高速公路拓宽工程沉降控制复合地基优化设计

按沉降控制设计理论,结合有关公路设计规范、路面功能性和结构性的要求以及有限元法分析路基差异沉降引起路面附加应力的计算结果,提出了采用工后路基路拱横坡度变化小于等于0.45 %作为软土地基上高速公路拓宽工程的容许新老路基差异沉降控制标准。采用有限元法对佛山-开平高速公路拓宽工程标准断面进行分析,采用不同参数计算出水泥土搅拌桩复合地基的新老路基差异沉降。根据沉降控制标准,优化出既满足新老路基差异沉降控制要求,又效益最优的高速公路拓宽工程软土路基水泥土搅拌桩处理的设计参数,即工程水泥土搅拌桩采用面积置换率为8.9 %(对应桩间距1.6 m),桩长8 m,桩径为0.5 m,水泥掺入比为15 %;实际使用时,考虑桩土存在一定的不协调,可适当提高桩体面积置换率达10.1 %（对应桩间距1.5 m）。     

高速公路扩建工程软基拓宽的沉降监测与分析

高速公路拓宽建设中新老路基特别是软土路基的固结沉降与力学性质的差异将引起严重的路面开裂,因而控制其差异沉降、防止拼接处路面开裂成为扩建工程软基处理中的技术关键。针对采用薄壁管桩和粉喷桩处理的软基路段,选取具有典型地质条件及较高填方的断面,通过埋设地面沉降板,对拓宽路基及新老路堤结合部进行了为期9个月的沉降动态监测。监测结果表明,拓宽路基的累计沉降及差异沉降均很小,后期沉降速率小于控制标准,为新老路基差异沉降的评价提供了依据;薄壁管桩用于处理埋深大、层厚大的拓宽软基及粉喷桩用于处理埋深浅、层厚较小的拓宽软基具有各自的适用性,拓宽后的新老路基已形成整体性强的复合地基,达到了路基拓宽的理想效果。     

不同软基处理方式下高速公路加宽工程变形特性分析

交通量的迅速增长使越来越多早期建成的高速公路需要拓宽改建,而如何根据老路的地基处理方法合理选择新路基下软基的处理方法成为主要技术难题之一。以实体工程为依托,采用有限元方法分析了新老路软基采用不同处理方法对加宽工程道路变形的影响。结果表明,新路基采用塑料排水板对施工期老路扰动很大,而采用复合地基可有效降低工后沉降和施工期老路变形。同时,地基内水平位移分布为采用应力隔离墙降低新路荷载对老路的影响提供了理论依据,隔离墙深度可根据水平位移集中区的埋深确定。此外,当新路采用复合地基时,施工期老路沉降变形受老路固结状况的影响较小。     

改扩建软土路基的变形分析与控制对策

针对典型公路的改扩建工程,通过现场原位试验对比研究了新老路基地基土体的差异性,老路基土体力学性质整体好于新路基,但这种差异主要表现在浅部一定深度范围内,且随老路堤高度增加而增大,超过这一深度范围后,新老路基土体力学性质差异不大。借助数值预测方法,分析了拓宽路基在运营期的沉降变形和可能引起的路面病害。结果表明:未经处理的软土地基会引起路基较大的工后变形,同时带动老路基产生固结沉降,影响新修路基的稳定性;而新老路基土刚度差异较大时,易导致新老路基产生过大的差异沉降。防治工程病害的关键在于提高路基的整体强度和稳定性以及新老路基的变形协调控制。     

搅拌桩处理软土地基的离心机试验研究

通过无处理软土路基和搅拌桩复合地基的土工离心模型试验,探讨了路基沉降与时间的关系、搅拌桩对路基沉降控制的效果以及桩顶、桩底、桩侧不同深度处的应力分布和不同深度处的桩身应变,对京沪高速铁路路基处理措施的选择和复合地基的理论计算有一定的指导意义。     

高压旋喷桩在软土地基加固中的应用

根据对沪宁高速公路某桥桥头软土地基不均匀沉降进行的加固处理,分析了高压旋喷加固方法处理软土地基的可行性。经过通车后的使用,加固效果明显,可以应用于已建高速公路的路基加固工程。     

泡沫混凝土拓宽路基的差异沉降研究

在分析泡沫混凝土用于高速公路路基拓宽模式的基础上,建立了泡沫混凝土拓宽路基的附加应力计算模型;推导了新老路基差异沉降计算公式,并结合绍(兴)诸(暨)高速上三段拓宽工程的建设,分析了泡沫混凝土拓宽路基的地基附加应力分布规律和沉降特性以及拓宽参数对新老路基不均匀沉降的影响.研究表明,随拓宽宽度增加,老路受影响范围越大,不均匀沉降增大,最大差异沉降率非线性增大;零征地拓宽时,拓宽对老路沉降基本没有影响;随开挖宽度增加,泡沫混凝土的“应力置换”效果增强,路基的不均匀沉降减小,最大差异沉降率减小.     

邯郸东部工程地质特征及地基处理方案研究

在工程实践基础上,对邯郸东部地基处理方法的设计,施工工艺、质量控制及施工效果进行了分析和比较,在经济技术分析和环保分析基础上,确定了本区地基处理方案的选择原则。提出了当设计地基承载力特征值大于或等于200kPa时,应采用CFG桩法进行地基处理;当设计地基承载力特征值小于200kPa时,东区应采用水泥土搅拌桩（干法）复合地基,西区应采用夯实水泥土桩法复合地基或水泥土搅拌桩（湿法）复合地基,北区和南区应采用水泥土搅拌桩复合地基。     

某高速公路桥头过渡段深层软土路基沉降控制方案探讨

高速公路因行车速度较高，对路面的平整度要求较高。桥头过渡段深层软土路基沉降控制效果是软土广泛分布地区影响道路平整度的重要因素。沉降控制不足往往会导致桥头跳车现象的出现，进而严重制约着道路的通行速度和行车安全。本文以南部海湾地区某高速公路桥路过渡段深层软土路基为对象，分别开展了水泥土搅拌桩复合地基和素混凝土桩复合地基沉降控制的对比计算分析。结果表明素混凝土桩对深层软土路基工后沉降控制的效果更好，可以满足公路建设对桥头过渡段深层软土路基沉降量的控制要求。     

扩建高速公路拼宽段软土路基加固处理技术研究

正随着交通基础行业建设的不断发展,现行道路已难以满足日益剧增的道路交通量需求,对现有道路进行改扩建成为必然。路基改扩建的重难点在于新老路基结合的整体稳定性,特别是软土路基段,由于其具有含水量高、天然空隙比大及灵敏度高等特点~([1]-[2]),与新老路基压实度及固结沉降期存在较大差异,扩宽拼接位置易出现纵向裂缝,因此,软土路基处理是路基沉降控制的关键~([3]-[4])。本文依托某扩建高速公路工程,结合设计及现场实际施工经验,对水泥搅拌桩+钢塑格栅及预应力管桩+钢塑格栅两种软基拼宽施工关键技术进行研究,并通过现场监测对处理效果进行验证,以期为类似扩建高速公路软基拼宽路段设计与施工提供参考。     

钢渣桩复合地基作用机理研究

在钢渣的力学特性试验基础上,得到了其抗剪强度、抗压强度和钢渣混凝土水灰比试验的单轴抗压强度值.并分别从钢渣自凝前、自凝后两个方面对钢渣桩复合地基的作用机理进行了研究.结果表明,钢渣桩复合地基作用机理类似于碎石桩和水泥土搅拌桩复合地基,其加固软土地基效果明显.     

软土路基“波浪型”不均匀沉降及其机制分析

在软土地基上修建道路,变形是控制道路质量和正常使用的主要因素。天津东疆港道路建立在经真空预压加固后的吹填土地基上,道路使用3 a后产生了严重的"波浪型"不均匀沉降,严重影响了车辆的行驶及人的生命安全。通过分析软土路基产生波浪变形的机制,提出了道路在建成后产生初始波浪变形,在车辆荷载作用下加剧了这种不均匀沉降的理念;建立了软土路基在波浪变形初值缺陷条件下的力学模型,通过力学分析与计算得出,在初始波浪变形条件下路基波谷受到比波峰大的车辆荷载;路基波峰与波谷处车辆动载大小的不同是加剧地基不均匀沉降变形的原因。提出利用土工格栅的加筋作用可减小不均匀沉降,通过有限元方法分析了该措施的加固效果。     

桩土共同作用设计理论研究

对桩土共同作用理论作了初步探讨,对不同桩距下复合桩基设计方法进行了讨论。提出当桩为摩擦桩或端承摩擦桩时,刚性桩复合地基不设褥垫层比设垫层更经济、安全。认为在控制复合桩基的总安全度及变形的前提下,可明确按桩土应力比进行设计,设计桩土应力比无须等于实际桩土应力比,并对目前疏桩基础设计方法存在的问题进行了讨论,提出了改进意见。     

支护参数对复合支护基坑变形的影响分析

复合支护技术作为一种有效支护浅基坑（H≤7 m）的围护结构得到了广泛运用。在工程实践的基础上,运用平面弹塑性有限元法,从不同的支护方法及支护参数分析讨论了对变形的影响,初步得出基坑的侧向变形特性。对于采用复合支护的基坑,它的最大位移发生在基底附近,这与采用土钉支护的基坑不同。对于复合支护的基坑,采用适当的坡度可有效地提高支护效果。     

高压旋喷桩复合地基承载力与沉降计算方法分析

以具体工程为背景,以准确翔实的承载力与沉降量实测资料为依据,以高压旋喷桩复合地基的承载力、沉降量实测值与计算机值进行了对比与分析。结果表明，旋喷复合地基载荷试验时承压板下桩数不同，测得的复全地基承载力也不同，承压板下桩数越多，所得的承载力标准值越低；高压旋喷桩的加固深度与承台宽度的比值I/B对复合地基沉降量的计算机有较大影响；用分层总和法计算机复合土层的沉降量时，复合压缩模量的不同计算方法，会使计算结果出现较大差异。     

考虑应力历史的冲刷对沉箱加桩复合基础水平振动特性影响研究

水流的冲刷效应会导致桩身周围土体的减少及土体应力状态的改变,而对沉箱加桩复合基础的动力特性产生显著的影响。提出了动力Winkler模型,建立了沉箱加桩复合基础受冲刷后考虑应力历史改变影响的动力阻抗计算方法,并通过与海绵边界动力有限元方法的对比,验证了其合理性。对沉箱加桩复合基础工程实例计算结果表明,冲刷对复合基础的动刚度及阻尼有比较显著的影响,且随着冲刷深度的加大,影响更为显著。仅考虑基础侧向土体的减少是不够的,应力历史的改变还会进一步弱化基础承载特性,从而放大结构动力响应,对忽略土体应力历史改变而计算的动力阻抗值是相对偏大的,且应力历史的改变会明显增加基础的共振幅值,但对共振频率大小无明显影响。     

CFS桩处理软弱地基的试验研究

介绍了一种新兴的地基处理技术--水泥粉煤灰钢渣桩（CFS）。采用现场大面积堆放钢坯的方式,模拟研究了CFS桩复合地基工作期间的承载特性,得出了堆载条件下基底的最终沉降量、桩间土体深层水平位移及竖向附加应力分布、临近的人工挖孔桩水平位移及其桩体前（后）附加应力变化等规律,探讨了堆载作用下CFS桩复合地基-临近桩体的共同作用机理。此外,研究了CFS桩施工所引起的环境效应,得出了CFS桩成桩过程中地基土侧向附加应力在水平、垂直方向上的变化规律及A,B试验区受桩体施工影响的地面隆起量。     

Finite element modeling of the consolidation behavior of multi-column supported road embankment

A multi-column composite foundation is a new concept utilizing different column types with varying lengths and diameters to support the embankment fill and to mobilize the strength and stiffness of the soil at shallow depths. This study presents the results of finite element analyses using the finite element software PLAXIS to investigate the consolidation behavior of a road embankment constructed on a multi-column composite foundation. The finite element results are calibrated for a period of 200 days. The settlement, horizontal displacement, differential settlement, column axial force, and the development and dissipation of excess pore pressure are presented and discussed in detail. It is concluded that a multi-column composite foundation allows a fast rate of consolidation and significantly increases the embankment stability. A multi-column composite foundation formed by CFG–lime columns is more effective than one formed by SC–lime columns. The CFG–lime columns improve the long-term stability of the embankment because the compression modulus of CFG columns is significantly greater than that of SC columns.