高填方路基加寬后處理技術及變形性狀研究.pdf

1、近年來,隨著我國經(jīng)濟的快速增長,特別是加入WTO以來,物流業(yè)的發(fā)展,城市間的合作往來更加緊密,高速公路的交通流量日益增加,現(xiàn)在有相當一部分已不能適應交通量增長和社會發(fā)展的要求,迫切需要擴大道路通行能力,由于近距離新建高速公路,投資規(guī)模大,占用土地多,且容易造成路網(wǎng)分布不均,因而在現(xiàn)階段我國高速公路擴建大多采用老路加寬的方案。
　　高速公路的擴建加寬就必然涉及到新老公路的融合貫通、新老路堤的相互影響等問題,原有路堤經(jīng)過多年運營,沉降

2、已基本完成,在其邊坡上進行擴建加寬,新填的土方和運營后的汽車荷載必然會引起既有路基的附加沉降,并在新老路基之間產(chǎn)生相對過大的差異沉降,進而會引起既有路基變形,嚴重時則出現(xiàn)路基拉裂,下沉過速等病害,將會對高速公路的正常營運帶來難以估量的不良后果;同時,高速公路加寬擴建工程通常工期緊、施工場地狹窄,同時還要維持正常的交通運輸,較新建高速公路具有更高的要求。因此選擇經(jīng)濟、快速、可靠的加寬處治措施以確?，F(xiàn)有高速公路營運安全、確保減小加寬后高速公

3、路新舊路面的差異沉降就顯得尤為重要。
　　本文基于以上工程背景,主要研究內(nèi)容如下:
　　1.高填方路基后處理技術即投石壓漿無砂砼小樁技術是一種新的地基處理技術,通過對無砂砼小樁技術的施工工藝、壓力注漿、后處理機理的詳細分析可知,后處理技術具有堆載預壓、快速排水、排氣固結、固化、豎向置換增強等綜合作用機理;投石壓漿無砂砼小樁復合地基由于其特殊的施工工藝,其承載力大小除與工程地質條件有關外,還與灌漿材料、灌漿壓力和灌漿量、灌漿工

4、藝及置換率有關,所以在無砂砼小樁復合地基承載力計算公式中引入?yún)?shù)β1(投石壓漿無砂砼小樁單樁承載力發(fā)揮系數(shù))和β2(樁間土承載力增強系數(shù));通過對無砂砼小樁復合地基樁土豎向變形協(xié)調(diào)、樁間土的應力和豎向變形的分析,解決了無砂砼小樁復合地基基于變形控制下的優(yōu)化設計問題。
　　2.高填方路基后處理技術中后處理先填土高度的確定是非常關鍵的一個技術環(huán)節(jié),直接關系到后處理技術的經(jīng)濟和社會效果,對于不同的地質條件,采用不同的分析確定方法,當淺層

5、含有飽和軟弱土層,地基承載力較低時,采用基于統(tǒng)一雙剪強度理論的分析方法分析確定后處理先填土高度,可以充分發(fā)揮天然地基的原有承載力,達到降低造價的目的;當?shù)鼗休d力較高時,基于小坡堤穩(wěn)定的分析方法可以方便地分析確定后處理先填土高度,消除了后處理之前由于填土自身穩(wěn)定問題給工程帶來的不良影響。
　　3.基于高填方路基加寬時加寬填土荷載的特殊性,對各種荷載形式作用下地基土體的初始有效應力和超孔隙水壓力進行了分析;對后處理技術先填土、成孔施

6、工各階段的固結過程進行了詳細分析,得出了各階段土體超孔隙壓力和固結度的計算分析結果。
　　4.基于統(tǒng)一強度理論和柱形孔擴張彈性理論,分析了無砂砼小樁注漿期間注漿壓力與樁周土體的應力狀態(tài),得出了考慮中主應力影響下樁周土體處于彈性狀態(tài)和彈塑性狀態(tài)時注漿壓力計算公式以及注漿壓力與塑性開展半徑的關系式;通過對樁周土體處于不同應力狀態(tài)時土體注漿開裂與擠密之問的相關關系以及中主應力權系數(shù)b和初始應力p0取不同值時注漿壓力p與塑性開展半徑rc的

7、關系進行了分析,為后處理技術注漿施工工藝的優(yōu)化選擇提供理論依據(jù)。
　　5.基于高速公路雙側對稱加寬的工程背景,對加寬路基不進行處理和采用先處理及后處理三種情況下,加寬填土荷載的施工對原有地基和老路路堤的變形性狀的影響進行了詳細的數(shù)值模擬對比分析。
　　6.在無砂砼小樁后處理技術在路基加寬工程的應用中,通過對老路坡肩和新加寬路基坡肩位置水平及豎向變形監(jiān)測結果可知,小樁后處理技術不僅能夠增強新老路基之間的結合,而且能夠協(xié)調(diào)新老路