遂西高速公路软弱地基处理方法研究

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1、遂西高速公路软弱地基处理方法研究第1章绪论1.1公路软弱地基处理的目的和意义公路交通覆盖面广，机动灵活，时效性强，既具有通道功能，又具有集散功能，是综合运输体系的基础。高速公路具有较强的通行能力、行驶速度比较快，在交通运输中具有很大的优势。实践表明，高速公路在综合运输大通道中具有十分重要的地位和作用⑴。我国幅员辽阔，地形地貌复杂，土质条件多样。在道路建设的过程中，会遇到各种各样的软弱地基问题[2]，诸如压密软點土、液化地基等，这些软基问题对道路建设具有很大的影响。对软弱地基问题处理的好坏，直接关系到道路的工程质量和效益，所以对高速公路软弱地基进行研究具有很重要的现实意义。《公路软土地基

2、路堤设计与施工技术规范》[3]、《公路工程名词术语》[4]、《铁路工程设计手册》[5]、《岩土工程勘察规范》[6]、《工程地质手册》、《建筑地基基础设计规范》[8]、《水运工程混凝土施工规范》都对软土给出了较为具体的定义。归纳起来，对于软土主要的特征描述为：天然含水率高、孔隙比大、压缩性高、强度低、渗透性差等。常见的软土天然含水率接近或大于液限，孔隙比大于1，不排水抗剪强度小于35kPa。.1.2软弱地基处理的方法和分类由于软土的固有复杂特性，其上修筑高速公路常出现过大的沉降变形，造成不同程度的路基路面变形、损坏，影响行车舒适度和安全性，缩短道路使用寿命。对于天然地基无法满足强度和变形

3、要求的路段，必须进行适当处理。如何切实做好软土地基、的处理和变形控制，减少工后沉降和沉降差，是保证高速公路建设质量的关键。软基处理方法对加固效果和施工工期有这重大影响，而且直接关系到工程费用的闻低。由于地基条件不同以及工程对地基的要求不同，而且施工机械、材料也因地区和部门不同而有较大的区别。因此，应针对每一具体工程进行细致分析，以选出技术上可靠、经济上合理，且能满足施工进度要求的最佳处理方案，也可采用两种或两种以上的组合处理方案。同时，还应考虑环境保护、节约能源等方面的因素，各种软基处理方法有着各自的特点和适用条件。利用插板机械在含水率大、孔隙比大、压缩性高、深厚的软土地基中插设具有良

4、好透水性的塑料排水板，从而在软土地基中形成竖向的排水通道。塑料排水法质量易于控制，适应地基变形能力强，重量轻，搬运方便，插设机械形式较多，断面尺寸小，插入是对地基扰动小，连续性好。此法要求必须进行堆载预压,因此工期相对较长，处理深度一般在15-20m之间，对加速排水效果较好，处理费用低。..第2章碎石桩复合地基承载机理的分析研究2.1概述目前，碎石桩的施工技术得到了一定的发展，碎石桩的施工方法多种多样，按其成桩过程和作用可以分为四类[18]，如表2-1所示。在处置软弱點性土时，碎石桩在形成以后，碎石桩的桩体就和桩体间的土共同承担荷载，组成一种复合地基，桩体部分的软弱點性土被密实的碎石置

5、换，因为碎石的强度和抗变性能等都比周围的软弱點性土强，当碎石桩和软弱點性土共同形成软弱地基承担荷载时，其承载能力就得到增强，当进行路堤修筑时，其沉降量就会比较小。在此过程中，复合地基的稳定性得到了显著的提高，其抗破坏的能力也得到了明显的增强。当荷载加载在碎石桩复合地基上时，在刚开始的阶段，荷载在传递给复合地基时，桩体承担的荷载和土体承担的荷载差距不大，此时的桩土应力比显得比较小。当荷载逐渐增大时，此时应力开始向桩体进行集中，桩体承担的荷载开始变大，而桩间土承担的荷载减小，桩土应力比增大。当荷载增大到一定程度时，桩体进入塑性状态，桩土应力比《降低，桩和土同时进入塑性状态，应力比趋向一定值

6、。2.2碎石被复合地基的加固机理软弱地基的地基土的物理力学及其化学性质不同，碎石桩在处置软弱地基时的加固机理也不同。黏性土结构为蜂窝状或絮状结构，颗粒之间的分子吸引力较强，空隙很大，渗透系数很小。对于非饱和點性土，地基沉管是能产生一定的挤密作用。但对于饱和黏性土地基，由于沉管成桩过程中的挤压和振动等强烈的扰动，薪粒之间的结合力以及薪粒、离子、水分子所组成的平衡体系受到破坏，孔隙水压力急剧升高，土的强度降低，压缩性增大，在砂石桩施工结束后，在上覆土的压力作用下，通过砂石桩良好的排水作用，桩间點性土发生排水固结。同时，由于薪性、水分子、离子之间重新形成新的.稳定平衡体系，使土的结构度得以增

7、强[42]。对黏性土地基，砂石桩的作用不再是使地基挤密，而最显著的作用是置换。砂石桩之所以可以起到置换作用，是因为碎石桩的体积内的碎石替换了不良的软弱地基土。用碎石桩处理粘性土地基时，碎石桩桩体的刚度比较大，而桩体周围的刚度比较小。在桩体和地基土共同的作用下，整个地基的承载能力得到了显著的增强。桩与土共同承受荷载的能力高于原地基土，并且桩体承担的荷载较大。桩体应力和桩间點性土应力之比值称为桩土应力比，一般为2-4。当处置土层厚度较小的软弱土层时