高填石路堤稳定性与沉降规律.研究

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1、1．1概述第一章绪论公路是国民经济的重要基础设施，它承担着经济建设繁重的运输任务。随着我国国民经济的迅速发展，国内公路建设已达到空前的繁荣，尤其是高等级公路的大量兴建，其规模之巨大、发展之迅速以及对新工艺、新技术、新设备的开发和引进之多前所未有。随着我国国民经济的发展，我国公路的设计思想从“走得了”为原则己逐步发展到以“走得好”为基准，对公路的行驶速度、行驶舒适性提出了更高的要求，修建高等级公路成为社会前进的必然趋势。我国公路交通发展规划将逐步完成并不断完善以连接全国重要城市、交通枢纽的国道主干线系统。随着公路设计等级的提高，必然遇到前所来有的一些问题。如过去。当路线跨越深沟或穿过地

2、面物障时，一般能绕过去则尽可能绕过去，那样虽然延长了距离，但是路基修筑对地基的扰动小，荷载也小，避免了路基、地基的稳定性问题。然而对于高等级公路，为了满足线形要求，对上述地段一般都采用高路堤和深路颦通过，这样不仪本身的设计和施工复杂，而且对周围的地质环境带来的扰动也比过去的“盘山”公路大得多。因此，如何确保高路堤和深路堑下的地基及路堤本身的稳定则成为山区高等级公路建设急需解决的关键问题之一。1．1．1课题来源在过去的十年内，我国开展了大规模的公路建设，我国公路交通得到了大力发展。但是，等级公路尤其是高等级公路主要分布在东部和南部经济发达地区，就全国而言公路网结构不合理，，1‘大中西部

3、交通状况还没有得到根本的改善。作为“西部开发战略”计划的一部分，我国将在西部地区修筑公路35万公里。但是我国地势西高东低，中部为丘陵地区，两部地区海拔高，山势险峻。在山区修筑高等级公路，石料必然成为主要筑路材料，因此，要保证高等级公路修筑质量，必须充分认识填石材料的工程性质，深入研究填石路堤施工技术以及路堤的稳定性和沉降规律。，。‘西壮族自治区六寨至水任．级公路是西南出海大通道的重要组成部分，地处云贵高原东南边缘，地势北高南低，属山岭重丘侵蚀地貌，由于长期剥蚀切割作用，使坚硬岩类地段形成险峰陡崖，软石岩类地段形成低山丘陵，山体起伏不平，地势变化大，山势纵横切割，沟谷深邃，边坡陡峭，工

4、程地质条件复杂，挖填方工程十分艰巨。该工程全长97．4公里，路基宽12米，路基填挖方工程量巨大。因此，工程施工过程中将存在如下问题并引起高度重视：①大部分路堤段落填筑高度大：二期工程填筑高度在5～10m段约65483lm3：10～15m段约627788m3：15～20m段约363331m3；20～30m段约306715m3：30～40m段约163255m3，共填方2115920m3。因为全线路堤填筑高度普遍比以往的山区公路高，公路在修筑和运营过程中路堤是否稳定，工程人员很难凭过去的经验判断。②路线经过地区很难找到足够填筑路堤的土质材料，但是有着丰富的石料资源，无论出于投资考虑还是环保

5、因素，选择石料修筑路堤都是必然。③石料做高等级公路路堤的填筑材料，在以往的工程实例、文献和规范中，并没有太多的经验可依循，工程技术管理人员对石料的工程性质不甚了解，对大量采用粒径变化很大的石料填筑路堤存在顾虑，必须采用适当措施对路堤和地基进行观测以掌握填石路堤的沉降压缩和工后沉降规律。④高填方路堤，特别是高填石边坡稳定性计算方法及设计要求在《规范》中没有明确，以前在这方面的研究也不多，因此需在这些方面进行专门研究。路堤沉陷较大或出现不均匀沉降则将导致修筑在其上的基层面层可能在短期内破坏或提前破坏。因此可以说没有稳定路堤，公路就得不到质量保证，就更没有效益可言。相反，如能在技术上克服这

6、些不利因素，发挥其长处，则可以显著降低建设成本，加快工程进度，减少挖方废石料废弃带来对环境的影响。为此，广西交通厅批准了由广1西壮族自治区公路管理局与湖南大学土木工程学院承担的“高路堤施工技术与质量控制研究”科研课题的立项，其中高填石路堤稳定性及沉降规律研究是其重要的研究内容。1．1．2高填石路堤的特点通常，采用普通细粒土修筑的路堤称为“填七路堤”：而采用石料修筑的路堤则称为“填石路堤”。根据《公路路基设计规范》(JTJl3—95)⋯(以下简称《规范》)规定，一般情况认为当路堤填筑高度为12m(碎石、粗砂、中砂为路堤填料)或20m(其他材料)可视为高路堤¨1。与一般路堤比较而言，高路

7、堤具有以下几个特点：①填筑高度大，要求路堤本身具有足够的整体强度和边坡稳定性：②由于高路堤填筑断面面积很大，填筑工程量巨大，路堤的填筑缺陷相对较多，填筑质量保证较为困难：③路堤本身累积沉降大，对路堤单位填筑高度的工后沉降量要求更严格；④高路堤稳定性需专门分析并进行验证。因此在公路工程中高路堤一般较受重视，无论是路堤本身的填料、边坡稳定性都需要在测得相应参数后进行设计和验算，在施工中如果没有相关施工经验还要进行施工监测。1．1．3高填石路堤沉降观测研究由于地