添加微信好友, 获取更多信息
复制微信号
【项目简称】重庆大足开发建设2023债权资产项目
【产品规模】2亿元,分期发行
✨【付息方式】季度10日付息,到期还本
✨【产品期限】12个月/24个月
✨【起息时间】资金到账日的次日成立计息
✨【年化收益率】
• 一年期(12个月):10万-50万-100万 8.3%-8.5%-8.8%
• 两年期(24个月):10万-50万-100万 8.5%-8.7%-9.0%
新闻资讯:
高速公路交通量不断增加,日渐满足不了社会交通需求,高速公路的扩建成为必要本文通过在高速公路扩建过程中发生的新旧路基沉降,研究其沉降特性、影响因素,并提出建设性意见,为以后的高速公路的扩建工程提供参考
关键词:高速公路,扩建,路基沉降,特性,影响因素 随着我国市场经济的的快速发展,人们驾车出行次数逐年增加,导致高速公路的交通量逐年递增
由于早期修建高速公路时受当时各种条件制约,设计人员对对高速公路的交通量迅猛增长估计不足,一些营运量较大主要干道的高速公路呈现出交通量饱和态势,经常出现严重的拥堵现象
对现有交通量过大的高速公路进行加宽扩建将成为今后公路发展的趋势
对现有高速公路进行改扩建,在我国还是一个新生事物,国内对高速公路拓宽改建工程完成的较少,如何进行改建拓宽没有可以参照的方案和成熟的理论,从设计到施工,没有经验可循,对公路拓宽工程设计、施工规范涉及也不多
1. 高速公路扩建过程中的路基差异沉降及技术现状 高速公路扩建工程中,由于地基处理不当引起的破坏形式主要表现在路堤的差异沉降
通常道路从建设到运营,再到拓宽,往往需要经过很长的时间,经过长时间各种荷载作用,路基下的地基土颗粒骨架之间的气体和水分逐渐扩散排出被荷载作用的地基体系,土颗粒重新排列后形成新的土体骨架,使得地基土颗粒之间变得更加紧密
也就是说道路拓宽施工之前,老路路基的固结沉降、次固结沉降己基本结束,地基几乎不再发生沉降变形
但是拓宽工程一般是双向加宽,在施工时对老路路肩产生扰动,新路基的填筑又会对扰动后的老路路基产生新的附加应力,在应力作用下会产生新的沉降,而新老路基的竖向变形不能保持一致,这就产生了差异沉降
同时,新建路堤的施工对原有结构物的影响也不可忽视,新路基填土超载预压可能会引起路堤两侧的软土地面上升挠曲,这种现象严重时可能会造成现有结构物失稳坍塌;而且新搭接路基土体向老路堤方向的挤压可能引起老路堤的水平移动或倾斜
因此,在对现有高速公路改扩建工程方案分析中,研究发现工程实践中最大的技术难题就是解决新老路基不均匀沉降导致路面纵向开裂和反射裂缝的问题
目前,在我国虽然对已完成的高速公路加宽工程中积累了一些经验,但对在软土地基上拼接新路基时,防止新旧路基不均匀沉降还是没有探索出技术可靠,经济合理的方法能够较好地解决这一问题
很多高速公路改扩建工程因在软土地基处的地基处治效果不佳,通车不久后就出现了沿新旧路基拼接处纵向开裂等病害;同时,对拓宽工程的相关成果大多数是建立在试验的基础之上,缺乏相应的理论支撑,所以,有必要结合实际工程对高速公路拓宽工程中地基变形特性!新老路基拼接处地基处治方法及新老路面衔接等技术问题进行研究,寻求比较合理的解决方法,以减少工后各种病害,为今后道路拓宽改造工程施工提供科学依据,确保工程的设计施工质量
2. 差异沉降的特性分析及影响因素 建筑物基底在附加应力作用下,地基土内各点除了承受土自重引起的自重应力外,还要承受附加应力
在建筑物荷载作用下,基底地基土主要由于压缩而引起的竖向方向的位移称为沉降
一般拓宽路基的沉降分成两个部分,即老路路基的沉降和拓宽路基的沉降
(1)拓宽对差异沉降的影响 拓宽方式分为两种,一种是单侧加宽:差异沉降的增加和拓宽宽度的增加是不同步的
并且,当拓宽宽度较小时,最大沉降发生在新路基路肩边缘处,随着拓宽宽度的增加,路基最大沉降点越靠近道路内侧,且在新路基出现反向横坡,即在新路基出现凹陷,在雨季容易出现雨水积聚,使路面使用功能下降且造成路面水损害
另一种是双侧加宽:与单侧加宽相比,新旧路基的最大差异沉降略有减小
若对于相同的拓宽宽度,双侧加宽能使得加宽路堤重量分配到旧路两侧,将极大地改善新旧路基沉降曲线形态,对路面结构的受力也是有利的
另外,双侧拓宽可以减少拓宽所需土石方量
但是,双侧拓宽也加大了工程的施工难度
(2)土基压缩模量对差异沉降的影响 土基压缩模量对拓宽路基顶面沉降曲线影响极大
首先,土基强度提高速度和沉降减小的速度不成比例,而是存在减速性
当提高相同的强度时,土基越软弱,则对降低沉降的效果越明显,这也从一个侧面反映出对于软弱地基进行处理的必要性
其次,土基在不同强度条件下,拓宽路基最大差异沉降也不同,总体上土基强度越低,拓宽后最大差异沉降越大
再者,土基强度变化时,拓宽路基顶面越远离旧路中心点,沉降变化越明显
(3)沉降计算对差异沉降的影响 高速公路对地基要求甚高,在公路施工过程中,为了控制施工进度,指导后期的施工组织与安排,同时保证路基的稳定与适用,需要对路基的最终沉降量进行计算预测
所以,沉降计算方法也是影响差异沉降的重要因素
不同的计算理论,有不同的衡量标准,由于现实条件的限制,我国还没有相当科学的计算理论体系,只是尽可能科学的计算差异沉降
因此,会造成差异沉降的不同
(4)路基高度对差异沉降的影响 对于拓宽公路,路堤越高,稳定性越差,所产生的不均匀沉降也越严重,填土高度越小,新路基对旧路基的影响越小,旧路基的沉降越小,故沉降曲线前段越平缓;而因为填土高度小,旧路基对新路基的沉降影响作用也较小,旧路基坡脚线与新路基路肩间有相当的距离,沉降曲线受旧路基边坡影响发生渐变的效果不明显,使得沉降曲线后段也比较缓和
3.高速公路扩建路基工程建议 (1)路基稳定性检测 高速公路软土地基沉降量的变化相当复杂,它与设计总沉降量的大小、观测频率、地质条件、地基处理方式、填土速率、填土高度、沉降控制方法以及沉降稳定状态等因素有关
因此需要对施工全过程分阶段确定测量等级
首先,根据施工路段的具体情况,制定详细的沉降观测现场工作要点、工作程序,成立自上而下的沉降观测工作管理体系
其次,详细制定各施工阶段的沉降观测方法、观测精度标准,以及观测数据汇总格式,确保沉降观测数据的精确性和正确性
最后,基准点、工作基准点必须按规范要求制做和埋设,基准点、工作基点和沉降板观测标的保护,要有一个具体措施,确保沉降观测数据的连续性和完整性
(2)确定土基压缩模量 最大差异沉降的增加和土基压缩模量的减小不成反比例
当土基压缩模量减小到一定程度,路基最大差异沉降将急剧增大,工程中对软弱土基进行处理是十分必要的;路基的差异沉降导致的路面应力是很大的,只要路基差异沉降超过临界值,路面衔接部必然会发生开裂现象
因此拓宽工程中应主要针对加宽部分地基以及路基进行处理,而没有必要对路面衔接部进行防裂处理,但应适当进行封水处理
(3)科学的沉降计算理论 不同的计算方法有不同的优缺点,不同的适应范围
在实际工程的沉降计算中,并不单纯地依赖于某一种方法,只有对每一种计算方法的原理、优缺点和计算结果的质量都有了了解之后才能在实际运用的过程中灵活地选择适合的计算方法
目前我们对拓宽后旧路基的差异沉降还没有成熟的理论来计算,而新旧路基的沉降差异主要是对老路路肩开挖后的道路结构体系的平衡被破坏和新路堤填筑后新老路基固结的速度不协调所引起的,而新填路基的沉降有较为成熟的理论计算可以得到解析解基于这种情况的限制,我们将在今后的理论创新中进一步发展
4 结论 随着我国综合实力的提升,针对当前交通业的不断发展,我国立志于将交通建设事业推向一个新的阶段
在不断避免现实障碍的同时,努力学习外国的现今技术,借鉴与创新相结合,走出一条具有“中国特色”的交通建设道路
参考文献: 【1】傅珍.高速公路拓宽工程路基差异沉降及控制技术研究.长安大学博士学位论文,2007. 【2】高捷婷.高速公路路基加宽方案的技术经济比选分析.东北林业大学硕士学位论文,2009. 【3】高翔.高速公路新老路基相互作用分析与处理技术研究.东南大学博士学位论文,2006. 【4】张军辉,软土地基上高速公路加宽变形特性及差异沉降控制标准研究.东南大学博士学位论文,2006. 通过理论分析,寻求到在软土层进行盾构法施工,避免管片上浮的关键性原因,是在地铁建设工程的施工中探索到的一种可靠施工措施,值得提倡
关键词:地铁 盾构法施工措施 笔者在参与杭州地铁工程建设时,A区间隧道盾构法的施工过程中,时常出现拼装好的管片上浮现象,导致隧道轴线高程偏差难以控制,远远超过设计要求(高程偏差的设计要求在±50mm范围内),其最大的偏差值已达到270mm,远远大于设计要求;也大于成型隧道轴线高程偏差±100mm的标准
盾构施工方在掘进30环后,不得不向杭州地铁建设公司呼吁,要求建设方聘请地铁建设工程的行家里手、专家学者来现场把脉诊断、分析原因,寻求解决这一施工难题的办法
在隧道推进的前后两个月里,先后召开了两次专家会议,施工方根据专家意见,采取了相应措施,使管片上浮问题逐渐得到改善
见图一中曲线—1,但在日后的施工中,又会不断出现时好时坏,难以控制,使施工方感到非常困惑,不得其解,只好听凭自然,且超差段只好要求设计方调整设计轴线以适应现状,这给设计造成一种尴尬,也给该条线路留下了终身的缺陷
后来,笔者又参与相邻的一个B区间隧道盾构法施工,B区间隧道与A区间隧道施工有着相同的地质状况,均在④2层和⑥1的土体层中,轴线埋深也相近,B区间隧道轴线比A区间隧道轴线稍微偏深一些,见图二中曲线—2.4
④2层和⑥1层都属于淤泥质粘土层,呈灰色、饱和流塑状,含少量有机质,夹薄层状粉土,且具有高压缩性的特性,物理力学性能较差
在动力作用下,极易造成土体结构破坏,使土体的强度降低
对于相同的地质状况,B区间的隧道施工方为防止管片上浮,刚开始也采取A区间隧道施工方的经验,首先将盾构机头朝下方压低20~30mm,观其上浮情况,略有上浮,其上浮量在10~20mm之间
后来就放弃这一方法,按其常规方法保持盾构机头水平姿态(直线段,不是下坡段),上浮情况得到有效控制,就这样摒弃了A区间隧道的施工经验,一直保持着常规操作方法,控制了管片上浮现象,使掘进轴线在设计规范值之内,见图一中,曲线—3
参建各方对这一现象感到异常奇怪,相同的地质状况,相同类似的盾构机组,均为日本产的盾构机,为什么在B区间施工时,就没有这一顽症的出现,百思不得其解
笔者对于这一问题,作了初步的分析和探究
奉献于同行们共同探索,以解决施工难题,避免不必要的经济损失
笔者认为,出现管片上浮的主要原因是施工措施造成的
A区间隧道施工方(以下简称:A施方)的盾构机在出洞后,就将盾构机的台车机组轨道与电瓶运输车机组的轨道分离,见图三A区间隧道施工分离式结构图,将此种形式称为分离式结构;而B区间隧道施工方的盾构机,出洞后一直保持着盾构机的台车机组轨道与电瓶运输车机组的轨道在同一轨枕平面上,见图四 B区间隧道施工板式结构图,将此种形式称之为板式结构
结构形式的不同导致对管片上浮制约力量也不同
现分析如下: 第一步,将电瓶运输车及出土料车,不在台车机架之间,视为已驶离该区域
这样,在该区域内只有台车机架的本身重量,且A施方盾构机与B施方盾构机为同一类型,可以将它们的机架重量视为相等,它们在原地时对地面重力F1,可以视为相等,见图五,两种结构型式的力学分析图
当管片出现上浮时,两种结构型式对管片上浮制约力F2与 F3,是有很大区别的,板式结构型式的F2要大于分离式结构形式的F3,因为F2的作用是通过轨枕工字钢梁对管壁刚性制约力,远比分离式车架承台对管壁的制约力F3大,同时,随着盾构机的掘进,台车机架向前延伸,板式结构的工字钢轨枕每增一环,便添置一根,通过四根10号工字钢轨将这些轨枕联为一体,成为一个板式结构,则F2对管片上浮制约力不断增强,从B施方开始掘进时有上浮现象,随着盾构机不断向前掘进,板式结构不断向前延伸,上浮现象很快减少至零,可以证实这一分析
第二步,将电瓶车和出土料车处在台车机架之间,在掘进过程中,一般要逗留30~40分钟,这是因为出土工序的需要
这样电瓶车组的自重加在轨枕上产生的分力与台车机架自重在轨枕上产生的分力之和为F2’比第一种分析的分力F2更加大(见图六)
这对板式结构才有此利
而分体式结构自重所产生的分力F3”与F3’,不在同一水平面上,叠加效果远远小于板式结构得到制约力
分离式的电瓶机车轨枕,采用的是50×50等边角钢长度1.0米,紧贴在隧道拱底为嵌入方式安装,产生对管片上浮制约力,远比板式结构小
综合上述分析,板式结构的盾构施工设施,远比分离式结构的盾构施工设施对抗管片上浮作用大,且起着关键性的作用
笔者在上海工作期间曾参与4号线、8号线的地铁建设工程,盾构施工措施也是采用板式结构,没有出现管片上浮现象
在杭州从事地铁建设过程中,也走访了其他区间的盾构施工,采用了板式结构的施工,都没有出现管片上浮的现象
所以笔者认为,在软土层地铁建设过程中,采用盾构法施工的轨枕施工措施,应优先选择板式结构型式
当然,板式结构设施所使用的钢材远比分离式大得多,以百环计算要多用5000㎏的钢材
不过,多耗用的钢材是可以多次反复使用,只不过是第一次的投资费用增大而已
但是,它却能使隧道轴线在有效的控制范围内,这对工程的质量、进度的控制能得到有效的保证,更不会出现让设计部门修改隧道轴线来适应离谱的施工隧道轴线,而造成终身遗憾
所以,笔者认为板式结构的施工措施,在软土层施工中值得提倡
重庆大足开发建设2023债权资产项目