(菏泽市公路勘测设计院,山东,菏泽,274000)
【摘要】高路堤沉降变形规律的研究具有一定的必要性,通过进行实际的路基沉降观测,并对观测到的规律结果进行整理和分析,并且在现有的西部地区高速公路的建设经验的基础上,进行方案的改善和重新制定,可以为公路设施的修建提供十分宝贵的经验以及可靠的依据。本文着重对西部地区的高填方路基的沉降变形规律进行研究、分析和总结。
【关键词】高路堤;沉降变形;高填方路堤;公路建设
引言
我国的高速公路逐渐向我国的中西部地区延伸,越来越多的高填方路提出现了实际的道路铺设中,但是我国的地质地貌比较复杂,在东西部高速道路的修建中地质问题是最大的影响,因此简单的经验搬移是不实际的,而且也不能解决问题。
1、高填方路基沉降变形规律的研究现状分析
想要进一步了解高填方路基沉降变形规律,并且在现有的观测结果以及数据上进行分析的话,就需要对研究现状进行简单的了解。
1.1被观测地区地形地貌较为复杂
路基沉降以及差异沉降在东部地区发生的频率较低,但是随着公路的修建逐步向西部地区推进,地势地貌逐渐呈现复杂多样化,尤其是坡地起伏更是连续不断,并且情况十分复杂。这种复杂的地势地貌对技术人员的观测作业带来了不小的干扰,因此在进行观测之前,需要对被测地点进行仔细的勘探,确定地质较为稳定后才能开始观测作业。我国的高速公路逐渐向我国的中西部地区延伸,越来越多的高填方路堤出现了实际的道路铺设中,但是我国的地质地貌比较复杂,在东西部高速道路的修建中地质问题是最大的影响,在进行观测的过程中也要对被测地区的地下活动以及土层的沉降进行观测,避免出现意外。
1.2观测与分析手法配合度较低
现有的观测手法以及对数据的分析手法其实不算落后,甚至说十分先进,但是部分技术人员在进行数据分析的时候,难以在短时间内将收集到的信息和原有的信息进行对比分析,同时也由于西部地区各项资源水准相对于东部以及中部地区来说较为落后,因此相关的计算设备以及观测设备不能发挥其最大性能,这也会对观测以及后期的分析造成一定的影响。因此在有限的条件下进行观测作业和分析,就要求相关的技术人员以及测量人员,发挥自己的主观能动性,尽可能的将手边可以利用的以及自己掌握的技术和信息,应用到数据的分析和处理中去。因此简单的经验搬移是不实际的,而且也不能解决问题。高路堤沉降变形规律的研究具有一定的必要性。
2、高填方路基的特点分析
下文将重点对高填方路基的两个特点进行简单的分析,为后文的分析研究做简单的铺垫。
2.1高方路基有三“大”
三“大”其实指的是路堤的高度、面积以及自重。路堤的填筑高度比较大,这就说明在进行边坡的稳定性验算的时候,必须反复多次进行验算,以保证足够的稳定,并且路堤本身也是必须要具备足够完整的强度以及稳定性的。其次,路堤的自重是比较大的,因此会造成路堤下方的地基土出现很大程度的沉降,因此在填筑的过程中要求每天都对地基的沉降情况进行监测和统计,并采取有效手段对沉降量和沉降的速度进行适当的控制,这就可以保证在施工过程中,地基土不会因失衡导致破坏。
2.2高路堤填料性能复杂多样
正是由于用来进行高路堤填筑的材料性能比较复杂,而且种类很多,所以在工程结束后出现的沉降以及差异沉降是一个不可小觑的问题。一般来说,低矮的路堤在施工结束后就已经是趋于稳定了,不会出现很明显的沉降或者是其他的问题。但是高路堤在施工后,则需要很长一段时间来完成整个沉降过程,时间长度并不固定,几年甚至是几十年的时间都是有可能的,地质结构以及土质的差异,对沉降的影响也是很明显的,更可能影响公路的正常使用,这就要求技术人员必须对其沉降的程度以及相关情况进行计算和预测。
3、高填方路基的观测方法分析
想要获取高填方路基沉降变化的规律,首先要了解的就是对于这种地基的观测方法,只有选择恰当的测量方法,才能收集整理到较为准确真实的数据。
3.1非均匀沉降观测
通常情况下,观测人员都是通过观测填切的交界处比较明显的路段,来进行路堤横断面沉降差异的观测,在观测的时候,需要将多块沉降板放在同一个横断面上,在全部的沉降管之中,任意两根管顶的沉降差值,就是路堤的沉降差异数值。正是由于用来进行高路堤填筑的材料性能比较复杂,而且种类很多,所以在工程结束后出现的沉降以及差异沉降是一个不可小觑的问题。
3.2地基沉降观测
通过对地基的沉降进行观测,并且对记录整理后的数据进行分析,技术人员可以获取被观测地基的稳定性情况,以及其他可用于地质结构分析的基本信息,在观测的之前,只需要将沉降板放置在已经清理过的地基表面上,就可以开始测量了,地基沉降的变化是通过设备的沉降管顶高程的变化来反映出来的。
4、不同地形高填方路基沉降变形规律分析
4.1平坦地基上路基沉降变形规律
根据实际的测量以及对于结果的分析可以得出如下结论:完成路基的填充后,路基开始进入施工后的固结沉降期,在竣工初期固结沉降现象比较明显,速度比较快,半年时间后,其发展速度明显有所降低,并且逐渐稳定。在各级的路堤被填筑的瞬间,坡角点会出现向外的被挤出现象,其具体的表现为竖直方向的沉降瞬间为正,但是随着固结作用的发展速度逐渐加快,位于坡角点处的正向位移开始逐渐减小,并且在一段时间后出现了负位移现象,这种位移的正负变化幅度,其实是随着路堤被填筑的高度的增加而逐渐的减少的,也就是说两者之间是成反比例的关系。斜坡地基上的路基沉降变化,同其在平坦地基上的沉降变形规律是有着很明显的差异的。同路基的固结速度发展趋势相同,在竣工的初期,沉降变形发展的速度比较快,观测到的现象比较明显,而且竣工后期,大概二百五十天后,开始逐渐的趋于稳定。
4.2斜坡地基上路基沉降变形规律
斜坡地基上的路基沉降变化,同其在平坦地基上的沉降变形规律是有着很明显的差异的。路堤靠近斜坡的位置,是沉降变形的最大值容易发生的地方,发展的方向是从路堤的内侧到外侧边缘,沉降变形的增大方式属于非线性。在对斜坡地基上的路基沉降变形结果进行分析的过程中,可以通过计算来得知路基在水平方向的位置移动与路基的沉降变形有着十分密切的关系。根据实际的测量以及对于结果的分析可以得出如下结论:同平坦地基不同,斜坡地基的水平方向位移的最大数值多发生在地基的中部,同时,由于上部的路堤土的重力作用,导致地基土地本身也在做着很明显的水平方向的位移,这种位移的最大值的发生位置同路堤土一样,都是处在整个路堤的中部。如果仔细的分析研究水平位移的变形区域的话,可以发现是否挖台阶对于路基没有太大影响的,但是没有挖台阶的地基不具备过大的抗滑力,因此其发生的位移数值要大一些。
5、结论
在对沉降变形的规律进行了深入的研究后,可以根据现有的研究结果制定更适合于实际高速公路修建的方案,但是在根据研究结果制定方案的同时,不能忽视其他外界因素对于地基沉降的影响,比如天气、施工效率、选用的材料等,本文只是从整体进行研究,对沉降变形的规律进行总结和分析,实际的施工以及方案的可行性分析,还是需要结合其他因素来进行的,希望本文的研究结果可以对他人的研究起到一定的帮助。
参考文献:
[1]邓卫东.山区公路路堤边坡破坏形态分析[J].公路交通技术,2005,(5).p101-102
[2]刘涌江,邓卫东,等.高速公路路堤稳定性与沉降变形规律研究[J].公路交通技术,2005,(5).p110-111
作者简介:
郝以安(1979-)男,汉族,山东成武人,工程师,大学学历,毕业于山东交通学院土木工程专业,研究方向为公路与桥梁工程。