土工格栅在控制斜坡地基上路堤不均匀沉降的效果分析

崔巍

[摘要]随着我国高速公路建设高潮由平原地区向山区的推进，在斜坡地基上修建高速公路面临着如何有效降低不均匀沉降的问题。文章通过埋设单点沉降计来测量加铺土工格栅后斜坡地基上路堤的沉降，并对土工格栅在减少不均匀沉降方面的效果做出评价。

[关键词]斜坡地基；土工格栅；单点沉降计；不均匀沉降

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

1 工程概况

本文以新建京秦高速的联络线清东陵高速公路为研究背景，该段高速的第四标段起点里程K21+500，终点里程K28+707.203，全长7.207千米。采用双向四车道高速公路标准建设，路基宽度24.5米，设计速度80千米/小时。设计路基挖方47.4517万方，填方132.3106万方。

此次试验段位于河北省遵化市大玉线与清东陵高速交叉口东侧山坡上，本次试验段里程：K25+890～K25+990；选取K25+900（一般路堤）、K25+930（一般路堤）、K25+980（路桥过渡段）三个试验断面。

2 试验概况

实际工程中该试验路段是半填半挖路段，这样导致两侧路基呈现差异性沉降，为了减少这种不均匀沉降，采用铺设两层双向塑料土工格栅来降低这种影响，铺设位置在路基顶面以下30cm处和80cm。

（1）仪器选用：单点沉降计用于路基沉降的监测。而整个高速公路路面的沉降由路基沉降和地基沉降共同组成，至于地基沉降是由埋设的沉降板监测的。

（2）仪器布置：考虑到试验断面的选取与监测不同效果的对比，选取K25+930（一般路堤）、K25+980（路桥过渡段）两个试验断面进行单点沉降计的布置，单点沉降计从上路床底打孔埋设，每个断面3个，共埋设6个。

（3）仪器构造：单点沉降计主要由沉降盘、智能磁通调频位移计、导磁体（塞杆）、蛇纹管、测杆、测杆直螺纹接头、锚头、测试导线等组成。

（4）单点沉降计安装。① 放置测杆；②安装沉降计；③安装法兰沉降盘；④灌砂；⑤引线。

（5）实验原理：单点沉降计工作原理是一种埋入式智能数码电感调频位移计，是应用电磁感应原理，利用电感调频位移计的活动导磁体在其磁通感应线圈内的相对位移，改变线圈的电感量，再通过电感调频电路将线圈电感量的变化变换成频率信号输出，由读数仪接收测读位移值。单点沉降计是以持力层作为不动点，将锚头锚固在持力层上，通过加长测杆连接精密磁通调频智能位移传感器，将沉降盘安装在路床底并与位移传感器的另一端连接，即可精密测量在路堤荷载作用下路基基底的沉降变形。

3 试验结果分析

路基沉降试验数据从单点沉降计埋设完成后开始测量。测量时间一直持续到工后半年。

单点沉降计沉降测试结果分析：

将K25+930（一般路堤）、K25+980（路桥过渡段）断面上的单点沉降计从左到右依次命名为1号、2号，其中1号位于挖方路基中心处，2号位于填挖交界处，3号位于填方路基上，如图1所示。

结合图2、图3可以发现：K25+930断面数值模拟对1号处（挖方路基中心）、2号处（填挖交界处）、3号处（填方路基中心）无加筋时路基和地基的沉降总值分析为18.18mm、52.75mm、78.92mm，而实际加筋后总沉降值变为14.99mm、42.96mm、64.83mm，分别减少幅度达17.55%、18.56%、17.85%；K25+980断面数值模拟对1号处（挖方路基中心）、2号处（填挖交界处）、3号处（填方路基中心）无加筋时路基和地基的沉降总值分析为20.58mm、48.75mm、77.92mm，而实际加筋后总沉降值变为17.39mm、36.26mm、65.83mm，分别减少幅度达15.50%、25.62%、15.51%；③综上分析，无论是在一般路堤还是在路桥过渡段，土工格栅均起到减少沉降作用，同时对填挖路基的不均匀沉降也起到了很好的控制作用，建议以后在高速公路控制不均匀沉降大力使用加筋材料。

参考文献：

[1]黄晓明，朱湘.公路土工合成材料应用原理[M].北京：人民交通出版社，2001：73-82.

[2]朱湘，黄晓明，邓学钧.土工格栅加筋路堤机理研究[J].公路交通科技，2000，17（1）：48-72.