高填方路基加寬后處理技術(shù)及變形性狀研究.pdf

1、近年來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),特別是加入WTO以來(lái),物流業(yè)的發(fā)展,城市間的合作往來(lái)更加緊密,高速公路的交通流量日益增加,現(xiàn)在有相當(dāng)一部分已不能適應(yīng)交通量增長(zhǎng)和社會(huì)發(fā)展的要求,迫切需要擴(kuò)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(guó)高速公路擴(kuò)建大多采用老路加寬的方案。
　　高速公路的擴(kuò)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(wèn)題,原有路堤經(jīng)過(guò)多年運(yùn)營(yíng),沉降

2、已基本完成,在其邊坡上進(jìn)行擴(kuò)建加寬,新填的土方和運(yùn)營(yíng)后的汽車荷載必然會(huì)引起既有路基的附加沉降,并在新老路基之間產(chǎn)生相對(duì)過(guò)大的差異沉降,進(jìn)而會(huì)引起既有路基變形,嚴(yán)重時(shí)則出現(xiàn)路基拉裂,下沉過(guò)速等病害,將會(huì)對(duì)高速公路的正常營(yíng)運(yùn)帶來(lái)難以估量的不良后果;同時(shí),高速公路加寬擴(kuò)建工程通常工期緊、施工場(chǎng)地狹窄,同時(shí)還要維持正常的交通運(yùn)輸,較新建高速公路具有更高的要求。因此選擇經(jīng)濟(jì)、快速、可靠的加寬處治措施以確?，F(xiàn)有高速公路營(yíng)運(yùn)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?jī)?nèi)容如下:
　　1.高填方路基后處理技術(shù)即投石壓漿無(wú)砂砼小樁技術(shù)是一種新的地基處理技術(shù),通過(guò)對(duì)無(wú)砂砼小樁技術(shù)的施工工藝、壓力注漿、后處理機(jī)理的詳細(xì)分析可知,后處理技術(shù)具有堆載預(yù)壓、快速排水、排氣固結(jié)、固化、豎向置換增強(qiáng)等綜合作用機(jī)理;投石壓漿無(wú)砂砼小樁復(fù)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(zhì)條件有關(guān)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(guān),所以在無(wú)砂砼小樁復(fù)合地基承載力計(jì)算公式中引入?yún)?shù)β1(投石壓漿無(wú)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(qiáng)系數(shù));通過(guò)對(duì)無(wú)砂砼小樁復(fù)合地基樁土豎向變形協(xié)調(diào)、樁間土的應(yīng)力和豎向變形的分析,解決了無(wú)砂砼小樁復(fù)合地基基于變形控制下的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題。
　　2.高填方路基后處理技術(shù)中后處理先填土高度的確定是非常關(guān)鍵的一個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié),直接關(guān)系到后處理技術(shù)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效果,對(duì)于不同的地質(zhì)條件,采用不同的分析確定方法,當(dāng)淺層

5、含有飽和軟弱土層,地基承載力較低時(shí),采用基于統(tǒng)一雙剪強(qiáng)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(dá)到降低造價(jià)的目的;當(dāng)?shù)鼗休d力較高時(shí),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(wèn)題給工程帶來(lái)的不良影響。
　　3.基于高填方路基加寬時(shí)加寬填土荷載的特殊性,對(duì)各種荷載形式作用下地基土體的初始有效應(yīng)力和超孔隙水壓力進(jìn)行了分析;對(duì)后處理技術(shù)先填土、成孔施

6、工各階段的固結(jié)過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)分析,得出了各階段土體超孔隙壓力和固結(jié)度的計(jì)算分析結(jié)果。
　　4.基于統(tǒng)一強(qiáng)度理論和柱形孔擴(kuò)張彈性理論,分析了無(wú)砂砼小樁注漿期間注漿壓力與樁周土體的應(yīng)力狀態(tài),得出了考慮中主應(yīng)力影響下樁周土體處于彈性狀態(tài)和彈塑性狀態(tài)時(shí)注漿壓力計(jì)算公式以及注漿壓力與塑性開(kāi)展半徑的關(guān)系式;通過(guò)對(duì)樁周土體處于不同應(yīng)力狀態(tài)時(shí)土體注漿開(kāi)裂與擠密之問(wèn)的相關(guān)關(guān)系以及中主應(yīng)力權(quán)系數(shù)b和初始應(yīng)力p0取不同值時(shí)注漿壓力p與塑性開(kāi)展半徑rc的

7、關(guān)系進(jìn)行了分析,為后處理技術(shù)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(cè)對(duì)稱加寬的工程背景,對(duì)加寬路基不進(jìn)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(duì)原有地基和老路路堤的變形性狀的影響進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)值模擬對(duì)比分析。
　　6.在無(wú)砂砼小樁后處理技術(shù)在路基加寬工程的應(yīng)用中,通過(guò)對(duì)老路坡肩和新加寬路基坡肩位置水平及豎向變形監(jiān)測(cè)結(jié)果可知,小樁后處理技術(shù)不僅能夠增強(qiáng)新老路基之間的結(jié)合,而且能夠協(xié)調(diào)新老路