河南天门置业有限公司河南郑州461000
摘要:路基的强度和稳定性衡量路面的使用品质,为了保证路面的稳定和长久的使用寿命,必须注重路面结构的设计,在软土地基高速公路沥青路面的结构设计中,要注重结构组合,结构所选材料以及结构厚度的设计,同时要加强防水。
关键词:斜坡高填土;地基;建筑结构设计
土质结构的特殊性和坡体结构特殊性均会使场地物质基础产生不同的形变问题,对此,相关领域的工作人员在进行设计的过程中,要重点关注到斜坡高填土地基建筑结构的设计方案,加强勘探设计,完善计算分析,重点对挡土墙结构与建筑基础进行设计,提高建筑物整体稳定性。
1斜坡高填土地基对建筑结构设计的影响
1.1斜坡场地的影响
斜坡地基上路堤边坡破坏影响因素及治理措施研究有十分广阔的应用前景。斜坡场地会对建筑结构设计产生影响,斜坡场地具有特殊性,并且因为地形地貌问题,会对施工建筑产生影响。比如,如果建筑结构规划阶段为旱季,施工现场的考查工作无法判断出地下水问题,如果在雨季进行现场勘查,则会地表高低起伏问题,无法对下部的岩石缝隙进行判断。地下水位埋深表现为多边性。工程设计的过程中,如果不能对此类问题进行彻底分析,则会导致建筑结构设计出现不合理之处,对工程项目的整体开发造成影响。
1.2地下水的影响
建筑物场地内存在地下水的情况,可能会因为地下水下降,引起建筑物和地表沉降问题。地下水位如果升高,也有可能导致岩土软化,降低岩土的性能,或者建筑工程项目的地下室位置出现地板变形。地下水位的变化会直接影响到建筑物所在区域范围内的边坡和基坑的稳定性。在进行建筑结构设计中,要重点考虑到地下水位的问题,根据地下水位对防水防潮结构进行优化设计。地下水是影响工程质量与安全性的重要因素,如果在方案设计中忽视了这一问题,则会影响到工程项目的工期以及造价,所以建筑物的场地与地下水的是建筑结构设计中需要重点考虑到的因素。
2斜坡高填土地基建筑结构设计方案
2.1地质勘探初步设计
通过现场地质勘探的方式,能够掌握建筑物规划设计区域的实际情况,判断出地质结构类型以及滑坡的坡度。比如,我国某地区的建筑结构设计单位,在正式施工之前,采用了钻探和挖探的方式,对施工场地下方的地层结构与层序机型了初步探明。但是此种方式不能清晰地反映出场地下方的地层水分布状况。所以,该建筑结构设计单位还采用了地球物理方法,主要采用了其中的地震波法、电磁法、超声波法和重力法进行勘探分析。此类方法可以被广泛地应用到地层层序与相关的地质勘探工作中,通过地层层序识别的方法,获取最精准的数据。此种方法的实际操作原理主要是通过测定穿透层的地层相对介电常数、波阻抗、声速等物理参数,完成地层特征的深度揭露,确定地质界面。
2.2斜坡滑坡计算分析
在进行建筑结构设计的过程中,要对斜坡滑坡量进行精准计算。比如,在原坡地自然地表表面的填土区,会存在潜在的滑坡表面。所以,在进行系统设计的过程中,要重点关注到坡地填平,并对斜坡表面进行清理和整治。再比如,建筑结构设计中,需要对表层的草皮以及松散的腐质植涂层进行清理,挖掘成立于防滑的小台阶模式,同时,填土需要进行分层压实,严格地控制压实的土层和干密度。在大面积的高厚填土项目施工中,经常会出现填土不密实的问题,在完成施工之后,还会受到自重压力和建筑荷载作用而产生滑动问题。考虑到地震作用,需要对潜在的滑动体稳定系数进行计算。当土体结构处处于相对稳定的状态时,可以忽视地震作用力,计算单体稳定性与安全系数。如果存在不稳定的岩土体,则需要综合考虑多种因素,完成计算之后,采用抗滑挡土墙、抗滑桩和锚杆等措施,加强建筑物的结构设计。
2.3挡土墙结构设计
在对建筑物的斜山坡高填土平台阶的挡土墙结构进行设计的过程中,需要明确形式有浆砌块石重力式挡土墙的设计、锚杆式挡土墙的设计、钢筋混凝土悬臂式挡土墙设计、钢筋混凝土扶壁式挡土墙设计。以重力式挡土墙的设计为例,在进行设计的过程中,主要重点对挡土墙的高度进行设计,确保强身高度同时,增强挡土墙的抗弯能力和墙体的稳定性。因为重力式挡土墙本身的厚度较大,结构性较强,占地面积较为笨重,此种设计方案在实际执行过程中,有可能受到施工条件和经济因素的限制。对此,要结合工程项目的实际需求,对重力式挡土墙进行优化,降低造价,提高实用性。高填土地基中,需要在完成挡土墙的施工之后再进行填土,如果使用锚杆式挡土墙,需要将锚杆一端插入到挡土板中,另一端和锚定板相互连接,嵌入到岩土当中之后,与锚桩连接。
2.4建筑基础设计
基础设计是斜坡高填土地基建筑结构设计的主要内容,高填土斜坡地基上建造的房屋,大部分为高层建筑物,建筑物的地基不能够采用传统的回填土作为持力层,否则会影响建筑物的整体稳定性,在填土地坪时,可以将地坪下方的部位作为不等高地下室,建筑物的基础可以落到下方坚实的岩土结构中。如果在此过程中,能够充分考虑到建筑物的坡体抗滑移结构,则要对计算应力和滑动土体的推力作用进行计算。以新近填平的地坪房屋建筑结构为例,在进行设计的过程中,基础设计可以使用桩基础,促使建筑物荷载的持续传播,并且依靠建筑物持力层的设计,可以充分提升建筑物的抗滑移的能力。
2.5沥青路面的防水设计
沥青路面经常因为雨水的原因造成早期破坏,为了控制这种局面,不仅要加强路基路面的稳定性和强度,更应该注重路面的排水设计,保证路面通畅的排水。排水设计包括两个方面:路表排水和结构排水,前者在大部分的路面排水设计中都得到了较好的落实,而后者往往被忽视,其包括两个方面,一是路面的防水设计,用以减少路面的渗水率;二是路面的排水设计,能够迅速的排出渗入到路面结构中的水。
2.6排水设计
理论上,进入到路面结构层的水会沿着基层的表面流向更低处,底层的面层材料一般是空隙率较大的沥青碎石,这些空隙为水提供了通道,有利于水的外排。但是,即使能够保证基层路面的强度以及界面的干净,也无法完全防止在长期负荷压力下渗入到面层的水分沿界向外排现象的发生。因此要注意:1)将一层沥青薄膜设置于基层表面上,能够有效封闭基层,防止水的冲刷,同时也为水分提供了一个光滑的通道。2)如果高速路设置有中央分割带,应该安排相应的纵向排水沟,不仅能够排出路表的水,也有利于下渗水的排出。
2.7结构层材料选择
垫层、基层以及面层的材料选择是设计中的重要环节。在软土地基背景影响下,高速公路路面设计中需要设置垫层,垫层的材料可以选择砂砾、碎石或者矿渣等,它们都应该具有较好的透水性,同时,应该注意保持垫层与路基同宽,保证排水的畅通。目前,在我国的高速公路设计中,强基薄面的思想占主导,作为负荷主要承载层的基层在耐压、耐久性和抗水性方面应该足够强势,基层所采用的材料主要包括以下几种:半刚性稳定类基层、柔性基层、复合式基层等,水泥稳定碎石基层是目前应用较多的一种。在面层的设计上,针对高速公路的三层式设计,应该根据不同层面的功能,对沥青的稳定材料类型和层厚进行选择,上面层着重路面的平整和抗滑抗裂的设计;中面层所处的位层受到的剪应力最大,应该选取强度大和高温时抗变形能力强的沥青材料;底面层应该注重抵抗拉应变所造成的开裂,应该选用耐久性好的材料。
总结
边坡稳定性分析是涉及到工业与民用建筑、交通工程、水利水电、矿业等诸多领域的重要课题。不同区域的地基类型有不同的差异,斜坡高填土地基会对建筑结构设计产生显著影响,如何采用科学方法,制定出合理的建筑结构设计方案,是一项十分重要的工作。
参考文献
[1]杨庆刚,王鹏,黄晓明,等。软土地基上不同沥青路面结构的适应性研究[J].公路交通科技,2016(9):89-90.
[2]张嘉凡,张慧梅。软土地基路基不均匀沉降引起路面结构附加应力[J].长安大学学报(自然科学版),2015(3):106-108.