建筑中应用广泛，且已形成比较成熟的理论，主要以承载力和沉降控制为主。由于高速公路的路堤荷载一般较小，因此从承载力上考虑，其一般都能满足要求，因此应以沉降控制为主来进行刚性桩复合地基的设计。由于预应力混凝土管桩造价较一般的水泥搅拌桩要高，同时桩身强度大，承载力高，因此在设计中采用充分发挥桩土共同工作和疏化桩距(间距>6倍桩径)的方法来进行复合地基的设计，采用疏桩结构是其最大的特点，也是其在设汁方法上区别于一般传统的高速公路地基处理方法的特性所在。为了充分发挥桩的作用，防止桩体向上的刺入破坏，在桩的顶部设置一桩帽，为充分利用桩土共同工作，在桩帽的顶部加铺一层碎石垫层，由于桩土的刚度相差较大，因此为了提高碎石垫层的整体刚度，从而发挥土的作用，在碎石垫层中可增设一层Ф8钢筋网格(或土工格栅)，形成桩网垫层复合地基，其中加筋垫层的设计应根据工程地质情况合理确定。
　　根据沪宁高速公路拓宽改造工程的施工经验，在将老路基视为一相邻稳定土体的情况下，水泥搅拌桩加固新路基能够减少工后沉降63%～90%，而预应力混凝土管桩处理新路基能够减少工后沉降91%～96%。
　　大量的工程实践证明，预应力混凝土管桩具有如下优点和长处：(1)可工程化生产，成桩质量可靠；(2)耐久性好，单桩承载力高，单位承载力价格便宜；(3)设计选用范围广，容易布桩。对桩端持力层起伏变化的地质条件适应强；(4)运输起吊方便，施工前期准备时间短，施工速度快、工期短，施工现场简洁文明。(5)桩身耐打性好，穿透能力强。(6)施工监理、沉桩质量监测方便。
　　4结语
　　地基处理对策主要可以分为以上三大类：轻质路堤填料法；排水固结法：复合地基法。轻质路堤填料处理接段地基造价昂贵；排水固结法必须在新老路基之间设置分隔墙(地下连续墙)，且工期较长，约须至少三年左右工期；复合地基法单位承载力价格便宜，施工速度快、工期短。
　　本文主要对各类方法在高速公路拼接工程地基处理中的应用进行了分析，指出根据实际情况，应该合理选择高速公路接段地基处理方法。
　　参考文献：
　　[1]王安明,李小根,李彰明,等.软土动力排水固结的室内模型试验研究[J].岩土力学,2009,30(6).
　　[2]陈仕奇.浅析应用粉煤灰作铁路路堤填料[J].铁道工程学报,2003,(2).
　　[3]陈欣.沪宁高速公路拼宽复合地基处理效果分析.2008.5
　　【作者简介】
　　姓名：王珂伟，性别：男，学历：大专，出生年月：1971年4月生，籍贯：陕西扶风，职称：工程师，研究方向：公路与桥梁