填方高度对高填方路基沉降影响分析.pdf

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1、地基基础工程GEOTECHN I CAL ENGI NEER I NG WORLDVOL.9No.7 收稿日期 2006-02-22填方高度对高填方路基沉降影响分析李静荣 徐晓宇(广东有色工程勘察设计院)摘 要 以湖南省境内的常张与衡枣高速公路沉降观测资料为依据,分析研究了不同填方高度对高路堤沉降的影响,其中主要通过对不同填方高度下几个典型观测点的沉降资料的整理探讨了不同影响因素下的高填方路基沉降变形特性。关键词 高路堤 沉降 填方高度 近年来高速公路建设面临的地质条件日趋复杂,如湖南境内的耒宜高速公路、衡枣高速公路、常张高速公路等,由于沿线多为丘陵山区,地形与土质条件复杂,高填深挖及半填半挖

2、极其普遍。半填半挖高差达610m较多,填方高度10m以上者常见,最大填方高度20余米甚至达30余米,由于受条件限制,全线路基采用不同土质的填料,局部地段采用了不良土质。本文根据常张高速公路和衡枣高速公路的沉降观测资料,分析探讨不同填方高度下几个典型观测点的沉降变形规律。1 填方高度对路基沉降的影响高速公路路基产生的沉降主要是由上层填土所施加的荷载引起的,并且随填方高度的增加,地基产生的沉降增大,但是填方高度和地基产生的沉降量之间是按什么规律变化的呢?本文通过实测沉降资料探讨地基沉降量随填方高度的变化规律。下面通过对常张高速公路和衡枣高速公路几个典型观测点不同填方高度下的路基沉降量的分析探讨填方

3、高度对路基沉降的影响。常张高速公路典型断面K140+260,该点原地基土质为低液限粘土,填土也为低液限粘土,地基沉降板埋设时间为2003年8月15日,到2004年10月20日共观测432天,累计填土达到16.78m,按地基沉降量随填土高度的变化将其拟合曲线绘于图1,由图可知地基沉降量随填土高度是按一定规律变化的,拟合曲线公式为:S=1.0411h2+5.5662h常张高速公路K159+585观测点地基土质为低液限粘土,并进行粉喷桩处理,填土为红砂岩,地基沉降板埋板时间为2003年11月2日,到2004年12月15日共观测409天,累计填土达到13.07m,按图1K140+260沉降随填方高度变

4、化曲线地基沉降量随填土高度的变化将其拟合曲线绘于图2,由图可知地基沉降量随填土高度仍然按一定规律变化,二次拟合曲线公式为:S=1.1629h2+7.3168h图2K159+585沉降随填方高度变化曲线 衡枣高速公路K179+885处为高液限粘土路堤,地基土质为含砾高液限粘土,2001年7月30日埋地基板,到2003年6月13日共观测683天,累计填土达9.03m,按地基沉降量随填土高度的变化将其拟合曲线绘于图3,二次拟合曲线公式为:S=0.9723h2+9.5214h衡枣高速公路K176+295.5处为溶洞区换填片石特殊地基处理,2001年9月26日埋地基板,到2004年6月29日共观测100

5、7天,累计填土达65岩土工程界 第9卷 第7期地基基础工程图3K179+885沉降随填方高度变化曲线9.19m,按地基沉降量随填土高度的变化将其拟合曲线绘于图4,二次拟合曲线为:S=3.7602h2+21.637h图4K179+295.5沉降随填方高度变化曲线衡枣高速公路K83+740处为清淤换填沙砾特殊地基处理,2001年8月20日埋板,到2004年7月2日共观测1033天,累计填土10.77m,按地基沉降量随填土高度的变化将其拟合曲线绘于图5,二次拟合曲线公式为:S=0.1063h2+17.572h由图1 图5可以看出,地基沉降量随填土高度的增加而增加,并且是按一定的规律在变化,二次曲线拟

6、合的效果较好。但是由于地基沉降不仅受上层填土高度的影响,也同时受地基土质、土层厚度、图5K179+740沉降随填方高度变化曲线地基处理方法及观测时间等因素的影响,故并不能得出一个统一的规律。2 结 语本文通过对常张高速公路和衡枣高速公路某些典型观测断面不同填方高度下路基沉降资料的整理,得出路基沉降量随填土高度的增加而增加,并且是按一定的规律而变化,同时受不同因素的影响而表现出不同的变化趋势。相信通过本文的分析能够为类似工程的设计和施工提供借鉴。参考文献1 交通部第二公路勘察设计院.路基(第二版)北京:人民交通出版社,1996.2 经纬,刘松玉,等.软土地基上路堤沉降变形特性分析.岩土工程学报,

7、2001,23(6):728730.3 罗 恒.耒宜高速(南段)路基沉降监测及分析.长沙铁道学院学报,2002,20(2):98103.4 王良民,朱长歧,等.软土路基沉降与软土层厚度及填土高度的关系分析.岩土力学,2003,(24):431434.5 周传文.京津塘高速公路软土地基试验工程总沉降的分析研究(京津塘高速公路论文集).北京:人民交通出版社,1997.第一作者通讯地址:广州市东环路四号大院科研楼广东有色工程勘察设计院 邮编:510080青藏铁路冻土观测与工程试验研究达国际先进水平中铁西北院承担的“青藏铁路风火山多年冻土长期综合观测与试验研究”科研成果为确定进藏铁路方案和青藏铁路建设

8、提供了有力的技术支撑。风火山地区冻融界面的抗剪强度试验,解决了冻土边坡稳定性检算中抗剪强度指标的选取问题。冻土锚杆抗拔力试验、L型挡墙墙背冻胀力与变形发展过程的试验提出了多年冻土区支挡结构设计参数与计算方法。冻土与基础界面间的抗拉冻结强度试验得出了冻土与基础界面的抗拉冻结强度高于抗剪冻结强度的结论,在基础稳定性检算中用抗剪冻结强度代替抗拉冻结强度是偏于安全的。风火山多年冻土试验工程为青藏铁路的施工提供了依据:1)路堤的人为上限具有不对称性,揭示了高原多年冻土区路堤人为上限的六种形态。2)根据对试验路堑基底倾填碎石层热传输机理的分析,碎石层中传热,暖季以传导为主,寒季以对流为主,具有热开关效应。

9、寒季的有效导热系数是暖季有效导热系数的12.2倍,有很好的阻热传冷效应,可以增加基底冷储量保护多年冻土,为青藏铁路多年冻土区路基采用块、碎石气冷防护措施提供了依据。3)在五道梁、清水河和昆仑山三处桩基试验中,进行了钻孔打入桩、钻孔插入桩和钻孔灌注桩的现场载荷试验,提出了完整的多年冻土桩基试验方法、受力图式、地基系数分布图式及各种参数。4)自行研制的热桩首次在青藏公路五道梁多年冻土涵洞病害治理中应用,取得了良好效果。5)遮阳棚防护试验证实具有遮蔽太阳直接辐射,降低棚内路基面温度815,保护基底多年冻土的良好效果。成果总体水平国内领先,其中路基人为上限变化规律、冻融界面抗剪强度试验方法与成果、钻孔灌注桩承载性能试验与计算方法等达到国际先进水平。(来源:国资委网站)75