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公路换填计算(一)
材料换填处理公路软基施工实例分析
材料换填处理公路软基施工实例分析
摘要：软土地基需要结果物理、化学的方法进行处理,才能保证公路路基的质量。主要的处理方法有：换填法、排水固结法、轻型填方施工法和复合地基处理法等。本文对公路软地段挡墙工程的软土地基处理进行全面地介绍和总结，分析了换填法是公路软土地基处理工程中的应用，为今后公路软土地基处理提供有益的借鉴。
关键词：软土地基；材料换填；换土垫层法；砂质粉土
当岩溶地基因风化作用而使其承载力、变形或由于表层沟壑不平满足不了建筑物的要求，而风化层厚度又不大时，将基础底面下处理范围内不良土层全部挖去，然后分层换填强度较大的砂碎石、素土、灰土、矿渣或其他性能稳定的材料，并压实，这种方法即为换填法。
换土垫层法在岩溶风化严重或岩溶红粘土地基中比较实用。如图1。
（1）提高地基承载力。承载力与地基下土层的抗剪强度有关。砂、碎石等填筑材料抗剪强度较软弱土层高，因此可提高地基承载力。
（2）减小沉降量。一般来说，地基中浅层部分的沉降量占总沉降量比重较大，换填后可减小这部分沉降；另外由于换填材料对应力的扩散作用，可以使作用在下卧层的压力减小，从而减少下卧层的沉降。
（3）加速软弱土层的排水固结。不透水基础或透水性差的路堤直接与软弱土层相接触，在荷载作用下，使软弱土层不易固结，形成较大的孔隙水压力，可能导致由于地基强度降低而发生塑性破坏的危险。而砂石等垫层材料透水性大，排水良好，可迅速消散孔隙水压力，加速其下软弱土层的固结和强度的提高。
（4）防止冻涨。由于粗颗粒垫层孔隙率大，不易产生毛细管现象，因此可以防止寒冷地区地基土发生冻胀现象。此时砂垫层底面应满足当地冻结深度的要求。
（5）消除膨胀土的胀缩作用。在各类工程中，垫层所起的主要作用有时也是不同的。对膨胀土地基而言则主要消除膨胀土的胀缩作用。
1、 设计计算
实践表明，不同换填材料的承载力和沉降基本相同，可近似按砂垫层的
公路换填计算(二)
公路路基换填天然砂砾施工技术实践
【公路换填计算】
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公路路基换填天然砂砾施工技术实践
作者：台利新
来源：《科技创新与应用》2014年第08期
摘 要：通过对公路施工案例的调查和分析，针对该公路路基存在低填浅挖路段，同时在完成路基表面清理工作以后需要对公路的路基进行压实，因为含水量比较大，在填充基地之前的压实工作并不能满足相关要求，所以我们需要对公路路基采取换填天然砂砾的方法，详细地探讨该公路路基换填施工技术，为同行提供参考借鉴。
关键词：高速公路；公路施工；路基施工；路基换填
1 工程概况
某个公路标段的路线长度为2.31km，所设计的车速为120km/h，全程采取双向6车道连续停车带。这段公路的路基宽度设定为34.5m。因为这段公路的部分路基属于低填浅挖段，路基也是用粉质粘土来进行填充，在路基表面清理工作完成以后，对其进行填充前的压实工作。因为该路段的含水量比较大，所以在基底填充前对其进行压实的压实度并不能满足规范的要求，所以需要对这个路段50厘米以下的范围内的土采用天然砂砾进行更换和填充。
2 确定施工参数
施工参数的确定可以说是公路路基换填的基本工作，也是必经环节。分层厚度的确定在一定程度上取决于设计的要求，同时要遵循相关技术规范的要求；松铺系数的选择则在于分层的确立，并且需要进行相应的实验检测工作；碾压遍数主要是路基的清表工作，总体上必须严格按照碾压原则，在具体的操作上需要遵照施工情况，在这个过程中同样要做好记录工作。当三个方面的工作完成以后，公路路基换填工作才能有效的开展，需要注意的是施工的参数也是保证施工质量的前提条件，要给予足够的重视。
2.1 分层厚度
本路段对于地基处理的厚度设定为50厘米，但是因为该路段的含水量比较大，所以在施工过程中使用一层填筑的方式，如果这种方式不能满足规定的要求，我们再考虑使用分层换填的方式进行，根据《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006）中第6.3.4条要求，为了方式因为骨料颗粒较大影响路面压实度，所以要求分层的厚度应当小于二倍最大骨料粒径，此路段的分层厚度需要保持在25厘米左右。
2.2 松铺系数
公路换填计算(三)
一级公路路基换填施工技术探讨
一级公路路基换填施工技术探讨
摘要：一条道路的路基质量如果存在问题，那么公路的质量就无法得到保障。因此，路基工程对于公路而言是非常重要的施工部位。为了能保证公路路基的施工质量，使其满足相关规范技术要求和使用功能，加强对其路基施工技术的研究则显得十分必要。本文笔者立足于实际对一级公路路基换填施工技术进行了分析，以期为相关人士提供帮助。
关键词：一级公路；路基施工；换填【公路换填计算】
引言
路基在公路建设中占据着非常重要的地位，其对于公路整体的平稳运行和工程的质量有着很大的影响，为了确保公路建设质量，一定要提高其施工技术水平，并综合提升施工现场的管理。公路建设中，路基换填施工技术也是很重要的一环，本文则结合自身经验，对其进行详细的分析。
一、工程概况
某公路工程地处固原地区，地形复杂多变，地势高低起伏变化很大。本工程的设计是按照一级公路标准执行的，路面是四车道，设计行车速度为80 km/h。本工程在建设的时候，因为四周地理环境非常严峻，施工过程中需要克服很多难点。【公路换填计算】
二、施工准备技术措施
施工准备是施工建设中的重要保障。在施工的准备阶段首先得对施工方案及其施工图纸的设计进行确定，除此之外，还要保证备齐施工所需要的工具，确保证公路建设可以顺利实施。
1、公路在施工之前，首先需要加强对试验段施工以及施工材料的检查工作，检查过程中必须按照国家相关规定要求执行，等确认检查合格之后，才可以将其运用到本工程施工过程中。
2、依据本公路路基换填施工的具体工艺要求、施工特点、计划要求等，对主要的施工机械进行认真选择，要保证期能够满足现场施工需求。并且施工机械在进入施工现场之前就应该先完成检修工作，同时还要保证期型号与施工计划要求相符。
三、试验段施工
为了能确定出最好的施工工艺参数对本工程进行施工指导，在全段路开始施工之前，应该选区中一定长度的路段进行试验。在试验段内进行路基换填处理的厚度为 80 cm。检测试验段的土层，发现土质有较大的含水量，所以决定运用分
公路换填计算(四)
浅谈大跨径箱涵在库区公路中的应用及计算分析
【摘 要】箱涵广泛应用于库区公路建设，具有适用于软土地基、施工工期短、工程造价低等优点。在地质条件较差和蓄水期限逼近的情况下，利用大跨径箱涵替代小跨径桥梁，可以达到降低成本、满足工期和使用功能要求的效果。箱涵一般视为支承在半无限弹性地基梁上的空间结构，本文利用弹性链杆模拟弹性地基梁对箱涵进行空间结构分析，供设计和施工参考。 【关键词】大跨径箱涵；库区公路；半无限弹性地基梁；弹性链杆
0 引言
库区公路通常为低等级环山公路，沿线区域水量充沛，流量较大的自然冲沟和小跨度河流较多，因此，需要设置的小跨径桥梁也相应较多。若遇到地质条件较差如断层发育、岩体破碎、软土地基等情况，一般采用加大孔径、增加桥孔、增设或者加长桩基的做法，从而导致工程成本的增加以及工期的拖延。大跨径箱涵对地基承载力要求不高，有充足的过流能力，施工工艺简单，工程造价较低，在地质条件较差和蓄水期限逼近的情况下，利用大跨径箱涵替代小跨径桥梁，可以达到降低成本、满足工期和使用功能要求的效果。
国内跨径5m以下的箱涵通常可以套用《钢筋混凝土箱涵通用图》，跨径5m以上的箱涵需要根据实际条件自行计算和设计。箱涵的计算模型一般简化为整体闭合式框架结构，横向宽度取1m。箱涵计算的难点在于其底板支撑在半无限弹性地基梁上，采用弹性力学和理论力学进行手算十分复杂。随着计算机的普及和发展，利用有限元软件进行箱涵结构分析具有精度高、速度快等优点。箱涵的有限元分析关键在于边界条件的正确模拟，以往为计算简化，把箱涵底板两端视为刚性支撑在地基上，这种计算方法偏不安全，与实际受力状况偏差较大。本文结合实际地质条件，借助于有限元分析软件MIDAS civil 2011，将弹性地基梁模拟成多点支撑的弹性链杆，对箱涵进行整体框架分析，这样的分析结果更加接近实际受力状况，根据其结果进行结构及配筋设计的箱涵更为合理经济。
1 工程应用
箱涵以其独特的优点广泛应用于公路建设中，大跨径箱涵在库区公路中应用较为常见，一般是替代实施难度大、工程造价高的小跨径桥梁。下面简单介绍库区公路建设过程中大跨径箱涵替代小跨径桥梁常见的几种情况。
1）现场实施时发现原设计小桥墩、台基础地质条件较差，若全桥增设或加长桩基，会导致原设计造价大幅增加，采用大跨径箱涵则可以大大降低造价。小桥取消后，路基大多为高填方路基，采用其他形式的涵洞对地基承载能力要求较高，而采用箱涵可有效减少对地基承载力的要求，更加适用于现场实际情况。
2）当小桥跨越的溪沟为泥石流沟时，受泥石流冲刷后的地基通常为软土地基，不宜作为桥梁的基础，同时泥石流爆发容易对桥梁造成破坏，导致桥梁的加固和维护成本提高。大跨径箱涵不但适用于软土地基，并且由于其整体性好，受泥石流冲刷时的损坏较小，而且受泥石流破坏后的加固和维护成本也相对较低。
3）库区公路建设受电站下闸蓄水期限影响，建设工期一般比较紧张，而控制进度的大多为桥梁工程。对于蓄水在即，尤其是下部基础难以在蓄水前完成的小桥，可以考虑用大跨径箱涵替代，因为箱涵的施工工艺成熟、施工难度低、施工周期短，这样就避免了桥梁基础的水下施工，同时也满足建设工期的要求。
2 实例计算
2.1 工程概况
某库区一复建公路在某一桩号处原设计为单跨拱桥，由于横跨泥石流沟沟口，两侧为高填方路基，且为浸水路基，路基稳定性相对较差。为降低施工难度，满足工程进度以及后期维护等方面的要求，经综合考虑，将原方案的拱桥改为8m×3m的箱涵。涵洞布置图如图1所示。
2.2 结构受力
箱涵主体结构尺寸：箱涵的净跨径为8m，侧墙净高为3m。箱涵的顶板、底板、侧墙厚度均取为700mm，梁端的加腋构造为200mm×200mm倒角。箱涵底部分别设10cmC30砼垫层和1m厚砂砾石换填层。
结构计算的基本假设：（1）箱涵及两侧路段为同一匀质地质条件，不考虑地基土的不均匀沉降；（2）箱涵侧墙所受的水平土压力为主动土压力，墙背光滑。简化后结构受力图示意图如图2。
图2 箱涵受力示意图（单位：mm）
2.3 计算分析
荷载作用：涵身所受荷载一般包括涵身自重、顶板的填土压力、侧墙的水平土压力以及汽车荷载。对于本例，汽车荷载取公路-Ⅱ级，并计入冲击力，汽车荷载等效土压力按车轮外边缘45°扩散作用。
边界条件模拟：箱涵一般视为支撑在半无限弹性地基梁上，而目前有限元分析软件尚未能准确地模拟弹性地基梁，本文利用弹性链杆来模拟。链杆的支承刚度根据JTG D63-2007《公路桥涵地基与基础设计规范》中的相关规定确定，链杆的竖向抗力系数C0=m0×h，m0由箱涵基础所处岩石类别确定，结合实际地质条件本例m0取3×104 kN/m4。综上所述，本文利用MIDAS civil 2011对箱涵进行有限元分析，建模模型见图3。
箱涵所受的荷载作用按承载能力和正常使用两种极限状态自动组合，在最不利的荷载组合下箱涵弯矩包络见图4。
计算表明：抗弯最不利截面分别为顶板跨中正弯矩Md1=2128.4 kN・m，侧墙端部负弯矩Md2=-1888.2 kN・m。在同样条件下，若把箱涵底板两端视为刚性支撑在地基上，则计算得到的抗弯最不利截面分别为顶板跨中正弯矩M′d1=1890.0 kN・m，顶板端部负弯矩M′d2=-1875.2 kN・m，控制截面计算内力值偏差达12.6%，这种偏差值随着跨径的增大而增加，因此基于把箱涵底板两端视为刚性支撑在基础上的计算结果是偏不安全的。
研究发现，箱涵内力会随着的弹性链杆支承刚度的变化而变化，本文取箱涵顶板跨中正弯矩、底板跨中负弯矩、底板端部正弯矩为研究对象，链杆的竖向抗力系数由3×10 kN/m4变化到3×106 kN/m4，在同一荷载组合作用下，计算结果如下图5所示。
图3 箱涵建模模型
图4 箱涵弯矩包络图（单位：kN・m）
图5 箱涵内力随链杆竖向抗力系数变化
图中可以看出顶板跨中正弯矩基本不受链杆的竖向抗力系数变化的影响，而底板的端部和跨中弯矩值在链杆的竖向抗力系数m0达到3×103 kN/m4之后，继续增大m0，变化很明显，同时也说明随着链杆的竖向抗力系数提高，箱涵受力越良好。
3 结语
本文简单介绍了大跨径箱涵在库区公路建设中的应用情况，在小跨径桥梁实施困难、工程造价高的情况下，通过替代小跨径桥梁体现了大跨径箱涵的地质条件要求不高、施工工期短、工程造价低等优点。但大跨径箱涵应用也有其局限性，对于覆土高度较高的箱涵，箱涵一般比较长，造价偏高，在同等条件下做桥可能会更经济，因此需要根据情况确定做桥或箱涵。
箱涵一般视为支撑在半无限弹性地基梁上的封闭框架结构，本文通过计算对比箱涵底板刚性支撑在地基和用弹性链杆支撑在地基上的两种情况，得出结论前者计算结果偏不安全，后者更接近实际受力状况，同时还研究了箱涵受力随链杆刚度变化而变化的情况。本文是基于地基均匀沉降的假设，实际很难保证这一点，而地基的不均匀沉降使得箱涵受力更为复杂，这一方面值得更深一步的研究。
【参考文献】
[1]JTG/T D65-04-2007 公路涵洞设计细则[S].中华人民共和国交通部发布，2007.
[2]周一勤，吴连勋.地基不均匀沉降对箱涵内力影响的探讨[J].中南公路工程，2002，9.
[3]廖子泗.大跨径箱涵的设计及应用[J].西部交通科技，2006（05）.
[4]罗桂新，郎李斌.浅谈库区公路建设[J].山西建筑，2008，08（24）.
[5]唐红梅.用弹性地基梁法进行沟埋式箱涵的结构计算[J].地下空间，2001，12（05）.
[6]JTG D63-2007 公路桥涵地基与基础设计规范[S].中华人民共和国交通部发布，2007.
[责任编辑：丁艳]
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