宁波地区城市道路软基处理工程设计及对策
摘要:针对宁波地区软土地质条件的特点,结合该地区一典型城市道路主干路工程实践,首先制定符合该地区城市道路软基处理工程的设计方案,并探讨软基处理真空预压施工技术的应用策略。
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关键词:宁波;城市;道路软基;处理工程;设计;对策
前言:宁波地区地处东南沿海,属海相沉积平原类型。在地层表面厚约1.0m的地表“硬壳层”以下,广泛分布着厚层的淤泥质软土。该软土层具有饱和、流塑状、含水量高、压缩量大、强度低、透水性弱等特点,以至于该地区现状道路普遍存在路面不均匀沉降、平整度差、“桥头跳车”等现象。
1、案例分析
本文以宁波地区某一市政道路施工项目为例,主干道工程为东西走向,全长9.72km。红线宽度60m,道路断面为双向6车道加两侧辅道。工程分两期实施:一期工程长3.53km,沿线桥梁5座,2019年9月开工,已于2021年9月竣工;二期工程即将实施。道路设计一般路段为低
路堤,竖向标高控制在黄海高程3.0m左右,桥台后填土高度最大4.0m。现状地面标高约2.0m。工程区域地质为沿海海相沉积,地表层沉积的淤泥质黏土固结压缩时间短、软土层含水量高、空隙比大、渗透性差、压缩性大、强度及承载力低,且具有明显的流变性。由于工程所在区域软土分布较厚,特别是灰淤泥、淤泥质黏土含水量高,压缩性大,工程性质极差。这一地质条件,在宁波地区具有代表性,也是当地道路产生严重病害的主要根源。
2、宁波地区城市道路软基处理工程的设计方案
2.1路基设计原则
现场地质条件、自然环境等均是影响路基施工质量的关键因素,在路基设计中要得到充分的关注,设计人员可深入现场进行勘察,综合多方面因素形成科学的设计方案,需遵循因地制宜、安全经济的原则。根据现场施工条件,灵活引入新技术与新材料,在做好主体工程施工作业的同时还要加强路基排水、防护等附属工程的质量,将道路工程与自然环境融为一体,实现协调发展。
2.2路基填料及路基处理
以施工要求为准选择合适的路基填料,要求CNR值和粒径两项指标均要满足要求。若土体淤泥量>8%,不具备直接用于施工的条件;若细粒土液限>50%,也无法作为填料而使用。本项目是基于既有道路的改造工程,根据现场实际情况得知,道路两侧存在大量平坦用地,路床高液限土超挖80cm换填是本次施工的关键工序,涉及杂填土换填等施工作业。根据宁波市道路工程发展状况得知,路基填料中应用较为广泛的有级配碎石、片石,经对比发现,级配碎石可提升施工效率,满足工程质量要求,在路床与表层路基填筑中具有适用性,结合本项目实际情况,最终选择的是级配碎石填料。
2.3路基压实度
经压实处理后,路基的整体性能得到大幅度提升,强度、隔水能力等方面都较为良好。结合本项目实际情况,最终执行的是重型击实标准,并提出填料与压实度的工艺要求,具体如表1所示。
表1路基压实度及填料要求表
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项目分类
路槽底面
以下深度/cm
路槽底面
以下深度/cm
压实度(%)
柳石路机动车道
非机动车道、人行道
上路床
范冰冰怎么了啊0~30
≥95
≥92
下路床
30~80
≥95
≥92
上路堤
80-150
≥93
国庆高速公路免费几天?
≥91
下路堤
150以下
≥92
≥90
零填及浅挖
0-30
≥95
刘特≥92
30-80
≥93
-
3、软基处理真空预压施工技术
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3.1沉降板埋设
完成土工布铺设作业后,再安排人员于指定区域设置沉降板,加强沉降观测,将相关信息记录完整。沉降板选材上,使用的是φ20mm镀锌管,经加工后作为测杆使用;选取规格为500mm×500mm×8mm的钢板,将此部分作为底盘,在中心处通过焊接工艺实现与测杆的连接。测杆首节长2m,余下部分各节长介于1~1.2m,彼此之间通过水管接头连接。施工中,伴随填土作业的持续推进,测杆高度不断提升,最终超出填土面50cm。
3.2水平排水系统施工
铺设真空管,为提升排水沟的使用效果,对其采取密封措施。随后安排人员整平场地,于该处施作砂垫层(厚0.3m),依次完成排水板与真空管的安装作业。本段对大真空主管提出较高的要求,合理的选材尤为关键,以φ75mm的PVC管为宜,将其连接至真空泵。关于真空支滤管的选择,此处为φ50mm软式透水管,所有支管间距均控制为5.0m。
3.3压膜沟铺设
铺设砂垫层后将其整平,再安排人员展开压膜沟铺设作业,此环节要调整盲沟的间距,结合工程特点,纵向为40m、横向为50m。结合压膜沟的工艺特点,使用到3~5cm级配碎石,通过土工布将其完整包裹,要求材料含泥量在3%以内,断面设置为倒梯形,顶、底宽度分别为60cm、50cm,高度均控制为80cm。为确保土工布包裹严密性,搭接长度需达到18cm以上。需注意的是,土工布接头所处位置应尽可能避开盲沟交叉处,若因情况特殊,该处搭接长度需由80cm延长至110cm。
3.4土工布铺设
在铺设前需做好清理工作,安排技术人员测量放样,得到塑料插板施工线,严格遵循设计要求铺设。结束后,选取与梅花点相距5m的区域,于该处设置砂袋,主要目的是提升土工布稳定性,避免移动现象。完成上述工作后,报备监理工程师并全面验收,若施工质量与设计要求相符,便可覆盖砂垫层,尽可能缩短砂垫层暴露于外界的时间,以免土工布老化。
3.5填筑路基土
综合考虑运输车工作能力与松铺厚度,利用石灰在待施工区域标出方格网,任何一个方格内的车辆只能为一台。本工程选择的是自卸车,其装载能力15~18m3,卸料后使用推土机推平,再利用压路机碾压,以提升填料密实性。填筑作业时,采取的是大面积分层的方法,严格控制各层厚度,使其在30cm内。由低处开始填筑,不断向高处延伸,要求各处的填筑高差稳定在50cm内。碾压作业选择的
是压路机,但此设备在部分边角区域的处理效果欠佳,可采用人工夯实的方法,但要注重对压实度的控制,必须与设计要求相符。碾压速度稳定在3~6km/h,通过试压确定合适的碾压遍数。检验压实度,在达到质量标准后即可组织人员填筑下一层。若实际碾压效果与设计要求不符,则要检验最大干容重,可行方法为灌砂法。
3.6路基超载预压土填筑
根据本工程施工特点确定合适的道路顶预压土措施,此处为不均匀加荷的方式,伴随道路类型的变化,预压土厚度需随之调整。若为主车道,该处预压土厚为1.7m;若为绿化带,该指标调整至1.0m。主干路预压土的用途较为特殊,将此部分视为预压荷载,并卸载至两侧绿化带。预压土卸载过程中注重对实际情况的监测,若存在超载预压土,此部分可用于
其他区域的填筑作业。参考底层填土工艺方法,超载预压时施工方法与之保持一致,填土容重是重要的控制指标,此处设定为1.7t/m3。根据项目特点确定预压土来源,无误后组织土工试验,以施工要求为基本参考,确定合适的堆载预压持续时间,此处以100d左右为宜,经过堆载预压处理后,可大幅改善预压土性能,使其具备更强的承载力。