土工格栅提高季冻区边坡稳定性研究.pdf

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低温建筑技术
2012年第12期(总第174期
冻土与地基基础
土工格栅提高季冻区边坡稳定性硏究
柴艳飞,余流,徐学燕
1.中国建筑第六工程局有限公司,天津300451;2.哈尔滨工业大学,哈尔滨15000
摘要」土工格栅作为一种新型的复合材料,被广泛的运用到土体边城工程中。针对目前国内外对考虑
季节冻土区边坡冻胀融沉作用下格栅加固路堤边坡稳定性研究较少的现状,本文通过在哈大高铁长春段路桥过
渡段路堤边坡埋设大量士压力盒、柔性位移计,经过两个冻融循环周期的现场原位监测,得出土工格栅可以有效
的抑制路桥过渡段路堤边坡的侧向变形和显著提高季节冻土区路堑边坡稳定性。
关犍词」季节冻土区;土工格栅;原位试验;路堤边坡
中图分类号】TU475.2
【文献标识码】B
【文章编号】1001-6864(2012}12-0094-03
土工格栅作为一种新型复合材料,被广泛地运用到土路堤边坡埋设大量的温度传感器、土压力盒及柔性位移计,
体边坡工程中2。土工格栅被埋在土体中,由于填料土体经过两个冻融周期的现场监测,验证了双向土工格栅可以
自重及上部外加荷载的作用,格栅表面及格栅的四边形(有显著提高季节冻土区路桥过渡段路提边坡的稳定性。
的土工格栅为六边形或其它形状)网眼就会与土体发生摩
土工格栅加固原理
擦、机械咬合、嵌固等相互作用,来约東或减小土体发生侧1.1土工格栅与土体接触面相互作用性质
向变形,从而提高边坡的稳定性,也可以是在边坡安全系数
土工格栅被埋在土体中,由于填料土体自重及上部外
定的情况下提高边坡的高度或是增大边坡的坡率。
加荷载的作用,土工格栅上下表面及格的四边形(有的土
然而,目前国内外针对季节冻土区土工格栅加固路堤工格栅为六边形或其它形状)网眼就会与土体发生摩擦、机
边坡稳定性研究较少,考虑冻胀融沉对土工格栅加筋作用械咬合、嵌固等相互作用,来约束或减小土体侧向变形,从
的影响及现场实资料就更少了3-?。所以迫切需要对季而提高边城的稳定性。
节冻士区土工格栅在冻胀融沉影响作用下土工格栅加固边1.2土工格栅边坡稳定性受力分析
坡土体稳定性的原理和现场原位试验进行研究,以便更好
土工格栅的错固段,由于和土体之间有很强的摩擦力、
的评价土工格册加固季节冻土区路堑及路堤边坡的效果。机械咬合力及嵌固力,所以埋设在土体中的土工格栅的拉
路堤边坡的稳定性直接影响着高速铁路的安全运营,力对最危险圆弧滑动面圆心产生附加抗滑力矩,在滑动力
所以必须确保路堤边坡的稳定性。本文通过在路桥过渡段矩不变的情况下增大抗滑力矩就会提髙边坡的稳定性
基金项目]铁道部科技司重点所发计划项目《寒区边坡稳定性分析》(2006C00-B-3)
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4实施效果
和推广意义
(1)技术效果:①采用先安装梁板后安装柱墙的施工
方法,有效避兔了梁桂接头的跑浆、漏浆的质量通病。为清
水混凝土的创建打下了良好的基础。于2011年10月该工
考文献
程被评为汾水杯;②实现了同一作业只有一种施エ,垂直隔「1]JG]162-2008,建筑施工模板安全技术规范[S.
层各工种交叉作业,工序分工清昕,为柱墙钢筋、模板施エ[2]余水祯,周世明,等建筑施工手册(第四版)[M].北京:中国
提供了安全屏障,于2011年8月被山西省安监站评为省级
建筑工业出版社,2003:(9)
安全文明标准化工地。
[3]王荣香,王宏业,等.建筑工程细部做法[M].太原:山西科学
(2)经济效渠:采用先安装梁板、后安装柱培模板的
技术出版社,2010;1
施工方法后,在太原市滨河世纪城项目中(17层),原来进度4」徐至钩,赵锡宏.逆作法设计与施エ[M].北京:机械工业出版
每7d一层,改变工法后,每5d一层,提前了34d完成,三钢
5]冯昆荣,少伟.逆作法施工的技术特点及要求[].重庆建筑
及其它租賃费节约16.83万元。
2008,(11):33-34.
5结语
该施工方法可应用于采用竹面胶合板、界面板、木方子
〔收稿日期]2012-10-12
等块材体系整体浇筑的框架结构及框剪结构。对于加快施
「作者简介]张海云(1977-),男,太原人,工程师,从事建筑
工进度,提高工程质量,减轻工人的劳动强度,改善施工环
施工与管理工作。
境,特别是目前清水混凝土普及推广,具有很好的应用价值
柴艳飞等:士工格概提高季冻区边坡稳定性究
关系,在边坡地质条件、坡角及歧高等条件相同的情况下,
土工格栅上覆土压力越大,土工格棚的变形值就越大。现
场试验证明,通过理论计算的土工格栅上覆土压力与实际
土工格栅上覆土压力并不相等,为了精确确定土工格栅的
Wsin@.
上覆土压力,本文在土工格栅上部埋设了多组北压力盒进
士工格橋1
行现场原位测试。路堤边坡在填筑阶段由于上部施工机被
的碾压,土工格栅上的土压力远大于土工格栅的白重土压
图1土工格栅路堤边坡稳定性受力分析
力,施工完毕后,土压力逐渐减小并稳定在自重土压力值。
路堤上部施加轨道混凝土板和铁轨,增加在边坡顶部的附
根据上述对土工格栅加与土体界面摩擦力的分析,推加应力随深度逐渐较小,路堤边坡施加六边形混凝土护坡
导出用瑞臾圆弧法计算土工格枬路提边披稳定性的表达骨架时,边坡附加应力由坡面外向边坡内部逐渐减小。由
式,如(1)式。图1土工格栅加固路提边坡稳定性受力分析图2可知,由于边披坡率较缓(1:1.5),士工格栅上土土压
示意图。
力由坡面向边坡土体内部逐渐减小,距离坡脚点水平距离
R∑(u, ose, tanp+ca)+∑T
6m处的土工格棚上的土压力最大,最底层土工格栅上的士
压力最大,且由下向上逐渐减小。
R》ein6
R∑(wo0a9+cA)+-,dy
00
第3层
R∑u,sin
第2层
20
第1层
式中,1为第条土条重,kN;.为第条土条底弧切线
与水平线夹角,°;9为土体内摩擦角,;c为士体粘聚力,
kPa;为第条土条孤长,m;R为最危险滑动面半径,m
距离坡脚点水平距离/m
为第层单位宽度内土工格栅的抗拉力,kN;y为第层土工
图2土工格栅上土压力变化曲线
格栅与圆弧圆心的距离,m;r:为距离边坡表面任意位置士3.2土工格栅变形值及受拉分析
工格栅与土体界面摩擦力,kPa
季节冻士区路堤边坡中土工格栅的变形值和拉力值与
2路提边坡士工格原位试验
非季节冻土区的有所不同,土工格栅的变形值和拉力值的
2.1工程概况
大小不仅与铺设位置和上覆土压力有关系,而且还与土体
跻桥过渡段路堤边坡试验段位于哈大高铁长春段温度场有关系,冻结期由于边坡土体发生冻胀变形,使得边
D3K693+800~D3K693+850略提接桥处,过渡段路提试验坡水平位移比非冻结期増大,另外土体的冻胀握裹力使得
段长50m,路提填筑高度为4m,路堤边坡坡率为1:1.5,路提土工格栅与土体界面摩擦力在冻结期有所増大,而融沉期
采用分层填筑,每层厚度为20cm,略堤边坡下面的路基的泼由于土体融沉作用,使得土工格栅与土体界面摩擦力减小
层为黏质黄土,具有强冻胀