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高速公路扩建软基沉降稳定性分析及处理技术研究

【作者:admin  来源:筹建处 文章点击数:5141  更新日期:2011-6-24 11:21:17  关闭
 

近年来,随着国民经济的快速发展,对不能满足交通量增长需求的己建高速公路进行加宽扩建,已经成为我国公路建设的重要形式之一。由于软基具有含水率高、孔隙比大、渗透性小、压缩性高和抗剪强度低等不良工程特性,新路堤直接填筑在软土地基上必将引起较大的自身沉降变形以及新老路堤间的不均匀沉降。因此对于软土地基上的高速公路加宽工程,分析新老路堤的沉降变形规律,并为工程设计施工提供指导,已经成为当前研究的重点。

    高速公路加宽工程大多采用双侧直接加宽方式,即在老路堤边坡位置填筑新路堤,以增加新车道。加宽工程与普通高速公路工程最显著的不同之处在于老路堤的存在对沉降变形产生影响,这方面研究目前很少。高速公路加宽扩建同新建一条高速公路相比,将会遇到更多复杂的难题。主要分为软土地基不均匀沉降和新老路堤间的衔接两方面:

    (1)老路堤软土地基在老路堤自重以及交通荷载的长期作用下,固结沉降已基本稳定。紧靠老路边坡填筑新路堤,结合运营后的新增交通荷载,将使新路堤下方软土地基沉降大于老路堤下方软土地基的沉降,进而反映为新老路堤间的不均匀沉降,使得路面横坡比增大,严重时导致新老路面交接处出现纵向裂缝,影响道路的正常运营甚至行车安全。

    (2)新老路堤填筑时间不同,填筑材料以及填筑方法也难免存在差异,能否保证新老路堤之间的紧密衔接也是一个关键。衔接不好会影响路堤的整体稳定性,加剧不均匀沉降。

    对于高速公路加宽扩建工程,从老路堤填筑施工开始,新老路堤之间就存在相互作用。施工期新路堤过快的沉降速率和过大的沉降变形量都会对老路的服务性能和行车安全产生影响,严重的会引起老路路面的开裂;而工后新老路堤之间若产生过大的不均匀沉降,也会引起新老路面的开裂。国内高速公路加宽扩建工程建设开始时间还很短,设计、施工主要还是参照普通高速公路相关规范以及借鉴已有工程经验,缺乏针对性。高速公路的快速发展,改扩建工程是公路修筑的重点和难点,投资大、工程稳定性要求高,特别是在后期运营阶段,容易发生沉降和永久变形过大等较严重的病害,给工程造成很大的影响。因此加强对高速公路软基沉降变形稳定性分析和关键修建技术的研究,不但具有重要的经济效益和社会效益,而且具有重要的现实意义和推广价值。

    鉴于高等级公路改扩建工程中,原有路基经过多年运营,地基及路基沉降已基本完成,在其边坡上进行扩建加宽时,由于新旧路基在沉降、永久变形累积、稳定性和路基承载力等方面的差异,在新旧路基之间产生相对过大的差异沉降,进而会引起既有路基变形,严重时则出现路基拉裂,下沉过速等病害,这将会对高速公路的正常营运带来难以估量的不良后果。并且新旧路基路面之间如何保证紧密衔接形成整体也是路基加宽工程成功与否的关键,衔接部分处理不当同样会引发路面的纵向裂缝。因此如何分析计算新路基对旧路基的影响以及新旧结构之间的差异沉降,提出适合加宽路基的不良地质地基处理方法和新旧路基的衔接技术,是高速公路加宽改建迫切需要解决的工程问题。针对高等级公路软基扩建工程中的关键技术问题进行研究具有非常重要的现实意义和前瞻性。

 
 
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