亚粘土海积淤泥质粘土类的软土处治不宜使用塑料排水板工艺设计

(整期优先)网络出版时间:2017-05-15
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亚粘土海积淤泥质粘土类的软土处治不宜使用塑料排水板工艺设计

陈祥富

浙江省乐清市公路管理局浙江乐清325600

摘要:浙南沿海地区河网密布、纵横交错、池塘星罗棋布地下水位极高,还受潮汐影响,软土地域多,特别是温州地区软土层的土质是由亚粘土、海积淤泥、淤泥质粘土组成的,深度达35m以上,此类土天然含水量达63%以上,天然孔隙比为1.8,液限达53%,饱和度达99%,塑限23%,塑性指数30,压缩系数1.93,容许承载力约为50kpa,常含有丰富的有机质和矿物质,具有含水量高、粘稠度高、压缩性高、孔隙比大、抗剪强度低、承载力低、固结缓慢等特点。一旦受到扰动,天然结构极易受到破坏,强度显著降低,极易发生路基侧向滑移形变稳定历时往往持续数年,甚至几十年。

关键词:亚粘土;海积淤泥;质粘土

为什么说亚粘土海积淤泥质粘土类的软土处治不宜使用塑料排水板工艺设计呢,我们一起来分析它原因:

1、根据亚粘土和淤泥质粘土的特点,根据土力学地基应力的计算原理,路堤路基在汽车的动荷载和路堤的自重和地基土附加应力的作用下,路堤横断面底下的土基变形是一个不规则的马鞍形形状,纵向是一条不规则的曲线,因此每个横断面底下的变化也不一样的,沉降也是不均匀的。根据甬台温高速、104国道改建及乐清湾疏港公路的经验,沉降值也不等。一般都大于100cm以上,而原塑料排水板设计的顶头标高已经沉到原地面标高及边沟底标高以下了。因此塑料排水板不可能把水吸排出到路基以外。

2、当塑料排水板打入十几米至二十几米深的淤泥粘土里时,淤泥质粘土处于半流动状态下,在路堤自重及土压力的作用下,淤泥质粘土很容易吸入排水板管道里堵住管道,所以是不可能起到吸水的作用,排水板周围被淤泥粘结住,因此也不会起到吸水的作用。

3、塑料排水板上部是压在砂砾石垫层或碎石垫层中,它的压实度要达到93~95%以上,在施工过程中,在压路机辗压下,塑料排水板容易被挤断或挤坏,因此不会起到排水的作用。

4、其次塑料排水板本身的质量存在一定的问题,如堵管断管;机械设备不能保证竖直度,在施工过程中折断塑料排水板等问题的存在,也不能起到吸排水的作用。

5、温州地区因地下水位与原地面高差只有20~30cm,特别是春夏季节与水田持平,甚至高于水田,冬季也只有100cm高差左右。由于塑料排水板设计顶头标高,一般高于原地面标高70cm左右,因一般路段的路堤的沉降值都大于100cm以上了,因此设计不符合实际,所以也不能把水排到路基以外。

6、塑料排水板对环境有一定的污染,长期留在地下,对地下水源会引起污染。因此也不能使用。

因此我认为用塑料排水板处治软土土基不是一个妥当的方法。

近期乐清湾港区疏港公路南塘至乐成段塑料排水板处治软土路基没有达到设计效果。补充设计采用两侧反压,就造成直接经济损失。

在沈海高速公路乐清段高速公路建成通车后,路基沉陷桥头跳车的病害比较严重,事实证明上述设计是不理想的。造成直接经济损失。

因此我建议亚粘土和淤泥质粘土处治,应该应用物理学压强理论,在压力一定时,扩大基底接触面积,减少接触面压强的原理。把它应用到处治软土路基设计当中,就会有收到很好得效果。

对于软土处治的方法,规范里好多,但效果好的不多,而且也不经济,施工繁琐。我认为土工聚合物+土工格栅+60cm以上厚度的砂砾石垫层方法好。因为土工聚合物+土工格栅在软土路基处理中具有隔离、排水、加筋补强、均匀地分散应力,提高土体的抗剪和抗拉强度,提高土基的承载力的作用。它经济实用,施工方便,软基处理后路基强度大大地提高,可以广泛应用于软基垫层、深层排水和边坡加筋处理土。工聚合物+土工格栅的施工具有多样性,总的来说施工时应注意:土工聚合物、土工格栅应符合规范和设计要求;铺设时要保证地基平整均匀,土工聚合物、土工格栅不能破损、扭曲;土工聚合物、土工格栅连接应保证整体性可靠;加上60cm砂砾石排水垫层。经过6个月预压期后减少土体含水量15%以上,路基沉降已趋于稳定状态,路基达到稳定的的。另外采用《竹排连》的方法,它与土工聚合物比较相似,2001年我在104国道乐成境内的K1848+140~440,300m试验段中,也收到了良好的效果,缺点是没有成品,要现场制作。就是在原地面整形完成,满足路基填筑要求时,土基上铺一层或二层竹排连,再按填筑要求填筑路堤,竹排连的作用是把来自路堤的自重力及汽车活动荷载均匀地分散到土基上,与土体组成复合板体效应,从而减少基底不均匀沉降,减少了接触面的压强,减少了沉降量。增加了土基的抗剪和抗拉强度,增加路基的稳定性,提高了路基的整体性和承载能力,达到了处治目的。总之采用《土工布+土工格栅》和《竹排连》方法处治软土效果要比塑料排水板好。

结束语

因此建议今后要取消用塑料排水板处治软土土基,减少不必要的经济损失。

作者简介

陈祥富(1959.01),男,浙江乐清人,高级工程师,主要从事公路建设管理工作。