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分析市政公路软土地基加固施工方法

发表时间：2020/11/20 来源：《基层建设》2020年第22期作者：董伟华

[导读] 摘要：随着大规模市政公路建设，软土地基中的道路设施逐渐成为市政公路工程的主要成因。

        中国化学工程第十六建设有限公司湖北省宜昌市 443000
        摘要：随着大规模市政公路建设，软土地基中的道路设施逐渐成为市政公路工程的主要成因。质量。这个软土路基处理的主要目的是改善软土路基的工程性质，使其达到有关规范对稳定性的要求以及基金会本文对软土路基处理技术的应用进行了详细的介绍，并探讨了技术创新及在道路工程施工过程中的应用、软土路基处理。
        关键词：市政公路；软土地基；加固施工方法
        引言：在市政公路使用期内，路基沉降和路面开裂问题日益突出。在高速市政公路软土路基扩容工程中，在旧路面与改扩建路面交界处设置水泥土搅拌桩幕墙（MSCPCW）。利用弹塑性有限元分析软件对软土地基的沉降和施工过程进行了模拟。数值模拟结果与试验结果吻合较好，表明数值模型能够较好地描述水泥搅拌桩和软土地基的变形。MSCPCW与地基处理相结合的方法可以有效地控制膨胀市政公路工程新旧路基的差异沉降。通过来自市政公路管理、设计、施工、科研企业的具有丰富软土治理经验的专家咨询调研分析，对不同软基处理方法进行了可靠性评价深度结果表明，在珠江三角洲，处理方法的可靠性从高到低如管桩基础、CFG桩复合地基、排水固结法和轻质材料置换法；排水固结法，搅拌桩复合地基，软土深度达到20 m以上，管桩基础法将普遍用于软土地基处理。
        1.市政公路软土地基加固施工的必要性
        在我国的一些地区，市政公路逐渐缩小，存在的道路越来越宽。市政公路扩建工程中深厚软基路堤的加宽将产生新、旧路基之间的附加沉降和不均匀沉降。不均匀沉降会引起旧路基变形。这将严重地引起路基和路面的裂缝和下沉速度。工程实例表明，单地基处理的效果是有限的。为解决新老路基沉降不均匀的问题，在软土地基处理中应采用各种软基处理技术。本文介绍了用PL轴有限元软件进行软土地基沉降测量的工程实例，并进行了试验分析。PI-AXIS.AXIS还可用于分析影响市政公路运营不足变形的相关参数。[1]
        2.工程案例
        某市政公路软土地基分布广泛，路堤顶宽26m，高5.5m，边坡1：1.5，底宽42。.5米表1显示了土壤的物理力学特性。软土地基采用堆载预压排水固结法，袋装砂井间距1.0m，直径70 mm，梅形布置，设计深度10m。[2]
        3.数值模型
        基于对称路堤，采用有限元模型建立了高速市政公路半路堤的数值模型，地面深度26m，水平100 m。土基础和路堤的数值模型采用弹性理想塑性，参数的具体值，并考虑了边界条件。对称轴的左边界不排水，垂直自由，水平约束；上边界排水，垂直和水平固定；右边界，垂直自由和水平固定；下边界，垂直和水平自由排水。为了解决井筒的啮合问题，本文采用了柴氏提出的等效垂直渗透系数法。砂土排水地基可转化为大于天然地基的等效渗透系数。采用薄层间歇式加筋法施工，能较快地模拟实际施工情况。[3]
        4.数值分析结果
        最大的沉降发生在路堤中心，向每边逐渐减少。

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沉降等高线呈U形分布，坡脚较小。上升。这些理论结果与实际情况是一致的。在合同中，显示最大的侧向变形位于两侧，小的侧向变形位于中心。路堤中心沉降时间曲线，推导出计算曲线与实测曲线接近，使数值模型能够准确预测地基沉降随时间变化的过程。[4]
        5.Mscpw与复合地基的组合
        水泥搅拌桩布置在新路堤下。间距是2m。该部分采用有限元法进行平面应变分析，使具有一定间距的水泥搅拌桩按照等效原理（见方程1）与水泥搅拌桩墙等效。其中ES为土的弹性模量；EP为桩的弹性模量；d为桩径；d为桩间距。根据方程（1），计算出等效弹性模量为35。3 MPa。帷幕搅拌桩的其他参数。复合地基的数值模型，水泥搅拌桩复合地基在新路堤沉降中的应用较小，但仍会导致道路中央的隆起。肩部附近有更多的沉降物。采用水泥搅拌桩帷幕，可以大大减少新路荷载对旧路的影响，减少施工后沉降，满足拓宽市政公路工程的实际需要。土工合成材料作为软土路堤加固材料的设计通常考虑到施工招标结束和加固服务的最终瞬间，并考虑到蠕变导致的强度降低。这种损失在时间上是逐渐的；而且，由于固结过程，地基土的阻力随时间而变化。在饱和软粘土上设置路堤时，路堤和地基土的性质随着时间的推移而变化，但这些变化的发生率不尽相同，但其它因素对堤防随时间的稳定性有着重要的影响。预测性能和行为随时间变化的需要是基于在设计阶段和施工结束时最初知道的情况。对于软土地基上的加筋路堤，加筋与土体的时变性及其相互关系在求解边坡稳定性问题时显得更加复杂。本文重点研究了在饱和软粘土上加筋和非加筋路堤时，时间因素如何改变加筋和地基土的强度特性。所提出的经验公式表明，只要由于生物降解而导致的土工布强度损失与所需稳定力的降低相对应时，可以选择所需土工布的数量。
        土壤加固技术是目前应用最广泛的改良技术之一。金属带、合成土工布、土工格栅板、天然土工布、随机分布的合成纤维和天然纤维被用作土壤的增强材料。此外，加筋还可以显著提高抗拉强度、抗剪强度、承载力和经济性。椰子纤维，现在最常被视为废物，作为一种资源，生产农用建筑材料来替代木材产品，有许多优点。防蛀、防霉、耐腐、耐温、隔音、不易燃烧、阻燃、不受潮湿、坚韧耐用、有弹性，经常使用后仍能回弹，完全无静电，易于清洁。
        结束语：在我国的一些地区，市政公路逐渐缩小，存在的道路越来越宽。市政公路扩建工程中深厚软基路堤的加宽将产生新、旧路基之间的附加沉降和不均匀沉降。数值分析结果表明，该数值模型能够预测市政公路软土地基在使用期间的变形，验证了数值模型的可靠性，可作为后续研究的理论模型。MSCPCW与其他地基处理相结合的方法可以有效地控制扩建市政公路工程新旧路基的差异沉降。
        参考文献：
        [1]王川.浅谈市政公路桥梁工程施工中软土地基处理技术[J].商品与质量，2019，（4）：283.DOI：10.3969/j.issn.1006-656X.2019.04.270.
        [2]沈朋飞.市政公路桥梁工程施工中软土地基处理技术研究[J].建材与装饰，2016，（7）：271-272.
        [3]肖超.广州南沙地区钉形搅拌桩复合地基沉降特性的试验研究[D].湖南：中南大学，2012.DOI：10.7666/d.y2197155.
        [4]赵永刚.水泥搅拌桩处理高速铁路软土地基研究[D].湖北：中国地质大学（武汉），2010.