高速公路拼接段沉降变形特性及地基处理对策研究

摘要

在软土地基上进行高速公路的拼接拓宽工程,差异沉降的控制是拼接拓宽工程的核心问题.差异沉降的控制标准涉及众多因素,包括拓宽过程中及拓宽以后高速行车的平稳性、舒适性、排水的畅通以及新老路基间裂缝的开展等多种因素,其中高速行车的平稳性为主要因素.实践表明,当路堤纵横坡的改变量小于0.5％时,能有效的避免上述问题的产生,并以此作为拼接拓宽工程的差异沉降控制标准.选择合理的地基处理方法减小新老路基间的差异沉降,是保证工程质量的又一个关键因素.减小沉降可以从两个方面入手:一是减小路堤的荷载,即采用轻质路堤填料;二是加固地基即形成复合地基,通过提高地基的承载力来达到减小沉降的目的.轻质路堤填料,主要包括粉煤灰、聚苯乙烯硬泡沫塑料(EPS)、SLM轻质混合料等.实践表明,EPS硬泡沫塑料具有质轻、施工方便等优点,采用直立式结构能进一步减小地基压力,同时节约占地,能有效的减小新老路基间的差异沉降.它是拼接工程理想的轻质路堤填料.传统水泥土搅拌桩法在处理深厚软基中存在处理深度浅、强度低等缺陷,为了进一步减小新老路基间的差异沉降,推荐采用强度高、处理深度大的PTC型先张法预应力管桩进行替代.为了充分发挥桩身强度大和桩间天然地基承载力的作用,应选择在桩的顶部设置桩帽和加铺碎石加筋垫层,形成桩网垫层的控沉疏桩复合地基.实践表明,其能有效的减小新老路基间的差异沉降,提高地基的承载力,处理效果明显,质量可靠.有限元分析及工程实践表明,对于加固区可采用复合模量法来进行疏桩复合地基的沉降计算,而对于原路中心处应结合原路不同的工况合理选择分析方法,使情况更加接近实际.工程实践表明,经济效益明显,与传统的深搅桩处理方法相比可节约造价20％,可在扩建、新建工程中推广应用.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1问题的提出

1.2研究现状

1.3本文所做的工作

第2章拼接类型及沉降控制标准

2.1问题概述

2.2不同拼接的类型及特点

2.3拼接段变形机理分析

2.4高速公路拼接段沉降控制标准的提出

2.5高速公路拼接段沉降计算方法

2.6本章小结

第3章拼接段地基处理对策研究

3.1不同地基处理方案分析

3.2轻质路堤填料的应用分析

3.3排水固结法

3.4复合地基法

3.5不同处理对策的技术经济分析

3.6本章小结

第4章EPS轻质材料在拼接段中的应用研究

4.1 EPS的物理特性

4.2 EPS块体的工程力学特性

4.3 EPS轻质路堤断面结构设计研究

4.4 EPS轻质路堤的设计

4.5 EPS轻质路堤的现场试验分析

4.6本章小结

第5章控沉疏桩复合地基的设计计算

5.1控沉疏桩复合地基的设计

5.2复合地基承载力计算

5.3控沉疏桩复合地基沉降计算

5.4控沉疏桩复合地基的试验分析

5.5控沉疏桩现场原位加载试验分析

5.6本章小结

第6章控沉疏桩复合地基有限元分析

6.1概述

6.2控沉疏桩复合地基的固结有限元分析

第7章结论与展望

7.1全文总结

7.2需进一步研究的工作

参考文献

致谢