采煤沉陷區(qū)框架橋旁側(cè)堆載地基加固機理研究.pdf

1、淮南礦業(yè)集團謝橋煤礦濟河鐵路中橋,受煤層群開采的影響,橋基地表沉陷量巨大,僅豎直方向的沉陷已超過10m。由于橋梁上部結(jié)構(gòu)加高,地基承載力不滿足要求,該橋已經(jīng)進行過一次高壓旋噴樁地基處理,常規(guī)既有建(構(gòu))筑物地基加固方法很難再次適用。在這種背景下本文提出將旁側(cè)堆載加固方法應(yīng)用到采煤沉陷區(qū)橋梁地基的加固治理中,開展了天然地基和既有復(fù)合地基旁側(cè)堆載加固機理研究。以FLAC3D數(shù)值計算和假定滑移面法理論分析為研究手段,分析了堆載參數(shù)對地基極限承

2、載力的影響規(guī)律,給出了地表超載和地基承載力增量的近似關(guān)系式;通過理論推導(dǎo),給出地基承載力增量計算公式,為采煤沉陷區(qū)橋梁地基堆載設(shè)計提供一定理論基礎(chǔ)。
　　本文首先通過數(shù)值模型試驗,分析了天然地基和既有復(fù)合地基堆載加固時地基承載力變化規(guī)律。通過改變天然地基煤矸石堆載體尺寸及位置參數(shù),經(jīng)分析得出高度是影響加固效果的主要因素的結(jié)論。在堆載高度H1≤6m時,高度與地基承載力增量近似為線性關(guān)系;通過改變堆載體物理力學參數(shù),經(jīng)分析得出填料容重

3、是影響加固效果的主要因素的結(jié)論,容重與地基承載力增量近似為線性關(guān)系。根據(jù)天然地基研究成果,在既有復(fù)合地基堆載法的研究中,僅考慮了堆載高度和填料容重兩個可變因素,得到地表堆載量與地基承載力提升幅度之間的近似關(guān)系式。
　　其次采用假定滑移面法,對天然地基和既有復(fù)合地基,在考慮堆載情況下地基承載力增量進行理論推導(dǎo),并與數(shù)值計算成果對比,分析差異。對于采煤沉陷區(qū)天然地基堆載后地基承載力增量Δfa的確定可參照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》,考慮采

4、動影響,地基土物理力學參數(shù)取采動后的降低值,得到的堆載后地基承載力特征值增量Δfa計算公式,式中堆載極限高度H1=6m;本文根據(jù)復(fù)合雙層地基理論,推導(dǎo)地表超載作用下地基極限承載力增量Δpa的基本表達式,式中堆載極限高度H1=6m,考慮采動影響,地基土物理力學參數(shù)取采動后的降低值。
　　最后根據(jù)上述研究成果,將旁側(cè)堆載法應(yīng)用于淮南礦區(qū)濟河橋加固設(shè)計中。堆載后加固區(qū)地基承載力提升近5.4％,而下臥層地基承載力提升約14.9%,堆載法將