试论高寒地区软土地基处理.docx
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试论高寒地区软土地基处理
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2009年大庆石油管理局
QC小组成果发布会材料
高寒地区软土地基处理
小组名称：
大庆油田建设集团路桥五处施工一组QC小组
发布人：
刘云鹏
单位名称：
大庆油田建设集团路桥五处施工一组
发布时间：
2009年10月
一.小组概况………………………………………3
二.选题理由………………………………………4
三.现状调查………………………………………4
四.方案制定………………………………………5
五.实施方案………………………………………8
六.效果……………………………………………9
七.总结……………………………………………10
一、小组概况
为提高道路施工质量，我们路桥五处施工一组开展了QC小组，进行了又针对性的活动。
1、小组简介
小组概况表表1
小组名称
建设集团路桥五处
施工一组QC小组
注册编号
课题名称
高寒地区软土地基处理
成立时间
2009年2月
课题类型
技术型
活动时间
2009年2月—10月
小组人数
6人
活动次数
12次
获奖情况
小组成员表表2
姓名
性别
年龄
文化程度
职称
组内分工
施毅忠
男
34
大专
项目经理
制定总体方案
刘云鹏
男
32
大专
技术员
技术
贺龙海
男
36
大专
工长
工长
王兴涛
男
32
大专
工长
工长
王宇良
男
32
中专
测量工
测量
郑庆
男
36
大专
安全员
制定安全方案
制表人：
刘云鹏2009年02月
2、活动计划表
我们制定了详细的活动计划，见下表1
活动时间：
2009.2－2009.10
说明：
计划 实施
计划内容
计划时间
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
选定题目
设定目标
确定方案
制定对策
实施对策
确认效果
巩固措施
二、选题理由：
软土地基一般是指抗剪强度较低、压缩性较高以及具有其它不良性质的地基土。
常见的如天然淤泥与淤泥质土，人类任意堆积的生活垃圾、工业废料形成的杂填土和水力冲填泥砂形成的冲填土等。
大广线大庆至肇原段现场，道路场地以平原为主，地势较为平坦，局部存在水产养殖塘更在2.5m以上。
地貌属第四纪冲海积平原，由于路线较长，范围较广，不同地段的环境现状和微地貌略有差异。
工程区内处露地层以第四系松散堆积层为主，出露的地层有：
第四系全新统海积灰黄色粘土，粉质粘土，灰色淤泥质粘土等。
上述这些不良地基在修路建桥时必须引起高度重视，否则一旦处理不当，就会造成工程事故。
因此我们把09年QC小组活动的课题确定为“高寒地区软土地基处理”。
三.现状调查
本地区的地下水主要为潜水，属于第四系松散土中的孔隙水，其富水性强，水量大，水质较差，具碱性，主要接受大气降水和松花江水系补给，地下水位受大气降水影响，一般水位埋深在0.4m以下。
场地地下水呈碱性。
根据本区域内相关地质勘测报告的结果判定：
地下水对混凝土的结构具有弱腐蚀性，对钢结构具有中等腐蚀性。
场地浅部地层的渗透性较差，属弱透水～强透水性土层。
本工程线路勘测深度以内的土层分为4个工程地质层,按岩土成因时代由新到老顺序评述如下:
1）素填土：
灰黄色，松散，稍湿。
主要以粉质粘土为主，局部上部含少量植物根茎，全线路分布、层顶标高0～-0.5m，厚度0.5m。
2）粉质粘土：
灰黄色，软塑，局部软可塑。
含少量的铁锰质结核，局部具层理，夹粉土和粉沙薄层，自上而下渐变软。
干强度、韧性高，无摇振反应，无光泽，局部分布。
层顶标高-0.5～-4.5m，厚度4m。
3）粉质粘土：
灰黄色，稍密，局部软塑。
含少量的云母碎片，具层理，夹较多粘性土薄层，自上而下渐变软。
自上而下渐变软。
干强度、韧性高，无摇振反应，无光泽，局部分布。
层顶标高-4.5～-7m，厚度2.5m。
4）粉质粘土：
灰色，软可塑，局部软塑。
含有机质及少量砂砾。
干强度，韧性高，无摇振反应，切面稍光滑。
局部控制，层顶标高-7～-13m，厚度6m。
在高路堤、大型桥梁，大量的涵洞、通道处软土都给它们带来不同程度的危害。
如路基的滑移，开裂，路面起伏不平，桥涵通道等人工构造物处的跳车颠簸……而使这些地区的公路建设者感到非常棘手，要花大量人力、物力、财力和时间，去进行勘察、测试、设计、科研和施工。
目的是为了整治好，处理好地基，使来往车辆及司乘人员安全，快速，舒适地行驶在公路上。
四、方案制定：
4．1方案设计
1）处理软土地基常用的方法在公路方面是排水固结，多用各种不同长度和间距的袋装砂井（直径7～10cm）或塑料排水板（宽10nm，厚4.5～6.0）与砂垫层（厚30～80cm）相结合，虽然这些方法是一般的，但却是有效的经济的。
为了加快固结而且可提高地基承载力，也可用直径30～50cm或更小一些的砂桩或碎石桩。
2）轻质路堤：
我国轻质路堤采用的材料一般是粉煤灰，国外也有用大块型硬质泡沫塑料。
粉煤路堤有三种类型，即单一的、土和粉煤灰互层的和土砂及粉煤灰等混合的。
轻质路堤的作用是减轻路堤自重，减小或加速软土沉降提高土体抗剪强度，同时它作为填料还有节约投资、减少占地等效益。
3）其他辅助方法：
土工布（分有纺和无纺的两种，一般多用编织的，个别的也有两种类型组合的，可以达到优点互补）还有一材料是塑料加劲格栅，实际上类似“柴排压枝”的作用，这些材料可提高地基整体性，减少地基不均匀的沉降，对防止滑移尽快施工也有好处。
此外还有浅层拌合和换填优质材料及抛石排淤等处理浅层软土。
有的为深层还设有反压护道。
4）堆载预压：
堆载预压适用于容许工后沉降标准较低或路堤填土高度不大的一般路段。
对于软土层较厚、路堤填土较高的路段，难以控制其工后沉降，从而导致后期加铺费用较高。
5）粉喷桩：
粉喷桩处理深度较浅，一般10m以内才较易保证质量，由于其属于复合地基，故对于地基特别软弱而稳定性严重不足的路段较为适用。
但由于施工打设深度的限制，若不能穿透深厚软土，则难以控制其工后沉降。
6）高真空击密法：
“高真空击密法”软地基处理工法，是采用高真空井点降水加振动碾压或强夯方法来降低被处理土体的含水量，以提高土体密实度。
高真空井点降水即采用：
在需处理软地基上扦置数排真空管，在井点设备基础上，加置一真空泵和一自动动态平衡筒，平衡筒分别与真空泵、井点设备总集水管和排水泵相连，真空抽水至一定含水量；振动碾压或强夯即采用：
在需处理土体达一定含水量的同时，采用击振设备击实需处理的土体达一定密实度。
本发明施工工期短、施工造价较低、处理后承载能力较高。
该工法是通过强夯（或碾压）配合真空井点降水，人工形成8－10米的硬壳层，从而达到提高软土地基承载力（一般可达150Kpa）满足设计、使用要求。
7）塑料排水板结合超载预压：
是人为地在软土层内造成渗水通道，在路堤填土自重荷载预压下加快排水固结，而塑料排水板虽具有短时间内加快地基排水固结，提高软基强度和承载力的优点塑料排水板一般打入深度可达20～30m，对处理深厚软基尤为适用，既能加速地基压缩沉降，又能逐渐增强地基抗滑稳定性，但采用塑板处理地基需较长的预压期，采用超载预压可加快预压期的沉降量。
通过计算，超载预压期6个月至9个月不等。
8）沙砾换填：
清除地基软土，一直清至硬土层。
然后换填沙砾，务使沙砾压实度达到90%,形成足够承栽力，并使其形成良好的透水层。
在路堤自重载荷的预压下，加快排水固结。
对于处理中度深度的软基路段由为适合。
4．2方案选择
对寒冷地区软土地基处理方案的处理效果及经济费用进行对比评价，目的在于建立寒冷地区软土地基处理方案的综合，选取最优评价模型，为寒冷地区高等级公路软土地基处理方案的制定提供科学依据。
经济合理的处理软土地基是公路建设中的一个关键的问题。
不同的方案具有不同的处理效果和经济费用，因此，如何正确地选择技术可靠、经济合理、安全适用的软土地基处理方案具有重要的理论和现实意义。
考虑到各种影响因素，对软土地基处理方案的处理效果及经济费用进行对比评价，目的在于选取最优方案，为建设高质量公路做出贡献。
通过分析，用排水固结处理软土地基，虽然可以达到使道路质量合格，但造价比常用方法要增加至少3～5倍。
堆载预压法，因业主要求工程竣工时间尽可能短，而一般堆载预压虽然造价低廉，但工期较长，不能满足业主要求。
粉喷桩从其设计方法及施工质量管理来看，技术难度比较大，如果掌握不好，极易出现偏差，且因其为隐蔽工程，易于留下隐患，而且成本较高。
设计不建议采用粉喷桩处理软土地基。
高真空击密法适于土体渗透系数小于10-5级别土体，通过技术分析，如果路段土体渗透系数大于10-6，在强夯时孔隙水难于排出，容易产生橡皮土现象，就不建议采用。
塑料排水板结合超载预压，通过对类似地质情况的工程段采用该工法的处理效果的跟访发现，15米长的塑料排水板加堆载预压，处理影响深度可达6-8米左右，处理后土体承载力可达150KPa，但造价相对较高。
沙砾换填法因其成本较低，（120元/m2）施工简便，技术要求相对较低，故此可以选用该处理工法。
五、方案实施：
结合大广线大庆至肇原段现场的实际情况，为确保施工质量，根据已选择方案，应按如下要求施工：
1）软土地区的地质情况首先要弄清楚，工程地质条件复杂，还应进行工程地质分区，以便按分区不同在区别地予以处理。
在勘察设计时如地质工作做的不够深，在施工时一旦发现，可作些补充勘察及勘探工作，对地质情况作进一步了解。
2）所用材料数量要够、质量要保证；施工机械数量、规格、性能均要满足要求。
3）施工时要严格遵守施工技术规范和操作规程办事，以保证良好的质量，软土地段特别要注意控制填土速率，避免和产生路堤滑移或发生其它意外事情。
4）自检工作要跟上，观测仪具事先要埋置好，及时进行自检和记录。
以保证施工的质量和安全。
如能树立质量第一的思想，严格将上述几项工作做好，应该说软土路基施工，可以达到安全、优质的目的。
六、效果：
QC小组的活动在上级领导和部门的大力支持下，以及在全体成员的共同努力下，到2009年10月底，各项措施实施完毕，经过6个月的生产运行，取得了十分明显的效果，实现了目标值，见活动前后成本对比图：
活动前后成本对比图
制图人：
刘云鹏制图时间：
2009年9月30日
七、总结
多年来的实践证明，ＱＣ小组活动是企业提高工作质量、服务质量，提高职工素质，发挥职工聪明才智，满足职工实现自身价值，提高企业市场竞争力的有效途径。
这种旨在鼓励一线员工参与质量改进、节能减排、技术革新的质量管理小组，正是眼下建设资源节约型、环境友好型社会最需要的。
我们会继续努力，吸取教训，积累经验，改进自身的不足。
虽然这次活动我们取得了一些成效，但是我们并没有满足。
我们将进入下一个PDCA循环，继续活动。
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