对软土路基处理设计热点问题的探讨

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 对软土路基处理设计热点问题的探 讨 摘要：本文从软土路基处理方法 比较和设计参数的选取入手，并结合其 特点对软土路基处理方法提出一些自己 的看法，以供同行参考。 中国论文网 /2/view-12901187.htm 关键词：软土路基；处理设计； 热点问题；探讨 Abstract: this article from the soft soil subgrade treatment methods are compared and the selection of design parameters of and in combination with the characteristics of soft soil subgrade treatment methods put forward some opinions of his own, for peer reference. -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 Key words: soft soil subgrade; Processing design; Hot issue; explore 中图分类号：F123.6 文献标识码： A 文章编号： 1、软土路基处理的设计原则 软土路基处理的主要目的是：路 堤不会产生局部和整体剪切破坏，满足 强度及稳定性要求；公路使用期不致发 生较大的沉降和不均匀沉降，以保证路 面结构的完整和车辆高速平稳行驶。结 合近几年国内对软土地基的处理经验， 要通过软土地基处理技术完全消除工后 沉降是不可能实现的，也就是说在施工 后修补沉降是不可避免的。因此，软土 地基处理应结合当地工程地质条件、经 济技术条件和施工工期要求，制定切实 可行、经济合理的处理措施，使处理后 的工后沉降满足地基处理设计的控制指 标。 2、关于软土路基设计参数的选 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 用 软土路基设计的成败，不仅取决 于处治方法的选择是否合理，往往还与 软基土体参数的合理选用有密切的关系。 软土地基处理，需要进行大量的 取样试验，才能获取设计需要的参数。 软土的设计参数主要包括两个方面：力 学性质和压缩性质。 软土力学性质的确定主要采用原 位测试与室内试验相结合的方法。原位 测试以静力触探和十字板剪切为基础， 可以确定软土的承载力和抗剪能力，与 室内试验对土样进行快剪和固结快剪所 得的抗剪指标作一综合分析，可确定软 土的抗剪强度。 压缩性质的确定主要采用对原装 土样进行径向和竖向压缩以模拟在进行 排水处理情况下。土体径向和竖向的排 水能力。高精度的勘察是准确获取设计 参数的前提条件在勘察可靠的情况下， 设计人员在设计时仍然有一些问题需要 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 注意： 1) 孔隙比、含水量和密度等物理 参数的选取一般不存在很大的问题，直 接采用试验结果即可； 2) 在进行沉降分析时尽量采用 ep 曲线，而不要采用压缩模量 Es-p 曲线，因为这二者中 ep 曲线是原始 的，而压缩模量 Es-p 曲线是通过 eP 曲线导出的，在推导过程中可能产生一 定的误差； 3) 在进行路基稳定分析时，快剪 和固结快剪的指标选取要注意室内实验 与原位测试相结合，一般室内实验比现 场测试得到的土体内聚力要小得多，设 计时应结合土体性质和工程的重要性， 综合选取。 3 软基处理方法比较 软基处理方法有袋装砂井或塑料 排水板堆载预压排水固结和复合地基等。 各方法特性、适宜范围见表 1。 表 1 各类软基处理方法比较 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 从表 1 可以看出，复合地基法处 理软弱地基效果好，见效快，但造价高， 一般用于控制总体工期的路段。预压排 水固结法处理软弱地基，效果好，造价 低，但需要的施工工期长。 4、软基处理设计方法 4.1 排水固结法 软土地基中的孔隙水在路堤荷载 作用下产生超孔隙水压力，促使孔隙水 逐渐排除，软土孔隙被压缩。引起路基 的沉降变形，这一阶段产生的沉降变形 即为路基的固结沉降。为了使沉降变形 在路基施工阶段完成，需要加快地基的 固结沉降速率，减小路基工后沉降，为 此常用塑料板排水和袋装砂井排水等措 施通过改善地基土体的渗透性和缩短排 水路径的措施处治软土地基。 软土地基固结沉降分析多采用二 维固结理论，软土路基稳定性分析出于 安全性的要求不考虑土体内聚力 C 随着 固结而逐渐提高的状况，而只考虑土体 摩擦角的提高，另外不考虑袋装砂井中 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 砂对土体强度的影响。如果稳定系数不 满足可考虑在软基表面铺设土工格栅和 反压护道等措施进行处理。 4.2 桩体复合地基设计 复合地基的工程特性主要体现在 以下几个方面：能够提高地基的承载力， 减少上部结构物的沉降变形；采用复合 地基提高地基密实度，改善地基的排水 条件等，提高沙性土的抗液化能力；桩 体在地基中具有加筋作用，能够提高地 基土的抗剪强度。增强地基土的抗滑能 力。根据复合地基中桩体材料的不同。 可以将桩分为柔性桩和刚性桩两类。不 同类型的桩体复合地基其设计方法各不 相同，对其分述如下： 4.2.1 柔性桩复合地基设计 复合地基的相对刚度定义为： 其中桩的柔性指数 桩的长径比 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 以 K 是否大于 1 来判断复合地基 是刚性还是柔性的。柔性桩复合地基的 特点是桩体的刚度相对桩间土体来说不 大，常用的处理方法有搅拌桩、旋喷桩、 碎石桩、土桩、灰土桩和石灰桩等，其 中碎石桩兼有排水同结的功能。 这类复合地基加固区的主固结沉 降计算方法主要有复合模量法、应力修 正法和桩身压缩模量法，因设计中关心 地基的工后沉降，如采用复合模量法， 则工后沉降难于确定。但可根据经验将 总沉降乘以一个系数得到工后沉降。采 用应力修正法计算压缩量时。可根据桩 间土分担的荷载。按照桩间土的压缩模 量采用分层总和法计算加固区土层的 压缩量，在计算分析中忽略桩体的存在。 此时桩间土体分担的荷载 pS 为： 可以看出，此时的关键问题就变 为确定一个合理的桩土应力比 n。对于 柔性桩体，可根据等应变理论 n=EPES 来计算 n 值，大小一般在 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 36 之间。桩身压缩模量法是用桩身的 压缩量加上桩底端刺入下卧层的沉降变 形量得到加固区的压缩量。这种方法和 应力修正法一样也要确定桩土应力比， 另外该方法的一个难点是确定桩体刺入 下卧层土中的刺入量。 综合上述分析可知，在柔性桩复 合地基的沉降计算时应该优选应力修正 法。柔性桩复合地基稳定可由容许承载 力或路堤边坡稳定系数来控制，设计位 于与结构物相接的部位，宜用承载力控 制，而一般路基段宜用边坡的稳定系数 控制。 4.2.2 刚性桩复合地基设计 刚性桩复合地基就目前而言，常 用的有 CFG 桩、水泥碎石桩。随着高 速公路对沉降的要求越来越高。沿海地 区开始将已在房建地基处理中广为应用 的管桩引入软土路基处理中。 刚性桩复合地基的稳定度一般用 容许承载力控制。加固区沉降的计算则 是该类复合地基设计中的难点。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 设计过程中由于无法预先做现场 复合地基载荷试验，复合地基承载力只 有根据上部填土荷载大小或结构物对承 载力的要求来确定，导致的结果是 将 会是一个定值，以此来计算的加固区沉 降也必将是一个定值，而与刚性桩的设 计参数无关。这显然是不合理的 刚性桩复合地基的桩土应力比范 围一般在 20100 之间。难于确定，应 力修正法也难于应用。 由于刚性桩复合地基置换率一般 相对较低。复合地基的刚度相对较高， 一般来说桩的承载力可以充分发挥用 桩身压缩模量法计算是可行的。此时可 不考虑桩体本身的压缩量，先按桩的极 限状态荷载计算得到桩端的承载密 度从而计算出桩体在下卧层的刺入量。 此外张世民介绍了一种极限应力法也较 为实用。其思路同应力修正法，只是土 体上的荷载密度 pS 中应力降低系数 按 下式计算： (2) -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 式中， 为刚性单桩承载力发挥 到其极限承载力时，桩体横截面的应力， 其余参数意义同(1)式。 需要注意的是，路堤荷载作用下 刚性桩复合地基桩顶应力过于集中，桩 体容易破坏碎石垫层的整体性，产生桩 顶刺入现象，造成土拱效应，影响高速 公路的使用质量。为避免刚性桩刺入路 堤内部，可增大垫层与桩体的接触面积， 在桩顶配置桩帽。 5、结束语 本文根据软基不同处理方法的特 点，粗浅地归纳了几点对软土路基处理 设计的认识。 1) 软基处理中主要需解决的是沉 降问题，要结合实际情况选择好具体方 法。 2) 排水固结法是首选方法，其成 本低，施工简单，施工质量比较理想， 但出于安全性的要求不考