长短桩在公路软土地基中的应用研究.pdf
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1、文章编号:():./.长短桩在公路软土地基中的应用研究张丽君(太原公路分局娄烦公路管理段 太原市)摘 要:文章结合工程实况在分析总结长短桩加固机理的基础上采用 软件对长短桩加固地基的公路地基变形特征进行研究对比分析长短桩加固、全短桩和全长桩的加固效果 研究结果表明:长短桩加固方法可在保证加固效果的同时降低工程造价 同时分析长短桩加固地基工况发现地表沉降最大处在路堤中部且随填筑高度增加而增加地表沉降变化曲线随填筑高度的增加其锯齿状变化也越明显路堤填筑对地表沉降的影响范围为路堤坡脚向外.填筑过程中地表水平位移值随填筑高度增加而逐渐增大 关键词:长短桩加固软土地基沉降变形有限元分析中图分类号:文献标
2、识码:引言由于我国地理条件特征高等级公路工程建设中不可避免地会遇到特殊地质 软土具有含水量大、压缩性高、承载力低等特点 刘松玉等在软土地基处理中针对搅拌桩工艺问题提出了双向水泥土搅拌桩技术对比分析了双向搅拌桩和传统搅拌桩施工后的加固效果认为双向搅拌桩工艺能够提高搅拌桩的均匀性消除冒浆现象该工艺下的复合地基的承载能力较传统方式更强 魏星对公路软土地基在交通荷载下的长期沉降进行了研究通过大量试验数据提出了长期荷载作用下沉降的变形计算模型并采用三轴试验进行了模拟试验验证了新计算模型的适用性及合理性 李月光对影响软土路基沉降的各因素进行了梳理在此基础上对各个敏感因素在地基沉降中的影响程度进行了研究利用
3、灰色理论进行关联分析得出了各个影响因素的敏感系数 左殿军等分析了塑料套管混凝土桩加固软土地基的作用机理并进行地表变形、桩应力、孔隙水压力等参数的现场试验研究结果表明桩帽和桩间土的差异性沉降最大值为 桩的应力集中随桩土间的差异性沉降值降低而减小塑料套管混凝土桩能够有效控制路堤的水平位移提高路堤的整体稳定性 赵亮等对比分析了 桩、碎石桩、桩与碎石桩联合加固三种不同方案在贵州某高速公路的处理效果并认为 桩基加固效果最佳 张秀勇等结合室内试验和数值模拟手段对碎石桩复合地基加固软土地基的效果进行了分析结果表明碎石桩复合地基可显著改善深厚软土地基稳定性提高其承载能力 目前对于软土地基的处理方法很多针对不同
4、的工程地质条件有不同的处理方案但理论研究常常滞后于工程实际关于柔性桩和刚性桩相结合的复合软土地基处理方式的相关研究较少 文章采用 软件对长短桩加固的软土地基变形规律进行研究结合某高速公路工程实际进行建模分析以期为工程实践提供参考依据 工程概况某高速公路路基段路线总长.其中桩号范围 .段位于软土地基上 该区段地势西部较高东部较低平均海拔为高差达到.植被发育良好灌木丛生 该地区属于亚热带季风气候降雨量较大年平均湿度在 以上 文章选取的最不利路段为 断面处如图 所示根据地勘资料显示该地区的地震烈度为度上覆第四系残坡积层亚粘土、软黏土下伏二叠系灰岩 该段路堤高度 下部存在软土厚度约 对路堤的稳定性不利
5、不可直接使用 该处的地层 年 第 期 北方交通图 横断面(单位:)自上而下为四层分别为淤泥质土、软黏土、碎石土和灰岩其中淤泥质土的厚度为 软黏土层厚度为 碎石土层厚度为 最底层为较坚硬的灰岩 针对项目地质情况采用长短桩加固地基的方法处理 路堤宽度为 高度为 坡率均为 见图 长桩采用 桩短桩采用水泥搅拌桩 短桩作用于软土层为长 的圆形桩桩径 长桩穿过软土层达到持力层桩长 桩径.长短桩间距为 为加强桩和桩间土的共同作用桩顶铺设.厚的级配碎石褥垫层 数值模拟计算分析.模型的建立 软件涵盖了岩土工程中常见的本构模型如摩尔库伦、邓肯张、修正剑桥黏土模型等具有良好的工程适应性因此文章采用 软件、平面模型进
6、行模拟计算在模型建立时为减小边界尺寸对模型运算的影响应将模型的尺寸尽量增大但模型尺寸过大又不利于模型的计算根据填方高度等参数确定模型尺寸为 具体如图 所示 土层均采用平面应变单元选用摩尔库伦本构模型长短桩均采用梁单元属性、弹性本构模型其余模型参数参照图 划分网格单元时将路堤划分为 层每层厚度为 以便模拟施工填筑 网格密度均为 有限元模型如图 所示模型参数见表 图 有限元模型 有限元软件采用激活和钝化单元模拟结构的实施采用施工阶段管理模块对模型进行施工阶段模拟 模型建立完成后首先施加重力和边界条件恢复原有的自重应力状态此时应将位移清零再实施加固结构及长短桩和褥垫层单元激活进而分层(每层)填筑路基
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