路基的沉降控制标准[综述]
山区高速公路改扩建路基拓宽沉降控制标准研究
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工程建设标准化山区高速公路改扩建路基拓宽沉降控制标准研究■ 张永奇1 石 桥1 张万茂2,* 张栋梁1(1. 中交路桥华南工程有限公司;2. 中南大学 资源与安全工程学院)摘 要:经济的快速发展需要以更方便快捷的交通为支撑,为了满足交通需求的不断增长,最有效的方式就是对现有高速公路进行改扩建。
本文依托某山区高速公路改扩建实际工程,建立路基拓宽差异沉降路面有限元计算模型,综合考虑公路通车运营后路面材料的抗拉强度和疲劳特性,以变坡率0.10%和0.35%作为差异沉降控制标准的下界和上界,将路基差异沉降控制标准分为轻微、低、中、高四个等级,为山区高速公路改扩建工程路基拓宽工程的设计和施工提供理论依据。
关键词:公路改扩建,路基,差异沉降,控制标准DOI编码:10.3969/j.issn.1002-5944.2023.24.040Research on Standards for Settlement Control of Roadbed Widening in Mountain Highway Reconstruction and ExpansionZHANG Yong-qi1 SHI Qiao1 ZHANG Wan-mao2, * ZHANG Dong-liang1(1. CCCC Bridge South China Engineering Co., Ltd.; 2. School of Resources and Safety Engineering, Central SouthUniversity)Abstract:The rapid development of economy needs to be supported by more convenient and faster transportation, and the most effective way to meet the growing traffi c demand is to modify and expand the existing highway. This paper combines the actual project of a mountainous highway reconstruction and expansion, establishes the finite element calculation model of roadbed widening differential settlement control, takes into account the tensile strength and fatigue characteristics of the pavement material after the highway is opened for operation, takes the variable slope rate of 0.10% and 0.35% as the lower and upper bound of the differential settlement control standard, and divides the roadbed differential settlement control standard into four levels: slight, low, medium and high. It provides a theoretical basis for the design and construction of the roadbed widening project of the highway reconstruction and expansion project.Keywords: highway reconstruction and expansion, roadbed, differential settlement, control standard我国经济已进入信息化发展阶段,经济的发展需要以方便、快捷的交通为支撑,现有高速公路的运力不能满足现阶段和未来的交通需求,亟需扩大高速公路运输能力[1-2]。
路基沉降控制与评估
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路基沉降控制与评估一、路基沉降检测概述(一)路基沉降检测断面(点)设置原则1观测断面布置(1)在沿线路方向每50m布设一个观测断面,地基条件复杂、地形起伏大时25m布设一个断面。
(2)一个沉降观测单元(连续路基沉降观测区段为一个单元)不少于两个断面。
(3)每个路桥过渡段设置2个观测断面,分别设置于距离桥台5m和20m处。
(4)路基与横向结构物过渡段中部设置1个观测断面。
(5)堑堤过渡段在分界线两侧5~10m,各布置一个观测断面。
2观测点布置(1)每个路堤观测断面布设两组组合式沉降板,即在线路中心布置1组,在一侧轨道板外侧1组,并在路基两侧坡角布设水平和竖向变形观测桩。
路堤、路桥过渡段和路堤与横向结构物过渡段,采用后钻孔的方式设置沉降板。
(2)预压土路堑地段,每个路堑断面在线路中心设组合式沉降板一组,两侧路肩各设观测桩1个。
(3)无预压土路堑地段,每个路堑断面在两侧路肩各设观测桩1个。
(4)每个涵洞设两个观测断面,每个断面设3个观测点。
3观测点布置图示(1)路堤、路桥过渡段、路堤与横向结构物过渡段观测断面沉降标志埋设示意图如图1路堤沉降观测断面观测标志布置示意图(2)地基中心深层沉降观测设置在剖面沉降管附近5米范围内,一般地基地段沿线路纵向每300米设一处,软土、松软土及湿陷性黄土地基地段沿线路纵向每100米设一处;深厚湿陷性黄土及深厚松软土地段沿线路纵向每50米设一处。
深厚层地基路堤沉降监测断面示意图(二)测量元件和方法测量元件:观测设施埋设和沉降观测的主要仪器、设备:全站仪、Trimble电子水准仪、组合式沉降板、专用钢尺等。
二、沉降观测施工(一)工程概况1.1 工程地质及水文地质概况1.1.1 地质水文概况1.1.2 设计依据无砟轨道路基工后沉降控制标准:一般不超过15mm,墩台均匀沉降量:对于无砟桥面桥梁≤20mm,路基与桥梁、隧道或横向结构物交界处的差异沉降不应大于5mm ;经工后沉降分析,以及无砟轨道路基及桥梁地基条件,确定本段路基及桥梁需进行地基处理。
改扩建工程路基差异沉降研究综述
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改扩建工程路基差异沉降研究综述莫娅婵;张军辉;杨豪;周梦绮【期刊名称】《长沙理工大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2024(21)1【摘要】随着我国经济社会的快速发展及交通量的持续增长,早期建成的高速公路已经开始出现通行能力差、服务水平低等问题。
为了解决这一问题,我国在近年来积极开展了高速公路的改扩建工作,目前已完成了多条高速公路的改扩建工程并投入运营,取得了显著成效。
然而,高速公路的改扩建与新建公路有所不同,高速公路在改扩建过程中涉及新老路基拼接、变形协调等问题,特别是新老路基拼接引起的差异沉降,对路基路面结构危害巨大。
为此,国内外学者致力于对减小新老路基差异沉降进行研究,探索了许多新的理念和技术。
从差异沉降的理论、影响因素以及路基拼接处的处治措施3方面对现有研究成果进行了回顾和梳理,发现对减小新老路基差异沉降的措施,尤其是对加筋结构的布置、路基内部排水结构的研究还比较缺乏。
建议开展此类研究,并从理论和影响因素上对差异沉降进行分析,提出适用于多种工况的拼接措施,从而起到控制差异沉降的作用,旨在为实际工程项目提供理论和实际指导。
【总页数】23页(P110-132)【作者】莫娅婵;张军辉;杨豪;周梦绮【作者单位】长沙理工大学交通运输工程学院;长沙理工大学公路工程省部共建教育部重点实验室【正文语种】中文【中图分类】U416.1【相关文献】1.苏州环太湖公路(度假区段)改扩建工程控制路基差异沉降措施2.高速公路改扩建工程路基差异沉降与处治措施3.改扩建公路路基控制差异沉降处治技术综述4.探析市政道路改扩建工程新旧路基差异沉降控制5.高速公路改扩建工程加宽路基差异沉降试验因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
铁路隧道下穿既有路基沉降规律及控制标准研究
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铁路隧道下穿既有路基沉降规律及控制标准研究作者:叶志清来源:《建材发展导向》2015年第01期摘要:随着客运专线以及高速铁路的扩大,既有铁路、新建铁路和公路的交叉现象越来越严重,改建与新建铁路使用隧道下穿的方式跨越公路与铁路工程越来越多。
但是,在这过程中,轨道或者铁路路基变形的现象仍然存在,从而也就对周边环境以及铁路施工造成了很多不利影响。
文章结合我国铁路隧道下穿既有路基沉降以及控制标准进行了简要的探究和阐述。
关键词:铁路隧道;路基;沉降规律;控制标准交通运输作为城市形成以及发展的重要因素,一直被视为运输工作的骨干,在生活水平快速发展的今天,随着改革进程加大,社会经济得到了很大的发展,人口逐渐向沿海、大城市等经济相对发达的地方流动,这不仅加重了国民经济负担,同时也带来了一系列问题。
为了降低土地占用与既有交通之间的影响,改建、新建铁路使用隧道下穿的形式越来越多,如:石家庄的六线专线隧道下穿,很好的解决了交通干扰与城市分割问题;美兰机场利用隧道下穿,降低和既有运输网的干扰;武广铁路全长10.1千米,在长沙市东部下穿长永、京珠、机场高速,这样就解决了客运专线对密集建筑群的影响。
虽然改建、新建铁路使用隧道下穿具有强烈的优势,但是它会对公路和铁路路基产生影响,甚至影响安全运营,对公路与铁路带来破坏,引发较大的安全事故与经济损失。
因此,在实际工作中,我们必须根据铁路隧道下穿既有标准,从源头上消除、减轻、避免施工造成的地表沉降。
1 隧道下穿施工对既有路基的影响在铁路施工建设中,地表变形、沉降作为不可避免的现象,它会生成一定的沉降槽,影响建筑物构造。
自R.B.Peck地表沉降理论以来,国内外加大了对构筑物的研究,尤其是实验模型、现场监测与数据模拟,但是对于下穿既有道路的研究一直局限于数值计算和施工测量。
当铁路隧道下穿既有铁路,又有公路时,会由于道路运输的不间断和结构特征,隧道施工不仅具有地表沉降的性质,还会在交通荷载、道路结构中具有特殊性质。
铁路路基工程沉降变形观测要求
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路基工程1、路基沉降变形观测(1)路基沉降观测控制标准无砟轨道地段路基可压缩性地基均进行沉降分析。
按照《客运专线无砟轨道铁路设计指南》4.1.4条:路基在无砟轨道铺设完成后的工后沉降,应满足扣件调整和线路竖曲线圆顺的要求。
工后沉降一般不应超过扣件允许的沉降调高量15mm;沉降比较均匀、长度大于20m的路基,允许的最大工后沉降量为30mm,并且调整轨面高程后的竖曲线半径应能满足下列要求:R sh≥ 0.4V sj2式中:R sh——轨面圆顺的竖曲线半径(m);V sj——设计最高速度(km/h)。
(2)一般规定1)观测的目的是通过沉降观测,利用沉降观测资料分析、预测工后沉降,指导进行信息化施工,必要时提出加速路基沉降的措施,确定无砟轨道的铺设时间,评估路基工后沉降控制效果,确保无砟轨道结构的安全。
2)路基上无砟轨道铺设前,应对路基沉降变形作系统的评估,确认路基的工后沉降和沉降变形满足无砟轨道铺设要求。
3)路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期。
观测数据不足以评估或工后沉降评估不能满足设计要求时,应延长观测时间或采取必要的加速或控制沉降的措施。
4)评估时发现异常现象或对原始记录资料存在疑问,要进行必要的检查。
(3)沉降观测的内容路基变形监测的内容主要有:路基面沉降变形监测、路基基底沉降监测、既有线监测、水平位移监测、地基土深层沉降监测。
(4)沉降观测断面和观测点的设置沉降观测装置应埋设稳定,观测期间应对观测装置采取有效的保护措施。
根据经验,埋设的观测设施的有效性以及对其保护是否得力是决定整个观测工作成败的关键。
各部位观测点应设在同一横断面上,这样有利于测点看护,便于集中观测,统一观测频率,更重要的是便于各观测项目数据的综合分析。
路基沉降观测断面及观测断面的观测点的布置应按设计要求进行布设,并根据地形地质条件、地基处理方法、路堤高度、地形地势的起伏情况、堆载预压等具体情况,结合沉降观测方法和工期要求核对设计资料,根据施工核对的地质、地形等情况调整或增设。
高速公路软土路基沉降与控制
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高速公路软土路基沉降与控制摘要:高速公路软土路基沉降与控制是保障高速公路行车安全、稳定、可靠的重要手段之一。
本文首先论述了高速公路软土路基沉降的原因,详细分析了高速公路软土路基沉降的动态监测,然后提出了高速公路软土路基沉降施工控制措施。
关键词:高速公路;软土路基;沉降;观测;控制中图分类号: u412.36+6 文献标识码: a 文章编号:高速公路软土路基不均匀沉陷病害已成为公路建设质量通病的主要内容之一,特别是湿陷性黄土路基,其不均匀沉陷现象尤为突出【1】。
它严重影响着公路营运期的行车舒适和安全,降低了公路的使用品质和寿命,同时也损耗了大量国家建设资金,损害了高速公路的社会形象。
为控制好高速公路软土路基的稳定和沉降,必须对路堤施工实行动态监测与进行施工控制。
1 高速公路软土路基沉降的原因众所周知,软土的强度较低,天然地基上浅基础的承载力基本值一般为50-80 kpa,这就不能承受较大的车辆荷载,否则可能会出现地基的局部破坏乃至整体滑动,或者是在开挖较深的基坑时,出现基坑的隆起和坑壁失稳的现象【2】;另一方面,由于软土的压缩性较高,车辆荷载差异较大,体形又比较复杂,那就要产生较大的不均匀沉降,沉降和不均匀沉降过大将引起公路基础标高的降低,影响公路的使用条件,或者造成倾斜、开裂、破坏【3】。
同时由于其渗透性很小,固结速率很慢,沉降延续的时间很长,给公路内部设备的安装和与外部的连接带来许多困难。
比如填方路基是山区高速公路路基的主体结构。
路基不均匀沉降会导致路面结构过早破坏,既增加了公路养护和维修费用,也影响交通运输的正常运行,往往会产生不良的社会后果【4】。
2 高速公路软土路基沉降的动态监测2.1 观测点的选埋沉降观测点的埋设位置通常由工程设计书给定,一般来说每个断面应在公路路堤中央分离带上布设1个沉降点,在两侧路肩处分别布设1个沉降点,3个沉降点应位于一条线上,以便充分体现该断面的沉降情况。
沉降点以沉降板作为观测标志,沉降板一般由一根直径为30-40mm 的直杆钢管和一块400mm×400mm×9mm的钢板组成,钢管底部焊接在钢板上,沉降杆每段长度为20-30mm,随填土升高而逐渐接高。
铁路隧道下穿既有路基沉降规律及控制标准研究
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铁路隧道下穿既有路基沉降规律及控制标准研究一、本文概述随着我国交通基础设施建设的快速发展,铁路隧道的建设日益增多,其中不乏需要下穿既有路基的情况。
铁路隧道下穿既有路基施工过程中,不可避免地会对既有路基产生影响,导致路基沉降。
为了确保铁路隧道施工的安全性和既有路基的稳定性,对铁路隧道下穿既有路基的沉降规律进行深入研究和控制标准的制定显得尤为重要。
本文旨在系统研究铁路隧道下穿既有路基的沉降规律,分析影响沉降的主要因素,探讨沉降变形的机理,并在此基础上提出相应的控制标准。
通过对实际工程案例的调研和数据分析,本文期望能够为铁路隧道施工过程中的沉降控制提供理论依据和技术支持,为保障既有路基的稳定性和铁路隧道施工的安全性提供有效指导。
文章将首先介绍铁路隧道下穿既有路基的施工特点和沉降问题的重要性,接着详细阐述沉降规律的研究方法和沉降变形机理的分析过程。
在此基础上,文章将探讨沉降控制标准的制定原则和方法,并结合实际工程案例进行验证和应用。
文章将总结研究成果,提出铁路隧道下穿既有路基沉降控制的建议措施和进一步研究的方向。
通过本文的研究,期望能够为铁路隧道施工中的沉降控制提供科学依据和实践指导,促进铁路交通事业的可持续发展。
二、铁路隧道下穿既有路基沉降规律研究在铁路隧道下穿既有路基的过程中,路基沉降是一个重要的技术问题。
为了深入了解这一过程,本研究对铁路隧道下穿既有路基的沉降规律进行了详细的研究。
通过收集大量的实际工程数据,包括地质条件、隧道施工参数、路基结构等,对这些数据进行了系统的整理和分析。
运用数值模拟方法,建立了铁路隧道下穿既有路基的三维模型,模拟了不同施工阶段的沉降情况。
研究结果表明,铁路隧道下穿既有路基的沉降规律受多种因素影响,包括地质条件、隧道施工参数、路基结构等。
地质条件是影响沉降的主要因素,如土层的厚度、岩石的强度等。
隧道施工参数,如开挖方式、支护结构等,也会对沉降产生影响。
路基结构的设计和施工质量,同样会对沉降产生影响。
改扩建公路路基控制差异沉降处治技术综述
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改扩建公路路基控制差异沉降处治技术综述随着城市化进程的不断加快,公路交通建设拥挤度不断增加,加之气候变化和地质条件不断变化,公路路基差异沉降问题日益突出。
差异沉降给公路交通带来了严重的影响,甚至可能引发交通事故。
为了有效解决公路路基差异沉降问题,工程技术人员们不断探索和创新,开发出了一系列改扩建公路路基控制差异沉降处治技术。
本文将着重介绍这些技术的原理、应用和效果。
一、差异沉降问题的成因差异沉降是指公路路基内不同部分的地基土层沉降程度不一致,导致路面出现不同程度的下沉或隆起。
其主要成因包括:1. 地质条件差异。
地质条件是差异沉降的主要原因之一。
由于地质环境的不同,土层的密实度和稳定性也会有所不同,从而导致差异沉降的发生。
2. 交通负荷差异。
不同路段的交通负荷不同,车流量大的路段沉降速度更快,而车流量小的路段沉降速度较慢。
3. 天气条件变化。
气候变化对土壤稳定性有着直接影响,某些气候条件下,土壤会发生膨胀或者收缩,从而导致路基的差异沉降。
为了有效控制差异沉降问题,工程技术人员们不断努力,开发出了一系列改扩建公路路基控制差异沉降处治技术。
这些技术主要包括:1. 地基加固技术。
地基加固技术主要采用加固搅拌桩、搅拌墙、土钉墙等处理方式,通过提高地基土层的承载力和稳定性,从而有效控制差异沉降问题。
2. 压实加固技术。
采用压实加固技术可以有效提高土层的密实度和稳定性,从而减缓路基的沉降速度,有助于控制差异沉降问题。
4. 土壤改良技术。
通过土壤改良技术,可以改善土壤的物理性质和化学性质,提高土壤的稳定性,从而控制差异沉降问题。
5. 监测技术。
采用高精度的差异沉降监测技术,可以及时监测路基的沉降情况,及时发现和处理差异沉降问题,确保公路交通的安全畅通。
3. 路面铺装技术的应用。
在某段路段采用了高强度、高稳定性的路面铺装材料,减少了路面的变形和沉降,减缓了差异沉降问题的发生。
改扩建公路路基控制差异沉降处治技术的应用效果十分显著。
高速铁路路基沉降观测技术综述
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高速铁路路基沉降观测技术综述杜文举(四川I建筑职业技术学院,四川I德阳618000)工程技术?_g商『:|;:j要】譬结合高速铁路路基施王的技术要豢嚣凳缮Z沉降观测的布设纛棠和测量技幂要菇≯简要阐迄警沉礁观测凌法、精度和评估方§孥蠢i斌甍谗壤鹞酶襄漩礴鼹躐葵豢蔑撩鼍狻嚣谌魄囊一|j i曩i≯i i¨_|;|i j j|。
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路整誊汛洚啜溅Eal i g§|)|¨i j曩i i i i l;l i一|j|§j j l{{|l;{|||:¨目前高速铁路建设呈雨后春竹之势,都要求对路基沉降变形进行动态监测,在施工期间进行系统的沉降监测与分析评估,观测数据作为竣工验交时工后沉降控制量的依据,以保证路基工后沉降控制在15m m以内,本文就路基沉降观测的施工技术进行概要总结。
1沉降监测的内容和设置原则监测内容有:路堤及浅挖路基的路基面沉降监测、基底沉降监测、路堤本体沉降监测、过渡段不均匀变形监测,软土或松软土地基路堤地段的水平位移监测、土工格栅应力、应变监测等。
设置原则:以路基中心沉降监测为重点,包括路基面沉降监测,基底沉降监测,路堤本体沉降监测、深厚层第四系地层的分层沉降监测,另外软土和松软土地基路堤地段的水平位移监测等。
2沉降测量布设方案21路基面沉降监测路堤地段每个监测断面设三个点,分别位于路基中心、两侧路肩,采用监测桩,在路基成形后设置,如图1所示:图t半幅路堤断面沉降观坝钎崖两湖路堑观测为于线路中心、两侧路肩各设置一个监测点,每个监测断面三个点,监测方法采用监测桩,在路基成形后设置。
22,基底沉降监测在地基表面处理完成后、路堤填筑前,在路堤基底地面的线路中心预埋高精度智能型单点沉降计进行基底沉降监测。
每隔一段距离,在线路中心增设沉降板进行沉降校核监测。
盾构下穿高铁路基沉降控制标准及控制措施分析
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盾构下穿高铁路基沉降控制标准及控制措施分析摘要:在城市轨道交通施工过程中,经常遇到下穿铁路路基的情况,如果施工方案不合理、防控措施不到位,极易发生高铁路基大幅沉降问题,对高铁运行造成了极大的安全隐患。
如何设计出科学合理的盾构下穿高铁路基施工方案,有效控制高铁路基沉降幅度,是当下施工方需要考虑的重要问题。
因此以西安地铁1号线三期工程为主要案例,分析探讨盾构下穿高铁路基施工方案,并提出一些切实可行的沉降控制措施,为以后的地铁盾构施工提供了重要的技术指引。
关键词:盾构;高铁路基;沉降控制一、盾构下穿高铁路基沉降控制案例(一)工程简介西安地铁1号线三期工程位于陕西省西安市,其中秦都站-宝泉站施工项目中就出现了盾构下穿高铁路基的情况。
在工程施工过程中使用了两台加泥式压平衡盾构机,从南向北途径陇海铁路、徐兰高铁,区间单线长度为673米。
穿越徐兰高铁的施工项目位于秦都站西侧223米位置,高铁站设两个站台、4条线路,站台结构为1.25米高旅客站台,战台宽度为12米。
以上线路都是SK-2型无砟轨道,线路最高运行速度为350km/h,实际运行速度是250km/h。
高铁道床为C40混凝土结构,宽度、厚度分别是2.8m、0.26m。
路基为水泥碎石桩,两个桩之间的距离是1.8米,桩的直径和长度为0.4米、13米。
从地质结构角度分析,盾构下穿高铁路基的施工项目位于渭河冲击平原中部,地面平整度非常高,几乎没有高山沟壑,地下水大部分集中在第四系砂土层结构中,水位高程区间是379.5-393.1m。
(二)高铁变形沉降控制标准盾构下穿高铁路基沉降控制是一项复杂的系统性工程,其内容如下所示:1)在研究道床的沉降控制时,应该重点研究沉降总量、沉降速度等参数指标;2)在研究轨道的沉降控制时,应该重点研究轨道方向、高低、扭曲变形等诸多参数指标;3)在研究道床——轨道的沉降控制时,应该重点研究道床和轨道的剥离控制规范。
参考《城市轨道交通工程监测技术规范》(GBJ50911-2013)相关规定,盾构下穿高铁路基的沉降幅度应该控制在20mm以内,要充分满足高铁路基的稳定性,保证高铁行驶的稳定性,防止盾构施工对高铁运行安全造成不利影响。
铁路路基沉降问题及其控制措施分析
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高程,防范路基沉降,因而路基只需要符合强度方面的要 求就可以了。
2. 高速铁路沉降控制标准 高速铁路对路基工后沉降具有严格的标准。由于无碴 轨道修缮具有较高的难度,因而后期病害处理的费用很高。 路基出现变形或损坏现象,会对将轨面高程产生作用,其 沉降控制标准相对更高一些。路基工后沉降的最大值仅仅 为 15mm,如果不能低于这一数值,就无法调整到所需 要的轨面高程。而且,过渡段的差异沉降不得达到 5mm 以上,由于沉降所导致的折角不得达到千分之一以上。对 于有碴轨道高速铁路而言,因为列车的行驶速度很快,会 对轮轨造成较强的作用力,此时就会导致路基变形现象, 从而要求时常对其进行养护。在这种情况下,高速铁路有 碴轨道路基的设计也应当符合特定的控制要求。
一、铁路路基沉降变形控制的必要性 路基沉降问题长期是我国铁路建设过程中的难点之 一,问题往往集中在软土地基上的路堤修筑,由于软土地 基产生水分饱和、剪切强度不足等现象,从而引起了路基 沉降现象。在铁路工程完工之后,往往会对周边地域的建 筑物造成影响。因而,我们应当采取有效手段,防止路基 附近土壤中附加应力累积的不利后果。作为轨道结构和列 车荷载的基础承载体系,路基若产生结构变形,不但会引 起轨道的变形,还可能引发明显的车辆振动现象,甚至造 成重大事故。因而,我们应当采取有效措施,对路基的沉 降变形现象加以密切关注和控制。
技术应用
Tie lu lu ji chen jiang wen ti ji qi kong zhi cuo shi fen xi
铁路路基沉降问题及其控制 措施分析
王海
本文分析了铁路路基沉降变形控制的必要性和控制标 准,探讨了路基沉降的主要原因,并有针对性地提出控制 措施。造成路基沉降的原因包括列车载荷、路堤受重力影 响以及地基问题等。为了有效控制路基沉降,施工企业应 当做好基础勘察工作,针对路基状况采取有效处理措施, 强化对整个施工过程的管理。
路基的沉降控制标准
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路基的沉降控制标准作者:樊庆雅来源:《农村实用科技信息》2008年第03期1、沉降问题的提出我国的高速公路有相当部分达不到设计使用年限,与国外相比有很大的差距。
造成这种现象的原因很多,路基的差异沉降是其中之一。
我国路面设计仅考虑路基的模量,在路面基层弯拉应力的计算中不考虑因路基的差异沉降变形所引起的附加应力,这种计算方法与国外基本相同,但我国的路基与国外差别很大。
我国农村人口占全国的2/3,在高速公路密集的中东部地区,为方便高速路两侧村庄的通行,必须留有一定高度的通道,间距往往只有数百米,为满足纵坡要求,路基高度很难降低,高速公路路基高度一般在2~3M。
在南非、欧洲等高速公路发达地区,公路的视线很好,道路基本上是顺着地形贴着地表走,路基的沉降几乎为零,虽然这可能导致道路的纵坡较大,但国外良好的车况抵消了这种影响,这在南非最典型。
在意大利北部与奥地利等多山国家,多采用架桥或分离式路基,很少有高填方路基。
另外国外以柔性路面居多,柔性路面对路基差异沉降的承受能力明显要高于半刚性基层。
因此在国外不必考虑的因素在我国可能必须加以考虑。
因路基差异沉降引起路面开裂的例子较多,预想性路面对路基模量值很高,但过大的工后沉降引起了路面十多处开裂,所以说强度与变形是路基的两个同样重要的控制指标。
我国传统的观念往往将路基视为简单的土石方工程,这在低级路面时代问题不大,但对高速公路这种观念将带来严重的后果,路基是路面的基础,服务于路面,可以说是路面的一个组成部分。
2、我国路基的沉降控制标准路基的沉降指标主要有:总沉降量、沉降速率、差异沉降率。
所谓差异沉降率是指道路任意两点间在单位时间内的沉降差值与这两点间的距离之比。
我国路基设计规范对软土地区路基变形的控制是彩工后总沉降量(对高速公路则是通车后15年内的总沉降量),即对一般路段的工后沉降量不大于30cm,涵洞、箱涵、通道处不大于20cm,桥台与路堤相邻不大于10cm。
从已建高速公路的调查分析,彩总沉降量指标并不能完全消除路面的开裂,在一些鸡爪沟地形的山区,路基的总沉降量也许不大,但其差异沉降率较大引起了路面的开裂,在软土地区也因路基的差异沉降率过大而引起路面开裂与波浪起伏,因此对于路基的变开控制除采用总沉降量外还应考虑采用差异沉降率控制。
高填方路基沉降变形分析及其控制标准研究
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高填方路基沉降变形分析及其控制标准研究发表时间:2018-09-14T11:22:45.957Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第12期作者:朱福庆[导读] 高速公路在建设过程中难免会遇到高填方路段,高填方路基在施工过程中会出现不同程度的不均匀沉降。
北京市市政四建设工程有限责任公司北京市 100032摘要:在我国很多公路工程施工中,由于受到地质地貌等条件的限制,路基开挖量比较多,为了节约土地资源,改善生态环境,高填方路基施工越来越常见。
在高填方路基施工中,路基沉降控制至关重要,通过对高填方路基沉降变形规律进行详细分析,并采取有效的路基沉降控制技术,能够有效提升施工质量。
因此,对高填方路基沉降变形以及控制办法进行详细探究意义重大。
关键词:高填方路基;沉降变形;控制标准1导言高速公路在建设过程中难免会遇到高填方路段,高填方路基在施工过程中会出现不同程度的不均匀沉降,沉降的发展过程是一个与时间和空间有关的多维问题,了解路基沉降的动态过程以及精准的预测沉降发展的走势对施工质量和施工安全有着重要意义。
文章结合实例分析针对高填方路基沉降变形分析及其控制标准进行了分析,以供借鉴。
2高填方路基沉降变形机理在天然土体中,很多矿物颗粒组成骨架结构,在骨架结构孔隙中有水和气充填,形成三相体系。
饱和土体主要是由土颗粒以及水组成的,在土颗粒之间有胶结物,形成土骨架。
当土体受到外荷载作用时,孔隙中的水能够承担部分荷载,即孔隙水压力,另外还有部分外荷载由土骨架承担,即有效应力,“有效”指的是能够有效引起压缩,并产生土体强度。
孔隙水压可以分为静水压力和超孔隙水压力,其中,静水压力指的是在施加外荷载之前地基中就有的压力,而超孔隙水压力指的是由外荷载所增加的孔隙水压力。
地基总应力是由有效应力以及孔隙压力组成的,土体中土颗粒的压缩性比较小,一般忽略不计,可以认为土体变形主要是由孔隙体积变小、颗粒重新排列以及骨架发生错动所造成的。
公路路基施工质量控制综述
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公路路基施工质量控制综述摘要:本文首先分析了公路路基施工技术的现状及公路路基施工质量控制要点,然后阐述了路基施工质量控制方法。
关键词:公路;路基施工;质量控制中图分类号:x734 文献标识码:a 文章编号:1.公路路基施工技术的现状分析1.1公路路基施工技术在公路路基施工过程中,首先需要充分考虑项目施工对周围的建筑以及居民的日常生活的影响,因此一般需要对工期的长短进行适当的调整,以此来减少对居民生活产生的影响。
其次就是要在确保路基的稳定性的基础上,加强对周围建筑物群产生的影响。
因此,一般在开挖时都需要重新建立排水系统,减少地表水对周围建筑物以及路基产生的影响。
1.2软土地基施工技术在公路工程施工过程中,经常会遇到软土地基,由于软土地基具有较高的含水量,而且承载能力低、具有较强的压缩性,因此针对软土路基施工时,经常是采用抛石挤淤、砂砾换填、强夯等方法,以此来达到提高软土路基稳定性和承载能力。
我国公路工程在软土地基的施工方面还不够完善,这也是我国公路工程中的一个薄弱环节。
2.公路路基施工质量控制要点(1)填土的选择:若回填土质不良,即使松铺厚度适中,碾压合乎规范也很难达到压实度标准。
因此对回填土应经过试验,回填过程中必须分层压实。
(2)含水量控制:土体只有在最佳含水量时才能达到密实度要求,因此在压实过程中必须随时测定土体的含水量,含水量过大则应采取晾晒风干到最佳含水量之后再进行碾压,含水量过小则应采取洒水湿润及补水的方法。
施工中应连续作业,减少雨淋,暴晒,防止土体含水量发生较大变化。
(3)压实机具选择:土层填土厚度一般为30cm为宜,应尽可能采用重型机具进行施工。
对同一土体来说采用轻型压实所得出的最大干密度较采用重型压实得到的最大干密度小,而其最佳含水量较采用重型压实的大,随着吨位加大其压实效果可以增加,从而提高路基的回弹模量。
(4)松铺厚控制:压实土层的密度随深度递减,其距表面5cm 的密实度最高,若压实机械吨位较大则松铺厚度可适当加大,反之则相应减少。
地基基础沉降观测方法综述
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3、不动杆法
目前采用该法进行土体深层(分层)沉降观测的只有滑动电阻式分层沉降仪,其原理与表层沉降类似,即在观测点位置钻孔埋人刚度较大的不动杆,杆下端插入硬层(N大于40),上端引出地面(或海底面),所不同的是将沉降仪直接下放到钻孔预定高程,然后通过油压装置打开爪子伸人土中,以保证沉降仪与土同步沉降。
五、其他方法
对于实测沉降范围很小、观测精度要求较高的试验工程,例如地基载荷试验,一般采用架设观测梁,利用百分表直接进行沉降观测,精度可达0.01mm。对于视野开阔、测量精度要求不高的地基沉降,如软基加固、公路路基、桥墩等,可以采用设置临时基准点,利用水准仪进行观测,观测精度为±1.0mm对于一些难以采用水准仪进行观测且对沉降精度要求较低的海上工程,可以采用GPS全球定位系统进行沉降观测。测量精度受天气影响较大,如在相同天气情况下进行观测,精度可控制在±5cm范围内,然后采用曲线拟合法消除沉降的正常波动。
①目测法
在不动杆上做好标尺,直接读出沉降盘与标尺之间的相对垂直位移。该法精度可达±1mm,适合于陆上回填、堆载预压等引起的地基表层沉降。
②滑动电阻式
该测量装置是将不动杆与沉降盘的机械变位转换成电阻值,通过导线引出进行观测,精度可达到±0.1mm。不同型号的沉降仪量程不同,选型时应估计可能出现的最大沉降。
随着高精度压力传感器研制成功并投入使用,另一种改进的做法是采用大量程、高精度的振弦式压力传感器测量测点相对基准液面的液体压强的变化,从而得出测点的垂直沉降量。如美国基康生产的NA-S1型多点异高静力水准系统。
铁路客运专线路基沉降控制方案
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铁路客运专线路基沉降控制方案1.施工方案⑴路基工程施工应按设计要求进行地基沉降、侧向位移等动态观测。
路基上铺设轨道前,应对路基变形进行系统评估,确保路基变形符合设计要求。
⑵路堤开始填筑后,应对路基沉降进行系统观测,沉降观测资料应及时整理、汇总分析。
路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期。
观测数据不足以评估或工后沉降评估不满足设计要求时,应延长观测期或采取必要的加速或控制沉降的措施。
⑶路基工后沉降应符合下列规定:设计行车速度250km/h路基工后沉降一般地段不应大于10cm,桥台台尾过渡段不应大于5cm,沉降速率不应大于3cm/年。
⑷为了保证路基填筑过程中的安全,在采用排水固结加固的软土地基上填筑路堤时,应控制填筑速率。
其控制标准为:路堤中心地面沉降速率不应大于10mm/昼夜,坡脚水平位移速率不应大于5mm/昼夜。
⑸观测基桩应按设计要求设于不受施工影响的稳定地基内,并定期进行复核校正。
观测装置及观测桩应埋设稳定、牢固,施工中应保护好观测基桩、观测装置和观测桩。
⑹沉降水准测量的重复精度不低于±1mm,读数取位至0.1mm;剖面沉降观测的重复精度不低于±4mm/30m。
路基沉降观测频次应符合表1的规定,环境条件发生变化或数据异常时应及时加密观测频次。
①变形观测应按照设计要求布置测点,每个观测段落至少应有2个工作基点,形成附合或闭合水准线路。
②观测装置的设置应符合下列规定:A.边桩的埋置深度一般地区不宜小于 1.4m,冻胀土地区应埋入冻结深度以下不少于0.5m,桩顶露出地面的高度不应大于10cm。
埋设桩的周围应回填密实,桩周上部50cm用混凝土浇筑固定,确保边桩埋置稳固。
边桩应按二等水准标准测量边桩坐标及桩顶高程作为初始读数。
B.沉降观测桩应待基床表层级配碎石施工完成后埋设,桩周用水泥砂浆浇筑固定。
沉降观测桩应按二等水准标准测量粧顶高程作为初始读数。
C.沉降板埋设位置采用全站仪定位,埋设处宜垫砂找平,埋设时保证测杆与水平面垂直。
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路基的沉降控制标准[综述]
1、沉降问题的提出
我国的高速公路有相当部分达不到设计使用年限,与国外相比有很大的差距。
造成这种现象的原因很多,路基的差异沉降是其中之一。
我国路面设计仅考虑路基的模量,在路面基层弯拉应力的计算中不考虑因路基的差异沉降变形所引起的附加应力,这种计算方法与国外基本相同,但我国的路基与国外差别很大。
我国农村人口占全国的2/3,在高速公路密集的中东部地区,为方便高速路两侧村庄的通行,必须留有一定高度的通道,间距往往只有数百米,为满足纵坡要求,路基高度很难降低,高速公路路基高度一般在2~3M。
在南非、欧洲等高速公路发达地区,公路的视线很好,道路基本上是顺着地形贴着地表走,路基的沉降几乎为零,虽然这可能导致道路的纵坡较大,但国外良好的车况抵消了这种影响,这在南非最典型。
在意大利北部与奥地利等多山国家,多采用架桥或分离式路基,很少有高填方路基。
另外国外以柔性路面居多,柔性路面对路基差异沉降的承受能力明显要高于半刚性基层。
因此在国外不必考虑的因素在我国可能必须加以考虑。
因路基差异沉降引起路面开裂的例子较多,预想性路面对路基模量值很高,但过大的工后沉降引起了路面十多处开裂,所以说强度与变形是路基的两个同样重要的控制指标。
我国传统的观念往往将路基视为简单的土石方工程,这在低级路面时代问题不大,但对高速公路这种观念将带来严重的后果,路基是路面的基础,服务于路面,可以说是路面的一个组成部分。
2、我国路基的沉降控制标准
路基的沉降指标主要有:总沉降量、沉降速率、差异沉降率。
所谓差异沉降率是指道路任意两点间在单位时间内的沉降差值与这两点间的距离之比。
我国路基设计规范对软土地区路基变形的控制是彩工后总沉降量(对高速公路则是通车后15年内的总沉降量),即对一般路段的工后沉降量不大于30cm,涵洞、箱涵、通道处不大于20cm,桥台与路堤相邻不大于10cm。
从已建高速公路的调查分析,彩总沉降量指标并不能完全消除路面的开裂,在一些鸡爪沟地形的山区,路基的总沉降量也许不大,但其差异沉降率较大引起了路面的开裂,在软土地区也因路基的差异沉降率过大而引起路面开裂与波浪起伏,因此对于路基的变开控制除采用总沉降量外还应考虑采用差异沉降率控制。
总沉降量、沉降速率、差异沉降率这三者之间有一定的相关性,但并不完全呈对应关系,总沉降量小并不意味着沉降速率或差异沉降率小,反之亦然。
3、沉降控制标准的确定
对于路基的沉降控制标准,主要从如下3个方面进行探索。
3.1工程经验的总结
交通部公路科研所对太旧路进行全面调查后认为两点间的差异沉降率应控制在0.6%以内,超过此值则有可能引起路面开裂。
我国东部沿海地区的许多高速公路存在软土地基,软基深,路基沉降量大,时间长。
为了确保新铺筑的路面不因路基沉降而引起开裂,我国各条
公路根据实际情况确定了相应的控制标准,如:京津塘高速公路在沉降速率达到8mm/月时卸去预压土,开始路面结构层施工;连徐、福宁高速公路确定的沉降速率为5ma/月;沪宁高速公路以路床顶面作为预压计算高度,在沉降速率达到5am/月时卸预压土做底基层和基层,在基层铺上后继续预压,待沉降速率达到3mm/月时铺面层。
可以说,这些数值是综合各种影响因素的经验总结。
3.2理论计算
我国学者从分析的角度提出了相应的控制值,其基本思路是:假定路面与基层间完全连续,路基与基层间滑支,采用弹性层状体系理论,材料采用线性本构关系,数值计算出基层底面的附加弯拉应力,弯拉应力包括两部分:一是因路基差异沉降引起的路面附加应力,二是汽车荷载产生的应力,两者之和为基层底面的应力值。
由于沥青面层的容许弯拉应力大于半刚性基层,帮以基层底面的容许沉降控制值。
相关研究成果表明,路基的差异沉降率应控制在0.5%左右,当然路基沉降曲线与汽车荷载的不同计算结果会有差异。
3.3室内模型试验
室内模型试验可以精确控制和测量各点灼位移量,但模型试验的尺寸通常较小,模量尺寸效应明显。
除采用ALF(加速加载试验机)外,还难以很好地模拟汽车荷载的作用,与实际外界影响因素也有很大的不同,因此,室内试验主要是研究路面的变形规律与破坏机理。
综上所述,我国对于路基的差异沉降率应控制在5%~6%间才能避免路面的开裂。
4、路基的沉降机理与计算
我国对路基土的变形规律与影响因素等进行了初步的研究,但这方面的成果报道尚不多见。
不同的路基填料的沉降机理不同,对于填石路堤、碎石土路堤等是材料本身压缩变形还是细小颗粒在水等外界因素作用下发生移动所致目前尚无定论,对于南方高液限土等高含水量路基土的变形规律、长期性能等缺乏研究,相同密度的不同路基土沉降量有很大的差别。
对于路基差异沉降率的计算,由于填料的多样性导致计算模型不确定、计算参数的离散性较大,加之地形、地质情况、降水等的差异目前不难以提出可靠实用的经验公式,多依赖有限元等数值计算手段,这不利于工程技术人员的掌握应用,也影响了我国相关规范对路基差异沉降率的要求。
5、建议措施
1路基设计除强调沉降量控制外,尚应重视差异沉降率的控制,提倡路基均匀化设计的理念,尤其是有沟谷型软基的山区高速公路,当差异沉降率超过控制值时应进行必要的技术处置。
2我国相关单位通过部分高速公路的调查和理论的计算提出了路基差异沉降控制值,但是这只是初步的结论,今后应加强路基路面的相互作用与变形协调方面的研究,改变将路基视为简单的土石方工程的观念,进行路基路面的综合设计。
(3)加强尤其是潮湿多雨地区路基的沉降机理和长期性能方面的研究,以便提出可靠实用的计算方法与公式。