土工加筋技术在高速公路路基加宽中的应用概述

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1、土工加筋技术在高速公路路基加宽中的应用概述第一章绪论1.1引言改革开放以来，我国高速公路路网的建设与完善对国民经济命脉起到很重要的作用。但是，在高速公路前期修建的时候，考虑到我国当时的经济状况和技术的限制，双向四车道占了大多数，如广佛高速、沪宁高速和沈大高速等。随着我国加入dash;佛山)高速公路，全长共15.7km，作为广东省第一条高速公路于1989年竣工通车。1999年，为了缓解巨大的交通压力以及解决长久形成的路基路面病害，广佛高速公路开始改扩建，将原设计方案的四车道部分加宽至六车道，部分加宽为八车道。采取的加宽方式是两侧加宽。但是，在整个

2、高速公路中存在长达4.8km的软土地基路段。其原有软土地基的处理方案为袋装砂井加砂垫层或砂垫层，而加宽软基的处理办法是采用粉喷桩(部分粉喷桩)加砂垫层。沪杭甬高速公路于2000年开始进行改扩建，全长共248km，为了尽量减少加宽过程对交通量的影响，采用了分段施工方式进行。成为我国首条在不断交、不分流的前提下完成的。原设计方案的四车道加宽成双向六车道，采取的加宽方式为双侧加宽。其中软土路段长约23km，其原有软土地基的处理方案为塑料排水板+堆载预压、粉煤灰路堤。而加宽软基的处理办法是预压、塑料排水板+等载预压、粉喷桩、路堤桩+土工格栅。..第二章

3、高速公路加宽工程不均匀沉降变形分析2.1新老路基不均匀沉降机理横向裂缝和纵向裂缝是其中两种主要常见的病害情况，而在平原地区的路面病害中，主要以纵向裂缝为主，位置大部分出现在新老路基的结合处并且靠近老路部分。针对本课题所研究京港澳加宽段均在平原地段，因此本章主要讨论横向不均匀沉降的机理。新老路基不均匀沉降主要有三部分组成，即：新老路基的地基固结差异变形、新路基的压缩变形和新老路基结合部强度不足[24]。新路地基土体固结时间长、压缩性大，并且施工结束后沉降还是很大，然而老路基下的地基土却由于受到长期的自重荷载和反复车辆活载的作用其固结变形已基本完成

4、，因此新老路基不同的固结变化就会使地表发生不均匀变形。如果地基为软土地基，那么这一部分变形更大。(如图2-1所示)。当加宽路基填方比较高、填土路基压实度不足时。老路基在自重作用下，压缩变形已基本完成；但是新路基在加宽结束后仍有比较大的压缩变形。因此，在工程地质条件良好的情况下，新路基的压缩变形是占主导地位的。而软土地基时，新路基压缩变形和地基压缩加起来构成了主要变形。其过程如图2-2示意。2.2不均匀沉降计算研究高速公路改扩建工程中，老路固结已基本完成，而新路基的填筑会导致老路基的产生新的附加沉降，加宽工程中老路基的附加沉降与新路基和新地基总沉

5、降的差值就是横向不均匀沉降。为了便于对比区别，老路基的沉降曲线与新路基填筑造成的附加沉降曲线如图2-3所示。综上所述，无论是新路地基的沉降还是老路地基的附加沉降计算均采用了分层总和法，该方法只能计算地基土各层的沉降变形量，而没能考虑路基本身的固结变形。但是运用数值模拟计算时就考虑到了路基本身的变形，因此，二者之间的计算值有较大的出入，建议使用有限元进行沉降计算，同时通过现场实测进行系数的反馈，使数值模拟时的参数更加准确。本章首先讨论了高速公路加宽时产生横向不均匀沉降的组成和原因；其次，对新路地基沉降和老路地基附加沉降的分层总和法进行了分析；最后

6、，指出采取分层总和法进行沉降计算的缺陷，并建议使用有限元进行沉降计算。..第三章加筋理论与有限元基本理论.......153.1加筋土基本理论........153.1.1土工合成材料定义与分类..........153.1.2主要作用及加筋机理分析..........163.2有限元基本理论及PLAXIS有限元分析软件简述.......193.3本章小结.......22第四章高速公路加宽工程中加筋技术优化研究......234.1.建立模型......244.2.有限元分析.........334.3.本章小结......42第五章CFG桩

7、网复合地基在高速公路加宽中的应用..........435.1CFG桩网复合地基概述.......435.2CFG桩网复合地基加筋布置分析....515.3CFG桩网复合地基中CFG桩的优化分析........46第六章现场试验研究6.1工程概况河北省涿州（京冀界）至石家庄公路改扩建工程老路扩建段（K42+602～K231+445）起自河北省与北京市交界的琉璃河附近，沿途经涿州市、高碑店市、定兴县、徐水县、保定市区、清苑县、望都县、定州市、新乐市，止于石家庄市沙河特大桥南岸。由第四章的数值模拟分析可知，主要研究了加筋技术在正常地基和软土地基时的

8、两种情况，其中在正常地基和压缩性较低的软土地基上采用的加筋方案是底层铺设土工格室，路床部分铺设两层土工格栅；在压缩性较大的软土地基采用的是CFG桩网复