1、关于汽车试车场高速环道地道段高填方沉降控制的研究摘要：随着我国汽车事业的蓬勃发展，建设综合性汽车试车场已成为各汽车制造厂和汽车研究机构所迫切的。汽车测试场通常由高速环道和其他多种测试道路组成，高速环道是连续封闭的试验跑道，所有进入测试场的车辆只能通过进场地道或跨线桥的方式进入试车场。进场地道通常建设在环道的“高周”段，以节省用地和成本，建设在“高周”段的地道部位很容易造成纵向和横向的不均匀沉降，如何控制其工后沉降是高速环道施工中的难点和重点。本文通过对上海通用汽车(广德)试车场高速环道高填方曲线段进场地道处的高填方进行研究，采用一系列措施有效控制了该位置通道结构和路堤沉降，为以后试车场类似位置
2、的施工提供了可具操作性的方法。 关键词：试车场 地道沉降控制 中图分类号：U41 文献标识码：A 1、工程概况 上海通用汽车有限公司为了加强自身在汽车研发的实力，扩大在国内生产规模，降低生产成本，于 2010 年投资在安徽广德建设上海通用汽车、泛亚汽车技术中心研发试验中心（汽车试车场） ，该试车场是通用汽车公司在全球的第 11 个试车场，其设计和建造规格也是世界先进水平。整个试车场和通用国外的其他试车场采用相同的施工标准，以获得尽量可以通用的数据。整个试车场总占地面积约 5.67 平方公里，总投资 16亿人民币，其中包含 67 种典型特征路面，试验道路总长度超过 60 公里。该试车场建成后可同
3、时容纳 140 辆汽车进行各种测试，年试车行驶里程达 2000 万千米，建成后将成为世界一流、国内领先、在亚洲将是占地面积最大、设施最全、功能最为合理的试车场。 高速环道是测试汽车在连续高速行驶状态下车辆性能的试验道路，是每个汽车试车场内必不可少的测试用道路，也是试车场建设中难度最大、投资成本最高的测试道路，其建设规模和建设的质量直接影响试车场的使用性能和在业内的影响力。 上海通用汽车试车场高速环道由直线、圆曲线、Mcconell 缓和曲线组成，全长 9036m。在高速环道 K7+330.207 处，设计填土高度 16m，在路基内设有长度 68m，净高 5.2m，净宽 8.5m 与高速环道程
4、80夹角的进场地道。由于高速环道设计行驶速度高，其最高行驶速度为 280km/h,所以对路面平整度要求十分高，若路基出现不均匀沉降将会造成曲面开裂。由于目前国内技术还不能对曲面沥青进行铺设，所以一旦出现曲面路面开裂将导致昂贵的曲面路面维修费用，所以控制好进场地道位置的工后沉降是高速环道施工中的难点和重点。 （图 1 高速环道进场地道处横断面）。 2、可能产生沉降的原因 （1）进场地道范围内有一条东西流向的河塘，且该段路基填土高度最大 16m，地基和荷载分布不均匀容易产生沉降。 （2）由于高速环道曲面采用三次抛物线设计，中心线处曲面坡度为29 度，坡顶曲面坡度达 35 度，导致圆曲线段道路横向高
5、差 5.11 米，断面横向填高差别较大，容易产生横向不均匀沉降。 （3）在高速环道 K7+330.207 位置路基设有进场地道，在进场地道位置与周边土体填土高差较大，容易产生路基纵向不均匀沉降。 3、采取相应的措施减少路堤沉降 通过以上的原因分析，拟从地道处软土地基处理、路基横向配重、地道位置与周边土体的搭接 3 个方面控制该段路基沉降： （1） 、地道底下河塘处理 在进场地道范围内有一条东西流向的河塘，河塘淤泥约 3m 深，因为该位置填土高度约 16m，为了减少地基分布不均匀产生沉降，应对该河道进行清淤换填处理。 将河塘淤泥清理干净（塘底清理至持力层黄土地基） ，然后将河塘四周开挖宽度 1.
6、5m，高度 1m 的台阶，确保回填段河塘回填土与相邻土体的搭接，减少工后沉降。 待河塘底淤泥清理干净后铺设一层透水土工布，以增强地基整体性。土工布之间搭接宽度不小于 1m，搭接位置采用锚钉按间距 2m 采用梅花型进行加固，土工布应铺设到河道四周第一节台阶顶。 土工布铺设完成后将基底采用 30cm 厚度粒径小于 10cm 的碎石透水层进行填筑，以减少地下水对后续回填土体的影响。 最后采用 25cm 厚每层的 6%石灰土分层回填、压实至地道底板标高。通过该措施能够有效的保证进场地道位置河塘回填土体与周边土体的搭接,增加了地基的整体性。 （2） 、采用树根桩对地道及周边地基加固处理 由于地道上部覆土
7、厚度大且分布不均匀，可能导致结构整体沉降以及地道节段间不均匀沉降量。当地道底下河塘回填到设计标高时对地道范围长 68 米，宽 31 范围内进行树根桩加固处理。桩间距为 1.5 米，桩径 25cm，桩长根据荷载分布情况为 4.59.3m 不等，共 899 根。并在地道两侧各设置 10m 宽搭板，增强地基竖向承载力，减小地基变形，增强地基整体稳定性。树根桩施工工艺为： 平整场地、测量放线，确保场地标高比设计搭板底标高高 30cm，以保证桩头质量和方便桩身砼灌注。 制作泥浆池和沉淀池。 钻机就位：钻机安放横平竖直，桩机机身底部用枕木固定平整、牢固，桩机平衡度用水平尺来控制，竖直度和桩位偏差利用锤球挂
8、线来控制桩位偏差及垂直度，桩位偏差2cm，垂直度1%。 桩机就位后，钻进成孔，钻孔时采用泥浆护壁，钻孔到比设计标高深 5cm 后清孔，直至孔口基本上溢清水为止。清孔后孔内沉积土厚度不大于 5cm，并立即进行灌桩。 钢筋笼制作、安装、吊放：钢筋笼主筋为定尺钢筋，箍筋与主筋采用绑扎连接，利用钻机架杆吊放钢筋笼入孔定位。吊放宜整个吊放。施工时应缩短吊放和焊接时间。钢筋保护层由 6 号定位筋控制，钢筋笼定位后固定在横木上。碎石填入前清洗干净，逐铲灌入孔内，并捣实，填入量不小于计算桩孔体积的 0.9 倍，在填灌过程中利用注浆管注水清孔。 注浆：采用 UBJ2 挤压式灰浆泵注浆，注浆时，泵的最大工作压力不
9、应低于 1.5Mpa，开始注浆时需要 1Mpa 的起始压力，将浆液经注浆管从孔底压出，接着注浆压力为 0.10.3Mpa，使浆液逐渐上冒，直至浆液泛出孔口停止注浆。注浆施工时采用间隔施工和间歇施工，以防止出现临桩冒浆和串孔现象。 拔管后应立即在桩顶补充碎石，并在 12m 范围内补充注浆。 上述工作循环结束后移动钻机开始进行下一根桩的施工。 （图 2 树根桩施工工艺流程图） （3） 、采用石灰、粉煤灰轻质材料回填曲面超高区以均衡路基重量 本工程在高速环道南端曲线超高路堤填筑段，道路横向高差在 5m 以上，最大填土高度大于 16m，这种横断面，极易出现横向不均匀沉降的现象。为降低路堤横向不均匀沉降
10、，最好的方法就是均匀路堤对地基的土压力，使路基左右侧重量均衡。为此采用粉煤灰比土轻 30的特性，在高速环道曲线超高路堤区域采用石灰、粉煤灰填筑，在右侧放坡区填筑还是按照原设计填筑素土，这样基本能够保证均匀路堤重量的目的，等效于降低曲面路 图 2 树根桩施工工艺流程图 堤高度，使得道路横向对路基的压力基本平衡，使高速环道在整体上达到降低地基承载力，平衡地基压力，从而从物理角度消除曲线超高段不均匀沉降。 粉煤灰采用燃煤发电厂的废渣（粉煤灰） ，掺加 5石灰，使原来松散的、颗粒状的粉煤灰，变成板结的、材料强度更高、水稳定性好和轻质的石灰粉煤灰材料。从而从化学角度消除了高速环道曲线超高路堤工后不均匀沉
11、降。 （图 3 高速环道曲面不同回填材料断面示意图） （4） 、控制地道两侧回填土并采用钢塑格栅加固 由于地道总高度为 7.7m，为了减少地道两侧回填料的沉降，现场施工时采取以下措施： 在台背回填时严格控制地道两侧石灰、粉煤灰材料的含水量，确保碾压时含水量在最佳含水量2%内开能进行碾压。 严格控制地道两侧回填厚度，确保每层松铺厚度小于 25cm，尽可能的采用压路机进行碾压。由于靠近地道两侧 50cm 范围内压路机不能碾压到 边，采用蛙式打夯机夯实。并在碾压完成后及时抽取现场压实度，若不合格则继续增加碾压遍数，直到压实度合格，方能进行下层填筑施工。 在台背回填时为了均衡回填料对地道两侧的压力，在
12、填筑施工时要确保两侧回填的高差在 50cm 之内。 为了均衡地道与周边土体的均匀沉降和搭接，在地道底搭板两侧铺设长 68m，宽 25m 的钢塑格栅；并在超出地道顶 50cm 位置和 150cm 位置铺设 两道长 68m，宽 60m 的钢塑格栅，来加 强地道与周边土体的连接。钢塑格栅搭接的宽度不小于 50cm 并采用U 型钉在搭接处进行梅花形锚固。 （图 4 地道位置地基加固处理断面图） （5） 、采用等、超载预压减少工后沉降 为了最大限度的提高地基强度和将工后沉降降低到最小，现场采用土石混和料对成型路基进行等、超载预压。预压土选用挖方段土石混合料，预压土填筑高度 h 根据路基填筑高度确定，路基
13、填筑高度大于 5m 采用超载预压，h 取 3m；填筑高度小于 5m 采用等载预压，h 取 1m。超载预压 3m 与等载预压 1m 之间区域以 1:3 变化率过渡。预压土在填筑时应分层填筑，确保每层填筑厚度不大于 50cm，并在预压土顶上预留坡度防止积水，预压时间6 个月。 （图 5 超（等）载预压土填筑示意图） （6） 、科学的沉降观测指导现场施工 为监控高速环道在填筑施工过程中边坡稳定、软基强度和变形，及时分析软基加固效果，控制填筑土方速率，科学的沉降观测和数据分析是本工程技术控制的关键。 本工程共埋设沉降板 179 个，其中表层沉降板 41 个，地基沉降板138 个，沉降板测量采用 DSZ
14、2 水准仪(带测微器）配合硬钢尺进行沉降观测。其埋设和观测的原则为： 沉降板埋设按照曲线段 100m/断面，直线段 200m/断面，每个断面分 左、中、右三个沉降板的原则进行埋设并在地道位置及地道两侧进行加密三个断面埋设。 沉降观测频率：预压土堆载结束之后，第一个月每三天观测一次，以后每周观测一次。 超载预压土卸载指标：路基预压时间6 个月，且连续 2 个月且月沉降量2mm。 沉降观测采用三等水准测量、闭合水准路线。测量时要求视线长度65m，视线高度（下丝读数）0.3m，闭合差4l（其中 l 为环线长度 km） 。 闭合差按下式调整： 式中： 高差改正数； 闭合差； 测站数； 测段前、后视距之
15、和。 图 6 K7+330左沉降曲线汇总表 图 7 K7+330中沉降曲线汇总表 图 8 K7+330右沉降曲线汇总表 4、数据分析 采用以上措施对地道位置进行处理后，通过对地道位置（K7+330 位置）3 个沉降板 225 天的沉降观测数据分析得出：最大沉降量位于K7+330 左侧（堤顶路左侧） ，沉降量为 44.08mm；其次为 K7+330 中，沉降量为 36.27mm；最小为 K7+330 右，沉降量为 33.98mm；但是均小于设计允许沉降 10cm地道位置横向及纵向地基沉降已经趋向于稳定；所有沉降板最终都能够满足连续 2 个月月沉降量2mm 的设计要求。 （图 6 K7+330左沉
16、降曲线汇总表，图 7 K7+330中沉降曲线汇总表，图 8 K7+330右沉降曲线汇总表） 5、结语 通过 1 年多的运营,高速环道地道段高填方路面没有出现任何病害，证明我们采取的技术措施正确，有效的控制了路基的工后沉降，收到了很好的效果，为今后类似的工程提供了可具操作性的施工方法。 Study on the control of motordrome high-speed ring road tunnel section of high fill settlement LvYuemin Liao Jia Shanghai General Motors Corporation LimitedS
17、hanghai 201206； Abstract: With the flourishing development of the automobile careers in our country, it is urgent for the car manufacturers and the automotive research institutions to build the comprehensive motordrome. Motordrome is usually composed of high speed loop and a variety of other test ro
18、ads. High-speed circular is a continuous closed test track， all vehicles entering test field can enter into motordrome only by the tunnel or the overpass bridge. To save land and costs ,in construction of tunnel are usually been built in the ring “high week“ section, but the tunnels construction in
19、a week of “high“ section of part is easy to cause longitudinal and transverse uneven settlement,it is a emphasis and difficulty to control the post-construction settlement in high-speed ring road construction.This article is about the study on Shanghai general motors (GuangDe) skid pad high-speed ring high fill curve segment approach to study the tunnel in high fill, using a series of measures to effectively control the position of
