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1、高速公路加寬工程軟土路基施工技術(shù)探究 摘要:在我國(guó)已經(jīng)建成的高速公路中,有相當(dāng)一部分是建在是在軟土地基上。這些高速公路的加寬涉及到新老路堤的相互影響問題,主要表現(xiàn)在路基沉降和整體穩(wěn)定兩個(gè)方面。選取合適的地基處理方案,減少新老路堤的差異沉降,是加寬工程的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文詳細(xì)闡述了高速公路加寬工程的軟土路基施工技術(shù)要點(diǎn)。關(guān)鍵詞:高速公路;加寬;軟土路基;土工材料;裂縫中圖分類號(hào):U412.36+6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A高速公路路基加寬處理的理論及軟土路基(一)路基加寬的理論分析8目前,新建路基沉降量估算多采用分層總和法,固結(jié)計(jì)算采用太
2、沙基一維固結(jié)理論,并假設(shè)地基只產(chǎn)生豎向的變形。然而,在路基加寬中,新老路基相互作用,軟基的側(cè)向變形尤其明顯,因此采用二維平面應(yīng)變的分析方法來計(jì)算地基固結(jié)和沉降量比較合理。在路基加寬工程理論分析中,國(guó)外學(xué)者大多利用彈塑性Mohr-Coulomb模型或修正的Cam-Clay模型對(duì)加寬路基進(jìn)行有限元模擬分析;國(guó)內(nèi)的道路工作者大多采用Ansys,Abaqus,Plaxis等有限元軟件,利用Drucher-Prager模型或Duncan-Chang模型對(duì)新老路基的應(yīng)力應(yīng)變特性進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。在分析和計(jì)算的基礎(chǔ)上,總結(jié)了軟土地基上路基加寬差
3、異沉降的變化規(guī)律,為實(shí)際工程設(shè)計(jì)、施工提供了重要的理論依據(jù)。(二)軟基上路基加寬處理方法我國(guó)已完成了廣佛、沈大、京津塘、滬杭甬高速公路的加寬改建工程。高速公路加寬工程技術(shù),特別是軟土地基上路基加寬設(shè)計(jì)與施工已取得一定成果。但在軟基上路基加寬中,工程技術(shù)人員大多數(shù)通過加固軟土地基,提高地基承載力的方法來減小新老路基拼接后產(chǎn)生的差異沉降,從而達(dá)到新老路基協(xié)調(diào)變形的目的。高速公路加寬工程的軟土路基施工技術(shù)選擇(一)軟基處理方法的比較與選擇高速公路加寬擴(kuò)建工程通常工期緊、施工場(chǎng)地狹窄,同時(shí)還要維持正常的交通運(yùn)輸,因而必須進(jìn)行多方論證、
4、比較,根據(jù)工程地質(zhì)勘察資料,結(jié)合老路基軟基處理的評(píng)價(jià)結(jié)果,選擇經(jīng)濟(jì)、快速、可靠的軟基處理方法,以確保現(xiàn)有高速公路營(yíng)運(yùn)安全,確保減小加寬后高速公路新舊路面的差異沉降。表1列出了我國(guó)主要高速公路加寬工程的軟基處理方法。表1我國(guó)主要高速公路改擴(kuò)建工程軟基處理方法(二)適合加寬工程的主要軟基處理方法8加寬路基軟土地基處理要根據(jù)不同路段的地質(zhì)情況、路基填筑高度、結(jié)構(gòu)物類型等因素,確定合理的處理形式。加寬路基的軟基處理最好以復(fù)合地基法為首選,可以通過合理布置樁長(zhǎng)與樁距來協(xié)調(diào)不同路段的沉降差異。適合高速公路加寬工程的主要軟基處理方法見表2。
5、表2高速公路擴(kuò)建工程軟基處理方法(三)軟基處理的設(shè)計(jì)與施工措施高速公路擴(kuò)建相對(duì)新線軟基處理措施對(duì)路基穩(wěn)定和工后沉降提出了更高的要求,再加上施工場(chǎng)地有限,施工周期緊等因素,因而在設(shè)計(jì)與施工中應(yīng)采取相應(yīng)的措施以滿足加寬工程的特殊要求。路基填土往往位于老路基邊坡上,因而必須對(duì)老路基邊坡按一定坡度削坡,削坡必須滿足施工期間的路基穩(wěn)定要求。高速公路加寬最好采用快速加固方法,以加快施工周期,降低施工期間維持交通正常運(yùn)營(yíng)的費(fèi)用。采用粉噴樁等復(fù)合地基處理時(shí),樁體布置可采用里密外疏的方式,以節(jié)省工程量。施工期間要注意排水問題,防止開挖邊坡有水,
6、引發(fā)老路基坍塌。在做試驗(yàn)段的同時(shí),還須在施工過程中進(jìn)行沉降和穩(wěn)定動(dòng)態(tài)觀測(cè),控制填筑速率。三、軟基上路基加寬關(guān)鍵技術(shù)(一)已建老路基沉降觀測(cè)8一般來說既有高速公路的交通量是已知的,因此,我們不僅可以提前預(yù)測(cè)既有高速公路改擴(kuò)建的大概時(shí)間,也可通過提前對(duì)既有軟基上高速公路路基的沉降觀測(cè),并收集分析既有軟基上高速公路路基在改擴(kuò)建時(shí)的工后沉降資料,為工程技術(shù)人員合理選擇加寬路基范圍的軟基處理方法和沉降值提供重要設(shè)計(jì)依據(jù),從而減小新老路基差異沉降。本文建議宜提前2年對(duì)既有軟基上高速公路路基的沉降進(jìn)行觀測(cè)和分析。以駐信高速公路為例,原駐馬店
7、至信陽(yáng)高速公路按平原微丘區(qū)高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),路基寬28m,其中中央分隔帶3m,左側(cè)路緣帶2×0.75m,行車道2×2×3.75m,硬路肩2×0.75m。路面橫坡為2%,土路肩橫坡溝為3%。全選均為填方路基,填方高速8米以下。駐信高速于2003年建成通車,截止目前已運(yùn)行近7年,路基沉降已基本完成,路基狀況趨于穩(wěn)定,道路路基整體狀況良好。(二)新路基復(fù)合地基處理措施一般情況,既有軟基上高速公路路基沉降,一方面取決于原軟基處理方法和工后時(shí)間長(zhǎng)短等,另一方面也取決于原軟基處理的質(zhì)量和效果。因此,選擇加寬路基范圍的軟基處理方法和沉降值時(shí)
8、,不能僅憑原軟基處8理方法或工后時(shí)間,而應(yīng)依據(jù)既有路基在改擴(kuò)建時(shí)的工后沉降,并遵守盡量減小新老路基差異沉降的原則,合理選擇加寬路基范圍的軟基處理方法、處理深度或間距。以駐信高速公路為例,路基填筑前,首先對(duì)老路基底按30cm清表,原邊溝予以清除,原路基邊坡按垂直厚度41.6m清