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近几年,随着国家经济的快速发展,高速公路、电气化铁路等大型工程兴建,时常会遇到大面积地基处理的问题,而动力加固和电渗法是软土地基工程中常用的处理方法。而佛山市长一环乐从段位于珠江三角洲地区,沿线分布有软土地基,该类软土具有含水量高、压缩性高、渗透性低、天然强度低的特点,是典型的珠江三角洲地区软土。因此,在建设此类高等级公路时,必须进行软基加固处理。
高速公路对地基变形量的要求很高,一般要求在使用期内路堤的工后沉降不超过30cm,路桥搭接处不超过10cm。地基加固的费用占总投资的比重很大,约为1/3,甚至更大。所以选取经济、有效的加固方案非常重要。但要较好的完成这一工作并非易事,这是一项复杂的系统工程,要考虑土的特性、产生压缩变形的机理、加固方案的成熟性和质检的难易程度以及施工队伍的素质等等条件,只有这样才能确定科学合理的加固方案。
软土沉降课题研究的另一子课题是沉降过程的研究,这对高速公路建设有非常重要的意义。对于公路建设,为了保证路面的质量,根据路面质量的要求来决定工后沉降的指标,据此来确定软基的预压时间。这需要充分研究沉降的过程,才能准确地确定路面的铺筑时间。
广东航盛公司在佛山一环大面积施工前,根据本工程的地质条件,对两种方法做了大量的试验,分别对沉降、孔隙水压力、土压力应力、应变内容进行了测试,得到了大量的第一手资料,如动土压力等参数在国内的高等级公路建设上还是首次取得数据。利用这些监测数据,分析软土加固效果,提出有利于工程施工的合理化建议,对在软土地区进行动力加固和电渗地基无疑具有很大的参考价值。
本文主要从以下两个方面展开了研究:
1.结合以往的试验经验,以实验数据为突破口,两种方法的加固效果和土体强度展开比较,确定各自的适用范围。研究段表明,对于夹砂层较多的路段,强夯产生的超静孔隙水压力消散较快,加固效果较明显,可以采用动力固结方法进行软基加固,并可以替代等超载;电渗可能与真空预压具有类似的特点,可以主动排水,固结速率加快。但是,单独应用时加快沉降的效果不显著,与堆载联合应用时加快沉降的效果较好。
2.动力加固的加固机制,采用三维问题的变分原理和有限元法来定性模拟强夯过程,对饱和土结构在受夯击时的变形和渗流情况进行分析;电渗法的加固机制采用二维问题的变分原理模拟电渗过程,对饱和土体结构在电渗过程中的变形和渗流情况进行分析。通过选用两种方法的对比分析,得出动力加固对本地的软土地基治理比较适合。