摘 要:本文通過對某高速公路軟土路基沉降的實(shí)地測量與考察,具體分析了沉降規(guī)律,為同行業(yè)施工及研究單位作以參考。
關(guān)鍵詞:高速公路 軟土路基 沉降試驗(yàn)
中圖法分類號(hào): U41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :A文章編號(hào):1674-098X(2011)2(a)-0000-00
1 高速公路軟土路基沉降的產(chǎn)生原因
高速公路軟土路基沉降的產(chǎn)生原因主要受到客觀因素、施工情況和后期使用三方面因素的影響。
1.1 地形、地質(zhì)、水文、氣候因素影響
工程地質(zhì)條件對于施工的要求較為苛刻,如果原有地基有較軟夾層,或者是土性差異較大,都可能產(chǎn)生較大的沉降變形,因而在填筑過程中必須加以特殊處理。尤其是諸如山區(qū)、溝谷、水路等地段,路面無論橫斷面還是縱斷面都存在著不規(guī)則的地質(zhì)分布,造成同一斷面的路基填筑高度也有所不同,地基附加應(yīng)力不均勻,路堤自重?zé)o法在同一斷面處等同,再加上時(shí)間的積累和路面行車的磨損,會(huì)迅速使路基產(chǎn)生橫向或縱向的沉降,影響路面使用。原路基土體中多存s05zl+0pRtXpfdEAx6u3zA==在大氣降水、地下水、河流等水體,這種自然因素不可避免,卻極有可能影響路基施工的孔隙水壓力加大,造成路基大面積沉降。
1.2 路基填土后壓密下沉
路基在填土后產(chǎn)生一定程度的壓密下沉屬于正常現(xiàn)象,但是如果下沉量過大,易形成路面不規(guī)則變形,其主要原因在于填土?xí)r的壓實(shí)密度不足。最好是通過計(jì)算控制壓實(shí)密度,以保證壓密下沉的效果。對填土壓密施工后的沉降量可以參考日本和德國的公式標(biāo)準(zhǔn)[2]:
公式中,S指路堤壓密施工后的沉降量;h指路堤的高度。
3.路面使用中引起沉降
高速公路施工完成并交付使用后,大量的車輛通過路面將傳遞給路基較大的荷載,過量荷載則可能引起路基沉降。目前世界各國都在不斷的探索下降規(guī)律的研究,以提早預(yù)測因行車而引起的基床累積下沉量,根據(jù)日本的相關(guān)資料表明,基床底層K30≥70-110 MPa?m-1、表層K30≥150 MPa?m-1時(shí),荷載的作用次數(shù)可達(dá)150萬次,累積下沉量為1-2.5mm,并且磨合約一年時(shí)間后,路面行車使能逐漸趨向穩(wěn)定,9fqHW3aYXGyyAxppNeShfA==下沉不會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大發(fā)展[3]。
2 高速公路軟土路基的沉降試驗(yàn)
本文選取某高速公路為試驗(yàn)點(diǎn),進(jìn)行相關(guān)的沉降試驗(yàn)。
1.某試驗(yàn)點(diǎn)路基概況
該試驗(yàn)點(diǎn)的路堤高度測定為34.5m,按照軟土地區(qū)雙線路堤的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)將路基面的寬度定為13.8m。路堤長度約65m。根據(jù)測定,該試驗(yàn)點(diǎn)的地基土物理力學(xué)指標(biāo)見下表1。
表1 試驗(yàn)點(diǎn)地基土物理力學(xué)指標(biāo)
該試驗(yàn)點(diǎn)的主要軟土層在第四層,即淤泥質(zhì)粘土,厚度為9.8m。對于地基的處理采用了插塑料排水板方法,布局按照正三角形,深度15.0m,間距1.2m。
2.檢測點(diǎn)分布
為探討路堤施工期間以及堆載預(yù)壓期間地基沉降的發(fā)生規(guī)律,并對塑料排水板的應(yīng)用效果進(jìn)行評價(jià),我們特對軟土地基的土體側(cè)向位移、孔壓消散、沉降等內(nèi)容實(shí)施觀測,觀測點(diǎn)主要?jiǎng)澐譃椋郝坊行木€的分層沉降孔兩個(gè),孔深35m;孔隙水壓力觀測孔兩個(gè),孔深35m;坡腳分層沉降孔一個(gè),孔深35m;孔隙水壓力觀測孔一個(gè),孔深35m;測斜孔兩個(gè),孔深40m;地面沉降板十個(gè)。
3 軟土路基沉降試驗(yàn)分析
該路基施工為期二年三個(gè)月,具體沉降情況及分析如下:
3.1 軟土地基沉降規(guī)律
該試驗(yàn)點(diǎn)中,改良土與夯填土在路基中心地基面的沉降規(guī)律相比一致,經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn),當(dāng)填土高為2.0m時(shí),軟土地基沉降程度較小,僅為15.0cm,即每米填土沉降量為7.5cm。但當(dāng)填土高度超過2.0m后,軟土地基的沉降出現(xiàn)明顯的上升,在預(yù)壓土施工前其地基沉降達(dá)到46.5cm,沉降量增加了17.5cm,平均每填筑路基的高度為1.0m。待預(yù)壓期結(jié)束后,路基的中心沉降量達(dá)到59.9cm,而坡腳沉降量達(dá)到30.8cm。地表以下約16.0m以內(nèi),在預(yù)壓期結(jié)束后,其壓縮量達(dá)到49.5cm,但在5m至16m的范圍內(nèi),第四層淤泥質(zhì)粘土的壓縮量達(dá)到42.1cm,達(dá)到總沉降量的70%以上,成為主要的壓縮層。
3.2 軟土路基沉降速率分析
表2 某高速公路軟土路基的中心沉降速率(mm/月)
該試驗(yàn)點(diǎn)的沉降速率可見表2,根據(jù)數(shù)據(jù)分析,可將預(yù)壓期的沉降速率定為5-6mm/月,以此作為路基穩(wěn)定性的控制標(biāo)準(zhǔn)。以目前表中的數(shù)據(jù)顯示可分析該路基于工后一年內(nèi)沉降速率將不會(huì)超出3.0cm/年。由此可以說明,采用實(shí)測方法推算路基總沉降量、預(yù)壓時(shí)間等,不僅在上得到滿足,同時(shí)在實(shí)踐中也是可行的。
參考文獻(xiàn)
[1] 韓亮. 高速公路軟土路基沉降變形研究[J]. 公路工程與運(yùn)輸,2008,8(180):49-52.
[2] 任文峰,王星華,韓曉飛. 高速鐵路軟土路基沉降試驗(yàn)研究[J]. 水利與建筑工程學(xué)報(bào),2010,8(4):65-68.
[3] 周大勇. 某高速公路沉降監(jiān)測與管理[J]. 山西建筑,2010,36(21):275-276.