土工格柵在控制斜坡地基上路堤不均勻沉降的效果分析

崔巍

[摘要]隨著我國高速公路建設高潮由平原地區向山區的推進，在斜坡地基上修建高速公路面臨著如何有效降低不均勻沉降的問題。文章通過埋設單點沉降計來測量加鋪土工格柵后斜坡地基上路堤的沉降，并對土工格柵在減少不均勻沉降方面的效果做出評價。

[關鍵詞]斜坡地基；土工格柵；單點沉降計；不均勻沉降

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.22.277

1 工程概況

本文以新建京秦高速的聯絡線清東陵高速公路為研究背景，該段高速的第四標段起點里程K21+500，終點里程K28+707.203，全長7.207千米。采用雙向四車道高速公路標準建設，路基寬度24.5米，設計速度80千米/小時。設計路基挖方47.4517萬方，填方132.3106萬方。

此次試驗段位于河北省遵化市大玉線與清東陵高速交叉口東側山坡上，本次試驗段里程：K25+890～K25+990；選取K25+900（一般路堤）、K25+930（一般路堤）、K25+980（路橋過渡段）三個試驗斷面。

2 試驗概況

實際工程中該試驗路段是半填半挖路段，這樣導致兩側路基呈現差異性沉降，為了減少這種不均勻沉降，采用鋪設兩層雙向塑料土工格柵來降低這種影響，鋪設位置在路基頂面以下30cm處和80cm。

（1）儀器選用：單點沉降計用于路基沉降的監測。而整個高速公路路面的沉降由路基沉降和地基沉降共同組成，至于地基沉降是由埋設的沉降板監測的。

（2）儀器布置：考慮到試驗斷面的選取與監測不同效果的對比，選取K25+930（一般路堤）、K25+980（路橋過渡段）兩個試驗斷面進行單點沉降計的布置，單點沉降計從上路床底打孔埋設，每個斷面3個，共埋設6個。

（3）儀器構造：單點沉降計主要由沉降盤、智能磁通調頻位移計、導磁體（塞桿）、蛇紋管、測桿、測桿直螺紋接頭、錨頭、測試導線等組成。

（4）單點沉降計安裝。① 放置測桿；②安裝沉降計；③安裝法蘭沉降盤；④灌砂；⑤引線。

（5）實驗原理：單點沉降計工作原理是一種埋入式智能數碼電感調頻位移計，是應用電磁感應原理，利用電感調頻位移計的活動導磁體在其磁通感應線圈內的相對位移，改變線圈的電感量，再通過電感調頻電路將線圈電感量的變化變換成頻率信號輸出，由讀數儀接收測讀位移值。單點沉降計是以持力層作為不動點，將錨頭錨固在持力層上，通過加長測桿連接精密磁通調頻智能位移傳感器，將沉降盤安裝在路床底并與位移傳感器的另一端連接，即可精密測量在路堤荷載作用下路基基底的沉降變形。

3 試驗結果分析

路基沉降試驗數據從單點沉降計埋設完成后開始測量。測量時間一直持續到工后半年。

單點沉降計沉降測試結果分析：

將K25+930（一般路堤）、K25+980（路橋過渡段）斷面上的單點沉降計從左到右依次命名為1號、2號，其中1號位于挖方路基中心處，2號位于填挖交界處，3號位于填方路基上，如圖1所示。

結合圖2、圖3可以發現：K25+930斷面數值模擬對1號處（挖方路基中心）、2號處（填挖交界處）、3號處（填方路基中心）無加筋時路基和地基的沉降總值分析為18.18mm、52.75mm、78.92mm，而實際加筋后總沉降值變為14.99mm、42.96mm、64.83mm，分別減少幅度達17.55%、18.56%、17.85%；K25+980斷面數值模擬對1號處（挖方路基中心）、2號處（填挖交界處）、3號處（填方路基中心）無加筋時路基和地基的沉降總值分析為20.58mm、48.75mm、77.92mm，而實際加筋后總沉降值變為17.39mm、36.26mm、65.83mm，分別減少幅度達15.50%、25.62%、15.51%；③綜上分析，無論是在一般路堤還是在路橋過渡段，土工格柵均起到減少沉降作用，同時對填挖路基的不均勻沉降也起到了很好的控制作用，建議以后在高速公路控制不均勻沉降大力使用加筋材料。

參考文獻：

[1]黃曉明，朱湘.公路土工合成材料應用原理[M].北京：人民交通出版社，2001：73-82.

[2]朱湘，黃曉明，鄧學鈞.土工格柵加筋路堤機理研究[J].公路交通科技，2000，17（1）：48-72.