某高速公路是国际招标、设计、施工总承包项目,采用法国标准建设,路线长度52.147km,路基宽度33.5m,双向六车道,设计行车速度100km/h。
1工程概况
PK276+052.948~一PK276+432.000段路基长度379.052m,中心最大填高12.3m,左侧最大边坡高度15m,右侧边坡填挖交替。线路沿着一个山脊前进,海拔为880~1100m,相对高差80~~150m,地形在该处起伏较大,山体自然坡度约15°~40°,局部有陡坎,山脊两侧各发育有一条与线路近于平行的沟槽,植被稀疏,交通不便。
根据勘察结果,本段地基土层较厚,主要以含砾黏土、粉质角砾土为主,基岩为泥灰岩。
线路穿行中等地震频率地区,水平加速度系数值A=0.25g。水平Kh=0.5A,竖直Kv=+0.5Kh。
山体坡面顺直,自然排泄条件较好,故仅在降雨时坡面有一定地表水径流,且不易积水,雨后地表水顺着冲沟排泄。排泄速度快,时间短,地表水贫乏。
地表含砾黏性土,透水性相对较好,基岩泥灰岩透水性能差,为相对隔水层,故在土石界面地下水可能相对富集,需注意地下水软化岩土体给工程的危害。勘测期间为旱季,未发现地下水。
2方案选择
本路段基底表面为3~~13m厚的含砾黏土层,为高液限黏土,带有膨胀性,物理力学性能较差,且地面横坡较陡。按坡率法结合采用砂性土填筑时,边坡稳定安全系数较低(1.03),不满足整体稳定性要求,如采用挖除换填,挖填工程量很大;采用悬臂式挡土墙时,最大墙高超过10m,地基承载力较低,需要对含砾黏土进行较大厚度的挖除换填处理,且易产生不均匀沉降;当墙底采用桩基础时,费用较高。经项目组进行技术、经济论证,认为加筋土坡对路堤变形适应性好,当地有进口土工布,材料数量和技术质量均满足要求,施工工期有保障,有较好的经济性,对承包商有利;边坡坡面采用水泥混凝土预制块件防护,在当地有广泛应用。
3.1 计算方法及标准
汽车荷载:20kN/m2。
计算方法:路堤稳定性采用简化 Bishop法计算。
采用法国规范≤>V1/070514,按分项系数法计算路堤内部稳定性,按总体安全系数法计算路堤整体稳定性。计算内部稳定性时要求一般工况下稳定安全系数F≥1,地震工况下稳定安全系数F≥1;计算整体稳定性时要求一般工况下稳定安全系数F≥1.5,地震工况下稳定安全系数F≥1.2。本项目采用法国SETEC公司 TALREN4.0软件进行计算。
国内公路土工合成材料应用技术规范<<.JTGTD32-2012>>按总体安全系数法计算加筋路堤的内部稳定性和外部稳定性,要求一般工况下的稳定安全系数F≥1.35,地震工况下稳定安全系数F≥1.1。
3.2岩土参数
在现场调绘、勘探、测试、室内试验的基础上,结合工程经验确定各层物理力学指标采用值如下表1:
据结全工程经验,选用填料物理力学参数为:γ=20kN/m3、
C=5kPa、φ=35°。
3.3 荷载分项系数
3.4 土体及筋带分项系数
3.5 分析计算结果
选用代表性横断面PK276+232、PK276+252、PK276+292进行计算。
计算结果基本满足要求。4工程措施
边坡分级高度8m,平台宽度2m,边坡坡率1:0.5,边坡坡面采用砼预制块防护。
采用土工布加固,筋带选用聚脂加强筋网的二维(Bidim)无纺土工布,设计抗拉强度T=180kN/m,竖向间距Sv=0.6m。土工布长度上部边坡L=6m,下部边坡L2=10m。加筋体填料为天然砂砾石,加筋体下地基采用挖除含砾黏土和换填天然砂砾石处理,并在底部设碎石盲沟,排除路基渗水和地下水。
5施工重点
(1)在进行地基挖除换填时,基坑内侧渗水。经现场勘察后,在边坡体增设碎石盲沟和在基底台阶面上铺设砂垫层处理。
(2)为方便加筋体施工和美观,采用模板施工。6 结语
在高液限黏土地基上的斜坡路堤,稳定性较差,处理措施不当,很容易造成边坡失稳。本案例采用土工布加固路堤,设计时只清除部分表层黏土,在施工中出现既有边坡失稳,为提高路基稳定性,基本上对表层黏土和泥灰岩全风化层进行全部清除。加筋体一般采用砂性土、碎(砾)石土等摩擦
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