公路工程路基稳定性及影响因素研究

发表时间:2021/8/30   来源:《城镇建设》2021年4卷9期   作者:霍月岗 高春雨 吴继奎
[导读] 近年来,我国的公路工程建设迅速,我国社会经济建设的发展离不开运输行业的推动,
        霍月岗 高春雨 吴继奎
        聊城市公路工程总公司材料供应处
        摘要:近年来,我国的公路工程建设迅速,我国社会经济建设的发展离不开运输行业的推动,从20世纪七八十年代我国刚开始修建高速公路开始到如今高速公路发展现状的经历来看,高速公路历经了艰难的发展过程,同时社会经济发展对公路发展提出了更高的要求。因此保证公路工程路基稳定性是保障社会各行业稳定运营以及提高人们生活质量的重要工程。本文对提高公路工程路基稳定性的作用以及公路工程路基稳定性影响因素展开研究。
        关键词:公路工程;路基稳定性;影响因素研究
        引言
        路基边坡稳定性是确保公路项目施工进度和安全运营的关键因素之一。公路边坡稳定性易受到地形地貌、施工技术等因素影响,尤其是山区公路,往往会遇到较大规模的高填深挖,改变原有的地质条件,可能导致滑坡、坍塌等地质灾害,从而导致严重的经济损失及不良的社会影响。选择经济、合理、可行的边坡防护措施,已经成为工程技术人员需要解决的重要问题。目前常用的路基边坡加固方案主要有锚杆(索)框架梁、挡土墙、三维网植草、预应力锚索(杆)、圬工防护等。
        1公路工程路基稳定性的重要意义
        1.1维持路面强度的需要
        只有保障公路工程路基的稳定性,才能使路面强度得到保证。在现在的社会发展中,公路上行驶跑动的车辆已经不再仅仅是以往的小型轿车,在高速、国省干道及环城路都承担着重要的运输任务,货车的数量较多,同时大吨位的货车也较多,所以现在公路承载着更重更频繁的运输荷载。车辆荷载通过路面传递到路基上,因此,车辆荷载及荷载频率的增加无疑对路基的强度及稳定性都提出了更高的要求,这就需要在工程建设时就采取必要的措施,保证路基强度及稳定性,为路面提供有力的支撑,保证路面正常工作。
        1.2保证路面稳定的需要
        在所有的道路施工工程中,防水性能一直都是非常重要的重要建设因素,如果公路在建设中不考虑防水性能,会在日后的使用中留下很大的隐患,例如道路的排水与防水功能不良时,在长时间暴雨侵蚀或大量积水不能排出的情况下,会造成路基处于被水浸泡的状态,必然会影响路基的稳定性,甚至造成路基的破坏,从而导致在车辆荷载下造成路面的破坏,从而影响道路交通安全,甚至很可能造成严重车祸。而在进行公路工程的施工时,如果能选用合适的填筑材料,同时严格保证路基路面压实施工的质量,最大限度地减少路基路面填筑材料之间的空隙,可以使路基路面达到一定程度的防水性能,增强公路路面的稳定性。
        2极限平衡分析法
        极限平衡法是公路项目中应用最广泛的一种路基边坡计算方法,一般假设路基边坡的潜在滑动面为直线或圆弧形,并根据边坡边界条件,对可能出现滑坡的若干个滑动面进行力学分析,建立土体强度和作用荷载之间的平衡条件,给出相应的安全系数。极限平衡法不能考虑岩土体的应力历史、加载-卸载过程等,但其计算方法简便、计算结果可靠。
        2.1瑞典圆弧法
        瑞典条分法是假定土质路基边坡潜在滑动面为圆弧形,而分析岩体边坡稳定性时,必须是破碎或松散岩体才具备可行性,主要原因在于完整岩体边坡的滑动面往往是折线形,与瑞典圆弧法的理论矛盾。
        2.2毕普肖法
        毕普肖法是对瑞典圆弧法的一种改进,同样适用于滑动面为圆弧的土质边坡。该方法是将滑坡体划分成多个宽度相同的垂直条块,并以滑动圆弧的圆心为力矩中心点,计算得到抗滑力矩与下滑力矩的比值即为边坡安全系数。


        3提高公路工程路基稳定性的措施
        3.1严格控制路基密实度
        路基密实度对于工程质量的重要性不言而喻,为了保证施工符合标准,使其在投入使用后不会因为上负荷载产生不均匀沉降,通常需要注意土石料含水量。根据土壤性质调整其土壤含水量,使其达到最优含水量以保证土壤达到最大密实度。同时应选择合理的压实机,一般而言,选择重型压路机通常能取得较好的压实效果。如果土层较厚通常选择分层压实的方法,以小于等于30cm为宜,在保证每一分层压实度的条件下,对土层进行压实处理可取得最优压实效果。
        3.2科学选择施工填料
        对于公路工程路基稳定性的质量保证,要确保在进行路基建造时相应材料的使用要合格,在对过渡路面的材料选择方面要选择材料合适不存在泥块或者其他有机物的填充材料。其次,对于材料的后期配置方面也要做到合理的配置工作,材料的含水方面要合适,要使含水量的标准在桥梁的材料标准以及路面的标准之间,取得最佳的调制方案。其次,对于过渡路面的施工过程中,也要及时地对相应的材料进行取样的测定,确保其中的含水量是合格的,如果测得含水量过多,就要进行现场对材料的处理,添加相应的含水较少的物料去进行中和,使其达到相应的标准。
        3.3机械夯实法的利用
        机械夯实法就是用机械对公路整个软土进行挤压,而提到的这种机械,就是常见的压路机。压路机行驶在处理好的公路上,对整个软土路基进行挤压,将其中所存在的缝隙不断压缩,降到最低值。这样,在一定程度上,能够有效地提升整个路基的承压能力。但是该方法具有一定的缺陷,采用压路机可能会耗费大量的时间,因为不能保证通过简单的几次就能够将整个路基的空隙压缩到最小,因此可能加长时间的消耗。同时还需要专业的压路机使用者,因为压路机一旦存在不当的使用,比如压坏了部分路基,或者压的表层不均匀,那么就是对于整个路基的损害。
        3.4做好公路工程养护
        针对影响高速公路路基稳定性的因素,现阶段我国不仅要采用先进的技术进行路基稳定性建造,还需要注重公路工程的养护。高速公路的工程养护主要是针对作用于公路上车辆的垂直力、水平力、动压力、压力、真空吸力以及水、温度等自然因素进行一定程度上的干预,从而达到延缓寿命的作用。具体的工程养护工作需要建立在提前发现问题的基础上,因此要定期对路面所存在的问题,例如裂缝问题进行及时的检查,从而进行有效的养护,避免进一步出现沉陷问题导致路基稳定性的降低。具体需要做好一定的管理和监察工作,在这些工作的基础上将养护工作进行到位,避免因养护工作不到位而导致路面问题的出现。
        结语
        (1)边坡稳定性分析方法主要有极限平衡法和数值计算法,前者包括瑞典圆弧法、毕普肖法、SARMA法等,后者包括有限元法、有限差分法、离散元法等;(2)锚杆能传递滑坡推力传递到更深的稳定地层中,使得边坡保持稳定状态,锚杆可视作一个个约束点,为滑坡体提供正压力和上提力。当这些约束点的数目、位置和强度布置合理时,才能够充分发挥锚杆的锚固作用;(3)随着锚杆轴力提高,锚杆地锚固效果变好,安全系数也持续增大,且两者之间基本呈线性正相关关系;(4)当边坡锚杆加固长度大于15m时,边坡安全系数增加很小,当边坡锚杆加固长度大于18m时,边坡稳定性反而降低。因此,从技术和经济两方面来分析,该边坡的锚杆加固长度可取15m。
        参考文献
        [1]陈海.公路高边坡稳定性分析与加固措施研究[J].北方交通,2020(2):79-82.
        [2]杨锡江.岩质边坡稳定性分析理论与锚固设计优化[J].中国公路,2020(5):106-107.
        [3]贾慧光.路堑高边坡锚杆支护方式对边坡稳定性影响研究[J].工程技术研究,2020,5(3):63-64.
        [4]王鹏翔,孙少锐,蒋波,等.南京某山体边坡稳定性评价及其加固措施研究[J].勘察科学技术,2019(6):28-32,51.
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