連霍高速公路路基加寬施工效果研究論文

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1、連霍高速公路路基加寬施工效果研究論文.freel的路基的基礎(chǔ)上兩側(cè)各加寬8m,加寬后路基寬度為42m。本文計(jì)算選取斷面路堤高度為13m,在新老路堤結(jié)合處,挖除表層種植土后采用原有坡率進(jìn)行新老路基拼接施工,考慮到新填路基對老路基附加沉降的影響,采用地基底部設(shè)碎石墊層+邊坡預(yù)應(yīng)力管樁,新老地基接合處均布設(shè)CFG樁的地基處理方法。2.2技術(shù)措施2.2.1開挖臺階設(shè)計(jì)時考慮到原路面結(jié)構(gòu)底基層在原硬路肩處未貫通,理論上其承載力較低,而且通車后將成為正常的行車道,因此路面加寬時,將原硬路肩的路面結(jié)構(gòu)部分挖除,然后在此處采用

2、挖臺階的方式進(jìn)行路面加寬。鑒于原公路經(jīng)近十年的沉降,路基的密實(shí)度較高,穩(wěn)定性較好,為防止路基加寬施工期間影響道路行車,為此路基拼寬采用挖初種植土后直接按原有坡率進(jìn)行臺階式施工。首先對地表、原邊坡坡面進(jìn)行30cm厚清表處理,開挖第一層臺階后,在回填土夯實(shí)、碾壓至原地表,然后進(jìn)行樁基施工,樁頂標(biāo)高低于地表25cm,便于施工。以后臺階開挖依次進(jìn)行。3建立模型3.1計(jì)算模型本文選取1個典型斷面進(jìn)行模擬計(jì)算,根據(jù)對稱性,只選取路基中心右側(cè)部分建立計(jì)算模型,計(jì)算模型如圖1所示,根據(jù)實(shí)際情況,模型計(jì)算長度右側(cè)為120m,計(jì)算

3、深度取20m,計(jì)算寬度10m,邊坡坡度在8m以下為1:1.75,8m以上為1:1.5。3.2土體參數(shù)地基土的物理力學(xué)參數(shù)如表1所示。對于填土的處理,采用把填土當(dāng)作新增單元參加計(jì)算,將填土折算成等效結(jié)點(diǎn)荷載進(jìn)行計(jì)算,每層一次性填土0.8m,每層填土的荷載在每個荷載步的第一個荷載子步瞬時加載完畢。3.3管樁及土工格柵按照設(shè)計(jì)施工要求的管樁和土工格柵布設(shè)進(jìn)行模擬計(jì)算。樁體單元可以模擬樁與土的相互作用。格柵單元可以模擬與土相互剪切作用,土工格柵按照從臺階內(nèi)緣鋪設(shè)至拓寬路基的邊坡處,并采用U型鋼筋釘固定。3.4邊界條件針

4、對路堤拓寬的實(shí)際情況,對邊界條件作如下假定:地基底面固定x、y、z三個方向位移;縱斷面的兩側(cè)固定y方向的位移;路的橫斷面有左右兩個方向,由于高速公路是典型的軸對稱問題,所以左側(cè)采用水平方向的位移約束,右側(cè)根據(jù)模型建立原則也采用水平位移約束;路堤上部為自由面,無約束。4模擬結(jié)果分析圖2沉降變形顏色帶從淺變深,表明數(shù)值絕對值逐漸變大。沉降量在新路堤部分比較大,在老路堤部分影響比新路堤較小,為盆行沉降規(guī)律。沉降量最大值發(fā)生在新路肩位置,在遠(yuǎn)離新路堤的地表,發(fā)生了少量的隆起,符合新老路堤相互作用的機(jī)理。圖3表明,水平位

5、移的最大值發(fā)生在新路堤的最外邊緣處,最小位移發(fā)生在老路堤中心處,中間變化連續(xù),影響范圍主要圍繞加寬路堤一定范圍內(nèi),超出一定的距離,水平位移變化很小,位移曲線變化連續(xù)。分別作計(jì)算斷面的路面沉降、路面的水平位移、地基表面的垂直位移、地基表面的水平位移如圖4~7所示。圖4表明:路面沉降規(guī)律為老路基沉降變化相對較小,而新路堤沉降變化相對比較大,這主要是由于新土基相對較軟,在新路堤荷載作用下,發(fā)生的沉降所致。路堤中心沉降量最小,約2cm左右,最大沉降量發(fā)生在新路肩位置,沉降量約為8cm。圖5表明:在新路堤荷載作用下,新老

6、路面的水平位移逐漸加大,但是新路堤的水平位移發(fā)展明顯大于老路堤的水平位移,新路肩的水平位移呈最大值,約為3.5cm。圖6表明:在新路堤的作用下,老路堤中心沉降量向兩端逐漸增大,對老路堤遠(yuǎn)端的影響相對最小,地基變形曲線呈“勺子”狀,最大沉降量發(fā)生在新老路堤結(jié)合處的位置,最大值約為7.5cm,老路中心的沉降量約為1.9cm。圖7表明:在老路地基部分,大約在20m以內(nèi),地基土體發(fā)生負(fù)向位移即地基土體向老路中心線方向移動,20m以后土體發(fā)生正向位移并且逐漸增大,在接近新路堤中心位置水平位移接近0,其后又逐漸增大,符合路

7、堤在加寬荷載作用下的變形機(jī)理。5結(jié)論本文針對實(shí)體加寬工程,進(jìn)行了加寬效果的數(shù)值模擬研究,研究結(jié)果表明:(1)路堤橫斷面上老地基處沉降量最小,整體上沉降呈現(xiàn)中間小,兩邊大;新路堤的沉降變化大于老路堤的變化,路肩處沉降呈最大值。水平位移逐漸增大,新路肩位置呈現(xiàn)最大值。(2)本工程施工技術(shù)及方法較好的控制了新老路基和地基的變形,變形量在規(guī)定范圍之內(nèi),地基處理效果較好。但需要加強(qiáng)新老結(jié)合處的地基處理,防止發(fā)生長期變形問題。今后也需加強(qiáng)加寬工程的長期沉降和水平位移的監(jiān)測工作,以便檢測施工效果長期工作能力。

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