巖溶路基線位選擇、算例

巖溶路基線位選擇（規(guī)范性）孤峰平原區(qū)的線路宜符合下列規(guī)定線路宜繞避地下取水點(diǎn)可能形成的最大下降漏斗范圍；線路宜選在覆蓋層較厚的地段；線路宜遠(yuǎn)離構(gòu)造線或以較大角度通過；線路標(biāo)高宜高于最高地下水位或于基巖中以路塹方式通過；宜提高坡度，宜填方通過。峰林（峰叢）谷地及溶丘洼地的線路宜符合下列規(guī)定線路宜靠山，標(biāo)高應(yīng)高于最大洪水位；線路宜避開埡口中心，選在地質(zhì)條件好的一側(cè)。分水嶺地區(qū)的線路宜符合下列規(guī)定：線路宜選在地下分水嶺地帶通過；路線平面上宜選在巖溶負(fù)地形間通過，剖面上宜穿越垂直滲流帶或巖溶裂隙水帶。山地河谷區(qū)的線路宜符合下列規(guī)定：線路宜選在巖溶發(fā)育較弱的一岸；宜提高線路剖面高程，離開排泄帶。斜坡地區(qū)的線路宜符合下列規(guī)定：線路宜于垂直滲流帶及其負(fù)地形間通過；線路宜靠外，于安全帶中通過。算例（資料性）承載力驗(yàn)算法工程情況廣東某高速公路谷地巖溶極強(qiáng)發(fā)育。其中一段路基A寬度為26m，路堤高10m，邊坡坡率為1:1.5。路面厚0.8m，重度為24kN/m3。路床厚0.8m，路堤土重度為20kN/m3，內(nèi)摩擦角為20°，黏聚力為20kPa。汽車均布荷載取20kPa。地基覆蓋層厚18m。上面10m為淤泥，厚10m，重度為16kN/m3。下面8m為中密粗砂層，重度為18kN/m3。基巖為石灰?guī)r。路中線附近存在一個(gè)溶洞，頂板完整，厚2m，寬約8m，長約16m，高約4m，填充3m的軟塑狀黏性土。一條暗河橫穿路堤，暗河寬4m，完整頂板厚2m。溶洞頂板巖石重度為26kN/m3，抗壓強(qiáng)度為30MPa。路中線附近存在一個(gè)豎井深30m，洞口寬4m、長6.15m。溶洞頂板穩(wěn)定性確認(rèn)采用Boussinesq解計(jì)算的溶洞頂板處附加應(yīng)力為190.1kPa，地基土取浮重度，自重應(yīng)力為124kPa，溶洞頂板自重應(yīng)力為32kPa。合計(jì)均布荷載為346.1kPa。安全系數(shù)取1.3，按式（4）、式（6）可得：qla23qAK2hu因此，溶洞頂板抗彎承載力不滿足要求，抗剪承載力滿足要求，溶洞頂板會(huì)坍塌。溶洞頂板坍塌對路基的影響安全系數(shù)取1.3，溶洞內(nèi)軟塑狀黏性土厚度修正系數(shù)取0.7，按照式（9）可得：KH0因此，溶洞頂板坍塌會(huì)導(dǎo)致路基塌陷。暗河頂板穩(wěn)定性確認(rèn)每延米荷載為26+2×1.5×10×安全系數(shù)取1.3，按照式（7）、式（8）可得：Qb23KQbcsc2α因此，暗河頂板抗彎承載力、抗剪承載力均滿足要求，溶洞頂板不會(huì)坍塌。路基塌陷易發(fā)性預(yù)測工程情況路基情況見B.1.1。對暗河采用橋梁跨越，橋梁采用沖孔灌注樁。施工期路基塌陷易發(fā)性根據(jù)表6可得表B.1，綜合得分為95，該段路基極易塌陷。施工期路基塌陷易發(fā)性預(yù)測影響因素因素水平分?jǐn)?shù)水位、震動(dòng)、擾動(dòng)鄰近沖孔樁的路基、軟基處理40地基土質(zhì)與狀態(tài)、地基土層結(jié)構(gòu)二層土、多層土結(jié)構(gòu)巖面附近是碎石土、砂性土、粉土、淤泥20土層厚度21.3m≥20m5地貌與路基類型路堤平原、谷地、溶蝕洼地；10巖溶發(fā)育程度極強(qiáng)發(fā)育20注：路堤填筑黏性土?xí)r，土層厚度可計(jì)入距離路肩10m處的邊坡高度3.3m。運(yùn)營期路基塌陷易發(fā)性根據(jù)表6可得表B.2，綜合得分為70，該段路基易塌陷。運(yùn)營期路基塌陷易發(fā)性預(yù)測影響因素因素水平分?jǐn)?shù)水位、震動(dòng)、擾動(dòng)地下水位在土石界面上下波動(dòng)20地基土質(zhì)與狀態(tài)、地基土層結(jié)構(gòu)二層土、多層土結(jié)構(gòu)巖面附近是碎石土、砂性土、粉土、淤泥20土層厚度21.3m≥20m5地貌與路基類型路堤平原、谷地、溶蝕洼地；10巖溶發(fā)育程度極強(qiáng)發(fā)育20注：路堤填筑黏性土?xí)r，土層厚度可計(jì)入距離路肩10m處的邊坡高度3.3m。加筋法工程情況路基情況見B.1.1。土洞直徑取5m，考慮路堤易塌陷，在路堤底面鋪設(shè)一層土工布，土工布斷裂延伸率為15%，容許應(yīng)變?yōu)?%。為對比，同時(shí)計(jì)算在路床底面鋪設(shè)一層土工布需要的抗拉強(qiáng)度。路床加筋在路床底面鋪設(shè)一層土工布時(shí)，路床頂面高度小于破壞拱高度，此時(shí)土洞上方無法形成土拱，加筋材料承擔(dān)全部荷載，按式（13）可得：Tr≥安全系數(shù)取3，宜選擇抗拉強(qiáng)度不小于600kN/m的土工布。路堤加筋在路堤底面鋪設(shè)一層土工布時(shí)，土工布與路床頂面的距離大于土洞直徑的1.5倍，按式（15）、式（13）可得：ps=0.77Tr≥0.44p安全系數(shù)取3，宜選擇抗拉強(qiáng)度不小于450kN/m的土工布。可見，相對在路堤底面布設(shè)土工布，在路床底面鋪設(shè)土工布需要的抗拉強(qiáng)度更高。配筋板法工程情況路基情況見B.1.1?？紤]路堤易塌陷，在路面中設(shè)置配筋板作為底基層，配筋板厚0.3m，雙向配筋，重度為25kN/m3，泊松比為0.25。應(yīng)力計(jì)算按式（16）、式（17）可得σmax=τmax=蓋板工程情況路基情況見B.