試析斜坡地基高速公路路基修筑關(guān)鍵技術(shù)研究

馮小龍

摘 要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)著人們生活水平的提高，人們對基礎(chǔ)設(shè)施提出了一定要求。在修建高速工程中，基于斜坡路堤的特殊地理原因，容易造成鐵路路堤的橫向填筑高度不一致，故其遭受相同荷載的承重時(shí)，路基下側(cè)地基產(chǎn)生的沉降值大于上側(cè)，造成路基面橫向凹凸不平，易發(fā)生跳車現(xiàn)象。本文對斜坡上修筑高速公路路基存在的問題進(jìn)行概述與分析，提出坡上修筑高速公路路基解決思路與坡路堤變形控制設(shè)計(jì)原則，根據(jù)這些原則針對斜坡上修筑高速公路路基存在的問題提出相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：斜坡地基 高速公路 路基修筑 關(guān)鍵技術(shù)

斜坡地基的坡度決定著地基修復(fù)的難易程度，高度公路具有一定的使用特點(diǎn)，當(dāng)其坡度由于各種原因增大變成陡坡后，極其容易給填筑路堤工程造成障礙，陡坡下側(cè)的路基通常需要設(shè)置下部支擋結(jié)構(gòu)進(jìn)行坡面的控制，避免出現(xiàn)更大的安全危機(jī)，但支擋結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，占據(jù)有一定位置，造成填筑體的下部尺寸無法滿足工程的需要。因此，工作人員進(jìn)行路堤填筑工程的施工時(shí)會(huì)遭遇路基土層面無法有效壓實(shí)，造成路基面的平整度受損，也會(huì)引發(fā)路基橫向的不均勻沉降現(xiàn)象發(fā)生。

1.斜坡上修筑高速公路路基存在的問題

1.1填筑體橫向差異沉降

調(diào)查研究表明，斜坡陡峭度決定著填筑體的高度差大小，填筑體的高度差與其橫向差異沉降存在一定關(guān)系，其具體表現(xiàn)在路基承受的荷載變大，造成土層擠壓變形，變現(xiàn)程度達(dá)到一個(gè)臨界值后便會(huì)開始產(chǎn)生沉降，路基填料、斷面結(jié)構(gòu)形式、地基條件影響著沉降值。

1.2斜坡地基土層引起差異沉降

斜坡地基的特殊土層結(jié)構(gòu)決定斜坡路基工程中地基的上下部分厚度均不一致，調(diào)查研究表明，斜坡地基土層設(shè)置厚度一致時(shí)也會(huì)由于斜坡地基內(nèi)的附加應(yīng)力擴(kuò)散不均勻而產(chǎn)生兩側(cè)承力的不平等。路堤的一側(cè)沒有穩(wěn)定的土基進(jìn)行支持，其承載能力相對上側(cè)較低。

1.3斜坡土質(zhì)地基加固施工困難

斜坡地基的上下土層厚度并不一致，針對橋路的安全性需要再下側(cè)路基上覆蓋較厚的土層，從而降低高速公路沉降的風(fēng)險(xiǎn)，但具體的實(shí)踐過程中，斜坡的土質(zhì)條件進(jìn)行地基施工具有施工環(huán)節(jié)繁多、施工難度大、工作周期長等缺點(diǎn)。

1.4支擋結(jié)構(gòu)頂部側(cè)向變形大

陡坡路基采用的下部支擋結(jié)構(gòu)進(jìn)行坡面控制時(shí)需要預(yù)先經(jīng)過嚴(yán)格精確的與應(yīng)力計(jì)算，支擋結(jié)構(gòu)處在橋梁整體結(jié)構(gòu)中的一個(gè)特殊位置，其頂部受到填筑體土層壓力、上部荷載的作用力，因此支擋結(jié)構(gòu)極其容易變形，目前世界上還沒有關(guān)于支擋結(jié)構(gòu)頂部與路基邊形的規(guī)律與影響。

2.坡上修筑高速公路路基解決思路與坡路堤變形控制設(shè)計(jì)原則

2.1坡上修建高速鐵路路堤解決思路

坡上修建高速鐵路路堤解決思路包括以下幾個(gè)方面：①路基變形對線路結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生影響，路基出現(xiàn)變形會(huì)一定程度上影響線路的不均勻沉降，路基的變形具有可調(diào)控性與可恢復(fù)性；②路基的可塑性強(qiáng)，通過控制填料質(zhì)量、施工質(zhì)量、路基荷載進(jìn)行路基的彈性恢復(fù)；③將路基的形變值控制在員工的許可范圍之內(nèi)。針對斜坡高速公路路基的特點(diǎn)解決路面土層不均勻沉降與下部支擋結(jié)構(gòu)頂部形變。

2.2坡路堤變形控制設(shè)計(jì)原則

坡路堤變形控制設(shè)計(jì)原則包括以下幾個(gè)方面：①控制斜坡地基的荷載大小，避免出現(xiàn)路堤地基的剪應(yīng)變力、水平變形高于水平地基沉降值；②限制或減小地基剪應(yīng)變、水平變形，根據(jù)地面坡度越大與地基沉降率越大的特點(diǎn)采取填方工程；③清除基巖上薄層土，采取清水噴射的方法及心靈基巖上的雜質(zhì)清理；④挖臺(tái)階填筑、限制地基側(cè)向變形，針對坡度較大的路基，予以挖臺(tái)階填土的方式進(jìn)行穩(wěn)固處理，從而達(dá)到限制地基變形；⑤提高地基土層強(qiáng)度、增加抵抗變形能力，采用不同的材料加強(qiáng)地基圖層的強(qiáng)度，提高其荷載能力，從而增加其抵抗能力；⑥減小路基不均勻沉降、控制支擋結(jié)構(gòu)頂部側(cè)向變形，采用壓實(shí)填料的方法減小路堤不均勻沉降，并設(shè)置相應(yīng)的支擋控制裝置，發(fā)現(xiàn)頂部變形后立即給與糾偏。

3.斜坡上修建高速鐵路路堤工程技術(shù)

3.1斜坡地基挖臺(tái)階

斜坡地基挖臺(tái)階是一種施工工序少，效果立竿見影的加固路基方法，大量實(shí)踐研究表明，此方式在緩于1：2.5的斜坡路基中應(yīng)用效果最好，根據(jù)橋梁工程的特點(diǎn)與路基沉降情況，控制臺(tái)階的尺寸大小與地基土層厚度情況，針對土層較薄的土層，可以直接將土層上的雜質(zhì)進(jìn)行清理，與路基附近的基巖上挖臺(tái)階，其臺(tái)階尺寸符合工程需要，采用具有高強(qiáng)度的填料進(jìn)行填筑，通過控制填筑路基的強(qiáng)度來達(dá)到穩(wěn)定填筑路基的效果。

3.2限制地基側(cè)向變形技術(shù)措施

斜坡地基路堤應(yīng)優(yōu)先采用限制地基側(cè)向變形的措施，但由于路基具有以下幾種特點(diǎn)：①需要減小地基沉降值；②地基存在軟弱土層，需要予以地基加固處理；③提高地基土層強(qiáng)度對減小側(cè)向約束樁的控制力有一定作用，此方式還可以增強(qiáng)軟弱地基的強(qiáng)度，與側(cè)向約束樁相互輔助；④采取地基加固，可以有效防止路基滑動(dòng)與不正常偏移移動(dòng)，破壞跨越樁頂?shù)膽?yīng)力結(jié)構(gòu)。

3.3提高地基土層強(qiáng)度技術(shù)措施

工作人員無法直接針對地基進(jìn)行作業(yè)，路基的挖除換填只適用于平整的路基面，或者需要花費(fèi)巨大的人力、物力將高速公路的地基進(jìn)行觀察、計(jì)算、然后再合適的地方進(jìn)行加固，結(jié)合目前具有的施工方法進(jìn)行懸臂長短的判斷，選擇出適合攻速公路路基修筑的構(gòu)件參數(shù)值。工作人員針對工程圖紙的特點(diǎn)計(jì)算出土質(zhì)的強(qiáng)度可控飲食，相應(yīng)的進(jìn)行定量改造，促使地基土層強(qiáng)度能夠達(dá)到工程的標(biāo)準(zhǔn)。

3.4控制支擋結(jié)構(gòu)頂部側(cè)向的變形

陡坡路基采用的下部支擋結(jié)構(gòu)進(jìn)行坡面控制時(shí)需要預(yù)先經(jīng)過嚴(yán)格精確的與應(yīng)力計(jì)算，結(jié)合目前具有的施工方法進(jìn)行懸臂長短的判斷，選擇出適合攻速公路路基修筑的構(gòu)件參數(shù)值，支擋結(jié)構(gòu)處在橋梁整體結(jié)構(gòu)中的一個(gè)特殊位置，其頂部受到填筑體土層壓力、上部荷載的作用力，因此支擋結(jié)構(gòu)極其容易承受梁體的荷載，目前世界上還沒有關(guān)于支擋結(jié)構(gòu)頂部與路基邊形的規(guī)律與影響。但大量實(shí)踐證明采用的下部支擋結(jié)構(gòu)進(jìn)行坡面控制可以有效限制地基側(cè)向變形。

4.結(jié)束語

綜上所述，斜坡上修筑高速公路路基存在填筑體橫向差異沉降、斜坡地基土層引起差異沉降、斜坡土質(zhì)地基加固施工困難、支擋結(jié)構(gòu)頂部側(cè)向變形大等幾個(gè)突出問題。這些問題容易導(dǎo)致路基承受的荷載變大、造成土層擠壓變形、地基的上下部分厚度均不一致、地基內(nèi)的附加應(yīng)力擴(kuò)散不均勻、施工環(huán)節(jié)繁多、施工難度大、工作周期長等施工障礙，筆者根據(jù)坡上修筑高速公路的特點(diǎn)分析發(fā)現(xiàn)控制斜坡地基的荷載大小、限制或減小地基剪應(yīng)變、水平變形、清除基巖上薄層土、挖臺(tái)階填筑、限制地基側(cè)向變形、提高地基土層強(qiáng)度、增加抵抗變形能力、減小路基不均勻沉降、控制支擋結(jié)構(gòu)頂部側(cè)向變形是進(jìn)行解決問題的基本原則。

筆者根據(jù)實(shí)際情況提出斜坡地基挖臺(tái)階、限制地基側(cè)向變形、提高地基土層強(qiáng)度、控制支擋結(jié)構(gòu)頂部側(cè)向的變形等相應(yīng)解決措施，希望對相關(guān)研究人員有一定的啟發(fā)作用。

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