路基沉降动态设计与计算
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软土路基沉降观测方案
一、工程概况
板瓦至其培公路第3标段位于缅甸北部克钦邦境内,标段起讫里程为K36+416.875~K62+087.846,与板其2标的标尾相接,线路沿其培河右岸朔河而上经石坡、板瓦开发区后至路线终点板瓦市,标段线路全长25.67km,设计公路等级为三级,设计行车速度为40km/h(困难路段30km/h),设计路基宽8.5m,路面宽7.5m。
本标段内总计路基全长22.88km,宽度为8.5m,其中软土路基设计六段,长度为1.1Km,设计采用清淤换填措施,路基填筑前,先清除基础表层淤泥质亚粘土,然后换填承载力较高的新鲜块石,换填摊铺块石厚度不小于60cm,分层压实后填料孔隙率要求不大于25%,换填完成后再按照设计要求填土。
二、观测目的
为了指导板其3标软土、沼泽地段处治完成后的路基填筑施工,选择K58+620~K58+820淤泥段进行沉降和稳定的动态观测。
三、测量依据
1.《国家水准测量规范》(GB12879-2006)
2.《建筑沉降变形测量规程》(JGJ/T8-2007)
3.《工程测量规范》(GB50026-2007)
4.板其3标路基施工图纸
四、观测项目
根据不同的路基高度及不同的地基条件,主要内容有 1、地基面沉降观测
在软土路基换填完成后,路基填筑前,在规定的观测断面上设置沉降板,通过测量沉降板的高程变化,确定地基面的沉降量。并根据观测结果绘制“填土高—时间—沉降量”关系曲线图,分析地基变形发展趋势,判定地基的稳定,指导设计与施工。
2、地表水平位移观测
软土路堤填筑施工过程中在沿线路走向间距20~50m,两侧坡脚外2m、10m处埋设位移观测桩,通过测量边桩位移,确定地表水平位移量,用于控制路堤填筑速率,特别是软土地段的路堤填筑。
五、沉降观测方案及方法
1、观测方案
观测方案见表1。
表1 路基沉降观测项目、方法与仪器设备配置(每观测断面)
序号 测试项目 测试方法 测试位置 点数 仪器设备
路基反应模量
路基反应模量是指路面下的土壤或石料对于车辆荷载所产生的反应能力。它是衡量路面结构强度和稳定性的重要参数之一。路基反应模量的大小与路面结构设计、材料选择、施工质量和使用寿命密切相关,因此对于道路工程来说具有重要意义。
路基反应模量的测定方法主要有两种:静态压实试验法和动态荷载试验法。静态压实试验法是通过在地面上放置一个标准负载板,并测定板下土壤或石料的沉降来计算反应模量。这种方法简单易行,但只能得到较小范围内的数据,因此不适用于大规模道路工程。而动态荷载试验法则是通过在道路上行驶标准车辆,并测定车轮所产生的振动频率和振幅来计算反应模量。这种方法可以得到更广泛范围内的数据,但需要更高技术水平和更昂贵设备。
无论采用哪种方法,都需要考虑多个因素来确定正确的反应模量值。首先是土壤类型和含水率,不同类型和含水率的土壤对于荷载的反应能力不同。其次是路面结构类型和厚度,不同类型和厚度的路面结构对于荷载的传递方式也不同。还有就是车辆速度和轴重,速度越快、轴重越大,所产生的振动频率和振幅也越大。
在实际工程中,路基反应模量的测定结果可以用于多个方面。首先是路面结构设计和材料选择,根据反应模量值可以确定合适的路面结构类型、材料厚度和层数等参数。其次是施工质量控制,通过对反应模量进行监测可以及时发现施工质量问题并及时调整。最后是道路使用寿命评估,通过长期监测反应模量变化可以预测道路使用寿命并进行维护保养。
总之,路基反应模量是道路工程中一个非常重要的参数,在设计、施工和维护过程中都需要加以考虑。通过科学准确地测定反应模量值,并加以合理运用,可以提高道路结构强度和稳定性,并延长道路使用寿命。
路基沉降原因分析及处理措施
1、路基不均匀沉降的原因
1.1、路基填土压实度不足
由于压实度不足,往往导致填方路基的不均匀沉降变形,路基两侧出现纵向裂缝,路基土体压实度不足的主要原因有以下几点:
(1)施工受实际条件的限制。路基施工时,天气太干燥,局部路堤填料粘土土块粉碎不足致使路基压实度不均匀;暗埋式构造物处因构造物长度限制使路基边缘不能超宽碾压,致使路基边缘压实度不够;某些加减速车道与行车道没有同步施工,当拼接处理得不好时,其拼接处也会产生压实度不足的情况。
(2)考虑到施工安全和进度,使得压力或压力作用时间不足,路基压实不充分,致使路基压实度达不到规范要求。
(3)由于填方土体的最佳含水量控制不好,压实效果达不到规范要求。
(4)在填方路堤施工中,当路堤施工到一定高度以后,路堤边缘土体往往存在压实度不足问题,对于较高的填方路基,通常都要做相应的处治。
填方土体压实度不足,其结果是土体前期固结压力小于自重应力和各种附加应力之和,在自重作用下就会发生沉降变形,这些附加应力主要来自以下几个方面:
①车载,尤其超载情况;
②含水量变化造成土体容重的改变; ③地下水位升降而导致浮力作用改变;
④土体饱和度改变,引起负孔隙水压力改变。这些附加应力引起土体中有效应力改变,从而导致土体发生压缩变形。
土体压实度不足还会导致填土路基的侧向变形。目前采用的地基沉降计算方法是假定侧向完全受限,仅有竖向变形,实际路基土中存在有侧向变形,这种侧向变形会引起沉降。
1.2、路堤填料不均匀,控制不当
在公路施工过程中,对填料、级配很难得到有效的控制,填料常常是开挖路堑、隧道掘进产生的废方,这些填料性质差异大、级配也相差很远。一方面,在施工过程中,如果分层碾压厚度过大,小颗粒填料和软弱物质很难得到有效压实,在荷载的长期作用下,回填料会产生不协调沉降变形,路面会产生局部沉陷,刚性路面还可能产生裂纹。另一方面,由于回填料的性质不一样,特别是有的回填料具有膨胀性,在路基排水系统局部失效后,水的渗入会使路面局部隆起,影响行车舒适度,严重的会使路面破坏。
浅谈公路改扩建新旧路基不均匀沉降问题及处理方法
发布时间:2022-01-20T07:28:22.225Z 来源:《防护工程》2021年30期 作者: 张强
[导读] 进而产生裂缝、错台、滑塌等病害,从而影响行车的舒适性和安全性。
身份证号码:32092219890408**** 中国市政工程中南设计研究总院有限公司
摘要:随着经济水平快速发展,道路交通量持续增长。早期修建公路的实际承载交通量已远超其设计能力,容易出现通阻塞、事故频发等问题。因此,对公路工程进行改扩建已成为必然趋势。本文对公路改扩建方案确定、新旧路基不均匀变形机理及处治措施等关键技术
展开了深入分析,以期为类似的公路改扩建工程建设提供理论指导。
关键词:公路改扩建工程;新旧路基;不均匀沉降;机理分析
受投资、征地、环保等因素所限。公路拓宽改建过程中必然面临着新旧路基不均匀沉降的问题[1],因此,如何合理控制新旧路基的不均匀沉降成为公路改扩建工程中的关键性问题之一。公路改扩建工程中的路基主要由旧路基及新建路基组成,两者通过机械夯实的方式拼
接在一起。由于旧路基在自身重力和行车荷载的作用下沉降固结已基本完成,而新路基沉降时间较短,新旧路基之间必然产生不均匀沉
降,进而产生裂缝、错台、滑塌等病害,从而影响行车的舒适性和安全性。
1公路改扩建设计方案确定
1.1公路扩建方案确定原则
在确定公路改扩建方案时,应当尽可能实现项目效益最大化。既要满足规划、工程技术要求,又要满足科学发展、建设环保型交通设施要求,一般体现在以下几方面:第一,减少对现有道路交通的影响;第二,节约土地资源,减少拆迁数量;第三,因地制宜,选择成熟的
设计理念和施工技术,并合理控制工程造价;第四,有利于当地路网的可持续发展[2]。
1.2公路扩建的基本形式
公路扩建的基本形式多样,目前主要采用的拓宽形式有单侧加宽、双侧加宽、分离加宽和混合加宽等。加宽期间需要注重新旧路基间的不均匀沉降问题,实现保护环境和减少拆迁数量的目标,其中双侧加宽是对老路路基两侧均进行拼接,同时确保平、纵线形的平稳。