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【摘要】高速公路作为我国基础建设的重要组成部分,其安全性和实用性是公路工程施工中需要达到的主要效果。本文通过对高速公路软土路基沉降影响因素进行简要的探讨,旨在为今后高速公路的施工建设提供可参考的理论依据,从而降低路基沉降对公路工程的影响,提升整个工程的施工质量。
【关键词】高速公路;软土路基;路基沉降
前言:
改革开放以来,西南地区云南的经济也得到了快速的发展,对于高速公路的建设需求也在不断扩大。但在我国的西南地区云南,存在部分的高液塑性深厚软土,这些高液塑性软土存在压缩性高、含水量大、透水性差等特点,并不利于高速公路的安全施工。因此,为保证高速公路的安全性与实用性,严格控制软土地基的过量沉降变形成为公路建设过程中亟须解决的关键问题。
一、环境条件对路基沉降产生的影响
1.地形与地质条件
道路工程的实施需要考虑到施工环境中地形与地质的条件,若原地基存在一些软弱夹层等不良条件,或是原地基土的性质差异相对较大时,就需要在施工前对其进行特殊的处理,若缺少这些处理,在今后投入使用时,地基会在附加应力的作用下产生排水固结的现象,很容易产生较大的沉降变形。在山区修建高速公路时,经常会穿越一些沟谷地带,在此过程中会将导致同一路段面的路基填筑高度有所不同,也会使路堤自重在同一个断面上存在一定的差异,这种差异性的构造使路基在不同方向上产生差异性的沉降。
2.水文气候条件
无论是雨水还是土壤中的水分、地下水等都是容易造成路基路面损坏的主要因素。若在施工过程中,路基土中的水含量较大时,会导致路基空隙中的水压力较大,这一现象的产生会使路基的沉降量增大,对道路的使用功能产生一定的影响。此外,降雨过程中聚集的雨水会影响路基压实的效果,若施工期间正赶上雨季,很容易由于雨水渗入路基内部,而导致土体局部软化,从而容易发生变形。
二、施工材料和技术对路基沉降产生的影响
1.路基填料种类及质量的影响
路基在完成填筑之后,会形成相应的附加应力,并且这种应力的大小与均匀性是影响路基沉降的因素之一。由于路基材料性质的不同,会对路堤产生不同的附加应力,从而使路基的变形量也会产生一定的差异。此外,路基填料的压缩性也会由于种类的不同而不同,若在填土材料中夹杂着腐殖土等劣质土,在一定程度上会破坏路基的整体硬度,在公路投入使用时,会由于外在的荷载力,使这些地方容易出现塌陷等情况。
2.路基设计的影响
在公路工程设计时需要注意路段的选择,尽量避免一些不宜施工的不良路段,并要结合施工的具体环境、原地基土性质、路基填料性质等进行综合性分析,从而有利于制定合理的路基沉降控制措施。若在设计的过程中没有考虑到工程之外的客观因素,或在实施的过程中没有严格按照设计方案执行,都会影响到路基的施工质量。如在路基碾压的过程中,随意增大碾压的厚度,将会导致路基的压实度达不到规范的要求,从而使路基在强荷载作用下产生沉降的现象。
3.路堤高度的影响
在路堤填筑的过程中,填土高度存在一定的阈值,当填土高度低于这个高度时,沉降率偏小;当填土高度低于阈值时,沉降速率则会变大,甚至会导致路堤失稳。此外,路堤的高度越大,地基所承受的应力也就越大,以此产生的沉降量也加大。对于亚粘土、卵石土等承载能力相对较低的地基来说,若路堤的高度大于一定高度(通常为12米)时,沉降量对于路堤高度的变化较为敏感;对于一些承载力较高的地基,沉降速率相对较为稳定,且不易发生变化。所以在路堤高度的设置上,要保持在一定的阈值上。
4.路堤填料的影响
无论是路堤的高度还是路堤的材料,都是影响地基附加应力大小的主要因素。填料容重的大小直接决定着地基所能承受的荷载大小,且填料变形模量的大小也会影响路堤沉降量的大小。因此,在设计上就应该根据不同地基、不同路堤填料建立合理的有限元模型,利用相关的有限元软件分析在不同条件下的沉降量变化,从而确定适合的路堤填料容重,将沉降量控制在最小成程度。
5.施工时间的影响
由于公路工程大多受到工期的限制,在完成路基施工后,为节省时间,便直接进行路面施工,因此在路基施工结束后,固结沉降的时间相对较短。在公路投入使用时,可能会由于不同程度的沉降会对路面的结构造成不同程度的影响,从而影响公路使用的耐久性。经研究表明,对于同等高度的路基,施工时间的长短对总体的沉降量影响相对较小,在实际的施工过程中应该尽量地延长路基填筑时间,使路基更好地完成固结沉降,使工后的施工效果能够达到理想状态。在路面铺筑的时间上,也要进行科学的配置,要等到路基完全稳定之后,才能进行路面的铺设,对其结构层的合理设置可以减少路基沉降而导致路面结构的破坏。
三、其它因素对沉降的影响
1.侧向变形的影响
在刚加载时,土壤中存在很多孔隙,由于这些孔隙中的空气与水还不能及时排出,使土体处于一种弹性且容易变形的状态。在受到外在荷载的过程中,土体的侧向变形会使沉降量呈线性变化。因此,在施工时应尽量保证路基的压实度,减少土壤中的孔隙对路基整体质量造成的影响,从而提升路基的坚实度。
2.荷载对沉降量及沉降速率的影响
公路表面的沉降量与荷载的大小是成正比的关系,而沉降的速率与荷载的大小成反比。在整个施工期间,无论是表面的沉降量还是沉降速率对荷载的变化都会产生灵敏的反应。因此,在公路工程设计的过程中需要考虑到整体的承载力,一方面,要减少外部的荷载,另一方面可以采取有效措施提升路基的承载力,以减少外部荷载对沉降量及沉降速率的影响。
3.硬壳层的影响
若施工场地的地表存在硬壳层,会分解一部分地基上的荷载,且传递到下层的附加应力也会大大减少。当下卧层所承担的力减小了,所产生的压缩变形也会有所减小,这种情况下,地基产生的沉降量也会发生变化。
结束语:
随着交通事业的不断发展,人们对高速公路工程的质量、效果和安全都提出了较高的要求。对于一些软土地基来说,影响其沉降量的因素不仅包括外界的环境条件,还包括施工材料和技术等方面,只有对这些因素有所了解和掌握,才能对高速公路软土路基的沉降影響进行针对性消除,从而实现对路基沉降的有效控制。
参考文献:
[1]朱长青.高速公路软土路基沉降影响因素探析[J].山东工业技术,2015,(3):118-118.
【关键词】高速公路;软土路基;路基沉降
前言:
改革开放以来,西南地区云南的经济也得到了快速的发展,对于高速公路的建设需求也在不断扩大。但在我国的西南地区云南,存在部分的高液塑性深厚软土,这些高液塑性软土存在压缩性高、含水量大、透水性差等特点,并不利于高速公路的安全施工。因此,为保证高速公路的安全性与实用性,严格控制软土地基的过量沉降变形成为公路建设过程中亟须解决的关键问题。
一、环境条件对路基沉降产生的影响
1.地形与地质条件
道路工程的实施需要考虑到施工环境中地形与地质的条件,若原地基存在一些软弱夹层等不良条件,或是原地基土的性质差异相对较大时,就需要在施工前对其进行特殊的处理,若缺少这些处理,在今后投入使用时,地基会在附加应力的作用下产生排水固结的现象,很容易产生较大的沉降变形。在山区修建高速公路时,经常会穿越一些沟谷地带,在此过程中会将导致同一路段面的路基填筑高度有所不同,也会使路堤自重在同一个断面上存在一定的差异,这种差异性的构造使路基在不同方向上产生差异性的沉降。
2.水文气候条件
无论是雨水还是土壤中的水分、地下水等都是容易造成路基路面损坏的主要因素。若在施工过程中,路基土中的水含量较大时,会导致路基空隙中的水压力较大,这一现象的产生会使路基的沉降量增大,对道路的使用功能产生一定的影响。此外,降雨过程中聚集的雨水会影响路基压实的效果,若施工期间正赶上雨季,很容易由于雨水渗入路基内部,而导致土体局部软化,从而容易发生变形。
二、施工材料和技术对路基沉降产生的影响
1.路基填料种类及质量的影响
路基在完成填筑之后,会形成相应的附加应力,并且这种应力的大小与均匀性是影响路基沉降的因素之一。由于路基材料性质的不同,会对路堤产生不同的附加应力,从而使路基的变形量也会产生一定的差异。此外,路基填料的压缩性也会由于种类的不同而不同,若在填土材料中夹杂着腐殖土等劣质土,在一定程度上会破坏路基的整体硬度,在公路投入使用时,会由于外在的荷载力,使这些地方容易出现塌陷等情况。
2.路基设计的影响
在公路工程设计时需要注意路段的选择,尽量避免一些不宜施工的不良路段,并要结合施工的具体环境、原地基土性质、路基填料性质等进行综合性分析,从而有利于制定合理的路基沉降控制措施。若在设计的过程中没有考虑到工程之外的客观因素,或在实施的过程中没有严格按照设计方案执行,都会影响到路基的施工质量。如在路基碾压的过程中,随意增大碾压的厚度,将会导致路基的压实度达不到规范的要求,从而使路基在强荷载作用下产生沉降的现象。
3.路堤高度的影响
在路堤填筑的过程中,填土高度存在一定的阈值,当填土高度低于这个高度时,沉降率偏小;当填土高度低于阈值时,沉降速率则会变大,甚至会导致路堤失稳。此外,路堤的高度越大,地基所承受的应力也就越大,以此产生的沉降量也加大。对于亚粘土、卵石土等承载能力相对较低的地基来说,若路堤的高度大于一定高度(通常为12米)时,沉降量对于路堤高度的变化较为敏感;对于一些承载力较高的地基,沉降速率相对较为稳定,且不易发生变化。所以在路堤高度的设置上,要保持在一定的阈值上。
4.路堤填料的影响
无论是路堤的高度还是路堤的材料,都是影响地基附加应力大小的主要因素。填料容重的大小直接决定着地基所能承受的荷载大小,且填料变形模量的大小也会影响路堤沉降量的大小。因此,在设计上就应该根据不同地基、不同路堤填料建立合理的有限元模型,利用相关的有限元软件分析在不同条件下的沉降量变化,从而确定适合的路堤填料容重,将沉降量控制在最小成程度。
5.施工时间的影响
由于公路工程大多受到工期的限制,在完成路基施工后,为节省时间,便直接进行路面施工,因此在路基施工结束后,固结沉降的时间相对较短。在公路投入使用时,可能会由于不同程度的沉降会对路面的结构造成不同程度的影响,从而影响公路使用的耐久性。经研究表明,对于同等高度的路基,施工时间的长短对总体的沉降量影响相对较小,在实际的施工过程中应该尽量地延长路基填筑时间,使路基更好地完成固结沉降,使工后的施工效果能够达到理想状态。在路面铺筑的时间上,也要进行科学的配置,要等到路基完全稳定之后,才能进行路面的铺设,对其结构层的合理设置可以减少路基沉降而导致路面结构的破坏。
三、其它因素对沉降的影响
1.侧向变形的影响
在刚加载时,土壤中存在很多孔隙,由于这些孔隙中的空气与水还不能及时排出,使土体处于一种弹性且容易变形的状态。在受到外在荷载的过程中,土体的侧向变形会使沉降量呈线性变化。因此,在施工时应尽量保证路基的压实度,减少土壤中的孔隙对路基整体质量造成的影响,从而提升路基的坚实度。
2.荷载对沉降量及沉降速率的影响
公路表面的沉降量与荷载的大小是成正比的关系,而沉降的速率与荷载的大小成反比。在整个施工期间,无论是表面的沉降量还是沉降速率对荷载的变化都会产生灵敏的反应。因此,在公路工程设计的过程中需要考虑到整体的承载力,一方面,要减少外部的荷载,另一方面可以采取有效措施提升路基的承载力,以减少外部荷载对沉降量及沉降速率的影响。
3.硬壳层的影响
若施工场地的地表存在硬壳层,会分解一部分地基上的荷载,且传递到下层的附加应力也会大大减少。当下卧层所承担的力减小了,所产生的压缩变形也会有所减小,这种情况下,地基产生的沉降量也会发生变化。
结束语:
随着交通事业的不断发展,人们对高速公路工程的质量、效果和安全都提出了较高的要求。对于一些软土地基来说,影响其沉降量的因素不仅包括外界的环境条件,还包括施工材料和技术等方面,只有对这些因素有所了解和掌握,才能对高速公路软土路基的沉降影響进行针对性消除,从而实现对路基沉降的有效控制。
参考文献:
[1]朱长青.高速公路软土路基沉降影响因素探析[J].山东工业技术,2015,(3):118-118.