公路软基路堤施工监控技术的分析
xycd47124
xycd47124 Lv.8
2015年07月17日 21:46:00
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1 工程概祝 成(都)南(充)高速公路地处川中丘陵地区,其丘间谷地地势低洼,多为水田,地表水长期排泄不通,其间沉积的低(高)液限黏土多呈软~塑状,极易形成塑性区,发生剪切破坏。软土层厚约3~13 m,据计算,在上述软土地区填筑路堤,当填方高度超过8m时一(个别地方为4~5 m),其路堤稳定性和残余土后沉降将不能满足规范的要求。 2软基强度的增长原理 在软基路堤设计和施工中,有一个重要依据,即软基的强度随荷载的增加以及时间的推移而逐渐增加。一般黏土的抗剪强度可用库仑公式表示

1 工程概祝

成(都)南(充)高速公路地处川中丘陵地区,其丘间谷地地势低洼,多为水田,地表水长期排泄不通,其间沉积的低(高)液限黏土多呈软~塑状,极易形成塑性区,发生剪切破坏。软土层厚约3~13 m,据计算,在上述软土地区填筑路堤,当填方高度超过8m时一(个别地方为4~5 m),其路堤稳定性和残余土后沉降将不能满足规范的要求。

2软基强度的增长原理

在软基路堤设计和施工中,有一个重要依据,即软基的强度随荷载的增加以及时间的推移而逐渐增加。一般黏土的抗剪强度可用库仑公式表示 newimg125_20070709145837_1.jpg 式中,C为原始粘聚力, newimg125_20070709145837_2.jpg为有效应力, newimg125_20070709145837_3.jpg为摩擦角。

原始粘聚力由土颗粒之间的分子引力形成,随土的压实和土颗粒间的距离减小而增大,即C为变化

值;同样 newimg125_20070709145837_4.jpg也为变化值。因此 newimg125_20070709145837_5.jpg为一变化值,如图1所示。地基土的P-S曲线,如图2所示。

图2中oa段为压实阶段,当P在 newimg125_20070709145837_6.jpg(比例界限)内时,地基土产生的变形主要是在荷载作用下,土的孔隙减小,地基被压缩而产生的变形。此时土中各点的


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剪应力均小于土的抗剪张度,土体处于弹性平衡状态。ab和bc段为剪切破坏阶段,当P超过 newimg125_20070709145837_8.jpg newimg125_20070709145837_9.jpg (极限荷载)时,P-S曲线不再保持直线,地基土开始向四周挤出,直到地基土中开始形成连续滑动面。

从以上可以得出结论当P在 newimg125_20070709145837_10.jpg范围内,P越大,时间越长,土体不断压缩变形越大,原始粘聚力C越大,则土体强度越大,如图3所示。当P超过 newimg125_20070709145837_11.jpgnewimg125_20070709145837_12.jpg时,地基土会有破坏趋势或失稳而破坏。


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3软基路堤施土中可能出现的工程问题

(1)由于施土填筑速率控制不当造成土程事故。


(2)由于地质情况的复杂性,使实际地质情况与原设计有较大出入,由于填筑过程中缺乏及时监测而造

成工程事故。

(3)软基路堤的危害还表现在后期的长期运营过程中,由于残余工后沉降较大,而引起路面过早破坏。

如何控制填筑速度并知道加荷水平没有大于地基强度增长情况呢?在成南路较为有效的方法是:通过

观测路堤的沉降情况和侧位移情况,判定当前路堤稳定情况,控制当前的填筑速率。


4观测项目

成南高速公路路堤施工观测项目及内容见表1。


观测项目
仪具名称
观测目的
地表沉降量
地表型沉降计(沉降盘)
用于沉降管理。根据测定数据调整填
筑速率;预测沉降趋势,确定预压卸载
时间和结构物及路面施工时间;提供
施工期I间沉降土方的计算依据。
地表水平位移量及降起量
地表水平位移桩(边桩)
用于稳定管理。监测地表水平位移及
隆起情况,以确保路堤施工的安全和
稳定。

5观测仪器的埋设

一般地段沿纵向每隔100~200 m设置一个观测断面。桥头路段应设置2~3个观测断面,沿河等特殊路段应酌情增设观测点;对于路堤较高(大于12 m),其下有排水板或碎石桩等处治措施时,应适量缩短观测断面间距。对于上述段落,要求观测断面I纵向间距不大于100m。观测仪器埋设位置与仪器尺寸大样如图4、图5所示。


newimg125_20070709145837_14.jpg newimg125_20070709145837_15.jpg

沉降盘一般在路堤中央埋设,对于重要的段落,可在较危险一侧路肩位置增加埋设点。

侧位移桩在两侧均应埋设。在地形趋势明显,一侧软基或填方高度明显大于另一侧时,也可只在较危险一侧埋设。

基准桩和套管接长可用螺纹联接,在方便时可焊接;边桩长度不应小于1.5 m,断面可采用正方形或圆形,并在桩顶预埋不易磨损的测头。 一个断面设4个边桩,埋设间距5 m,外设基准桩,

基准桩应在路堤坡脚外30 m以上采用钢尺量测法。


6观测精度和频率

(1)量测精度要求

水平位移可用测距仪或钢尺测量,测量仪精度+5mm ;钢尺测量精度不低于测距仪精度。侧位移的高程应采用 newimg125_20070709145837_16.jpg型水准仪,以二级中等精度要求的几何水准测量高程,观测精度不大于1 mm 。沉降盘的

竖向位移采用直钢尺量测套管与基准桩的相对位移的方法,量测精度不大于1 mm 。

(2)观测频率

在填方高度较低时,可不控制填筑速率,软基观测间隔大于15d。在软基高度接近或超过临界高度

后,每填筑一层进行一次观测,应控制填筑速率,软基观测间隔不大于5d。对于有异常情况的软基处理段落,应暂停加荷,每天进行软基观测直到该段落稳定为止。路堤填筑完成后,预压期间观测应视地基稳定情况而定,一般半月或每月观测一次,直到预压期结束。


7填筑控制标准

按相应规范路堤稳定控制标准为:路堤中心线地面沉降速率每昼夜不大于1.0 cm,坡脚水平位移速率每昼夜不大于0. 5 cm。用观测结果结合沉降和位移发展趋势进行综合分析,路堤填筑速率,以水平位移控制为主,如超过此限立即停止填筑。

8资料整理与汇总

每次观测按规定格式作记录,并完整保存,及时整理、汇总观测结果。根据观测资料,结合填筑情况整理出软基填土与沉降曲线和软基填土与侧位移曲线。


9异常情况的发现与处理

(1)异常情况的判定


1)在沉降或侧位移观测结果超过控制标准时。

2)尽管观测结果未超过控制标准,但在趋势曲线上越来越大,且呈明显不收敛趋势。

3)在路堤出现明显的异常征兆时。

(2)处理方法

当路堤稳定出现异常情况而可能失稳时,应立即停止加载并采取果断措施,待路堤恢复稳定后,方可继续填筑。对有破坏趋势的软基处治段落,每天进行软基观测直到段落稳定为止。


10结语

通过上述方法,在成南路软基路堤施工过程中,地表的沉降和侧位移得到了有效监控,很好地控制了路堤的填筑速率,软基路堤合格率为100 %;且工后残余沉降在规范标准之内。最终加快了施土进度,工程质量优良,取得了较好的经济效益和社会效益。

我国软土地基分布广泛,有在沿海一带广泛分布的海相及河相沉积层,也有在我国内陆地分布的湖相、沟谷相沉积软土。在上述沉积层上填筑路基过程中,采取对地表沉降和侧位移的全过程监控,既可保证质量,又可提高工效,成南路软基路堤施工的监测技术具有一定的借鉴意义。



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hajuhaduan
2015年07月18日 10:35:20
2楼
图文并茂好资料
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加倍努力
2015年07月19日 08:15:50
3楼
多谢楼主!好资料。
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