淺談高速公路軟基處治中的排水技術(shù)

淺談高速公路軟基處治中的排水技術(shù)

1砂質(zhì)及滲透系數(shù)測定結(jié)果隨著道路建設(shè)的發(fā)展，在軟土地上修建垃圾填埋場的數(shù)量越來越多。為避免軟基路堤因失穩(wěn)而危及高速公路的安全或正常使用,設(shè)計(jì)、施工中根據(jù)具體的地質(zhì)情況,本著實(shí)用、可靠、投資少、效益高的原則,采取各種不同的軟基處治方法。如:換填、袋裝砂井、塑料排水板、擠密砂樁、粉噴樁、砂墊層、土工織物、反壓護(hù)道、加載預(yù)壓…等等。在許多處治方法中,以砂作為地基孔隙水的通道,因此砂的質(zhì)量是軟土地基排水固結(jié)效果的關(guān)鍵?！豆奋浲恋鼗返淘O(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》中明確規(guī)定,袋裝砂井和擠密砂樁用砂:(1)中、粗砂,大于0.5mm的砂的含量宜占重量的50%以上;(2)含泥量不應(yīng)大于3%;(3)滲透數(shù)不應(yīng)小于5×10-3cm/S。砂墊層用砂:(1)宜采用潔凈中、粗砂;(2)含泥量不應(yīng)大于5%。福建省高速公路建設(shè)總指揮部組織編制的《技術(shù)規(guī)范》具體規(guī)定,軟基處理用砂:(1)中、粗砂,大于0.5mm砂的含量應(yīng)占總重的50%以上;(2)含泥量不應(yīng)大于3%;(3)滲透系數(shù)不應(yīng)小于5×10-3cm/S。我們認(rèn)為,在規(guī)范要求的3個(gè)指標(biāo)中,滲透系數(shù)是最能反映透水性能的指標(biāo),而對(duì)粒徑和含泥量指標(biāo)的規(guī)定,是為了保證砂的透水性能。同時(shí),我們認(rèn)為,規(guī)范對(duì)砂的滲透系數(shù)≥5×10-3cm/S指標(biāo)與塑料排水板、透水土工布的滲透系數(shù)指標(biāo)相匹配,但作為砂指標(biāo)是比較低的,比較容易達(dá)到。從我們大量的試驗(yàn)結(jié)果表明以下論點(diǎn):(1)含泥量不大于5%的中、粗砂,滲透系數(shù)都大于5×10-3cm/S;(2)含泥量略超過5%的中、粗砂,滲透系數(shù)也能達(dá)到5×10-3cm/S的指標(biāo)。試以部分有代表性的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)3個(gè)指標(biāo)之間的關(guān)系進(jìn)行分析(見表1)。從上列4組試驗(yàn)結(jié)果可以看出,砂的粒徑符合中、粗砂標(biāo)準(zhǔn),含泥量<5%,測的滲透系數(shù)均>5×10-3cm/S。其中,第一組屬粗砂,含泥量較小,滲透性能最好;第二、三、四組均屬中砂,而含泥量不同,砂的粗細(xì)程度也有差異,因而滲透系數(shù)也各不相同;第三組與第四組比較,砂的粗細(xì)程度比較接近,但含泥量相差0.7%,但滲透系數(shù)已有比較明顯的差異,這是因?yàn)槟嗤令w粒對(duì)流動(dòng)的水有粘滯作用,阻礙水的流動(dòng),影響了砂的滲透性能;再以第二組與第四組比較,含泥量僅差0.2%,但砂的粗細(xì)程度相差較大,滲透系數(shù)的差異也較大,顯然,粒徑粗的砂滲透能力強(qiáng),粒徑細(xì)的砂滲透能力弱。以上4組數(shù)據(jù)雖不足以論證我們的論點(diǎn),但可以比較直觀的說明砂的粒徑和含泥量對(duì)滲透系數(shù)的影響。為了進(jìn)一步說明砂的粒徑,含泥量與滲透系數(shù)之間的關(guān)系,我們試以人工摻配制樣方法,考察粒徑在中、粗砂臨界位置,而含泥量略有超標(biāo)的情況下砂的滲透能力。試樣制配時(shí),取天然狀態(tài)下的試樣,通過篩分及調(diào)整含泥量,以下是有代表性的幾組試驗(yàn)數(shù)據(jù)(見表2)。以上試樣,含泥量均略有超標(biāo),而粒徑則處于粗砂與中砂的臨界位置,或是中砂接近、臨界于細(xì)砂的位置,以這樣的試樣進(jìn)行滲透系數(shù)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,滲透系數(shù)均足以滿足規(guī)范要求。大量的試驗(yàn)和對(duì)上述幾組有代表性的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,可以驗(yàn)證我們的論點(diǎn),從而得出我們的結(jié)論:(1)含泥量不大于5%的中粗砂,滲透系數(shù)應(yīng)能大于5×10-3cm/S,可以滿足規(guī)范對(duì)砂的質(zhì)量要求;(2)在實(shí)際施工中,可以以粒徑和含泥量兩個(gè)指標(biāo),作為軟基處治用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),在特殊情況下,可輔以滲透系數(shù)試驗(yàn),檢測砂的滲透能力。2關(guān)于“中、粗砂”的劃分關(guān)于“中、粗砂”的劃分標(biāo)準(zhǔn),不同的規(guī)范有不同的指標(biāo)。如:《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ041-2000和福建省高速公路建設(shè)總指揮部組織編制的《技術(shù)規(guī)范》中,是按細(xì)度模數(shù)(Mx)劃分為:而在《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》JTJ051-93中,劃分標(biāo)準(zhǔn)為:砂類土分類體系中明確規(guī)定:粗砂:粒徑大于0.5mm的顆粒多于總質(zhì)量50%;中砂:粒徑大于0.25mm的顆粒多于總質(zhì)量50%;細(xì)砂:粒徑大于0.074mm的顆粒多于總質(zhì)量75%。我們認(rèn)為,軟基處治用砂應(yīng)采用《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》中,以砂的粒徑及其在總質(zhì)量中的百分比含量為劃分的標(biāo)準(zhǔn),正確判定“中、粗砂”。由于公路工程,尤其是高速公路工程,都具有工程規(guī)模大、工期緊,工程用砂數(shù)量巨大,經(jīng)常出現(xiàn)砂源短缺,供不應(yīng)求的困難局面;而采用排水固結(jié)方法處治的軟基路基又往往是控制工期的工程。為了在保證質(zhì)量的前提下加快施工進(jìn)度、節(jié)省投資,采用