聯(lián)網(wǎng)公路軟基路堤設(shè)計(jì)論文

時(shí)間:2022-07-16 04:40:00

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聯(lián)網(wǎng)公路軟基路堤設(shè)計(jì)論文

摘要摘要:對東莞鎮(zhèn)區(qū)聯(lián)網(wǎng)公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)過程做了簡要論述,并結(jié)合工程實(shí)際情況介紹了塑料排水板、粉噴樁等軟土地基路堤的計(jì)算方法。

摘要:軟土地基公路路堤設(shè)計(jì)軟基計(jì)算

東莞鎮(zhèn)區(qū)聯(lián)網(wǎng)公路總長207.7km,公路等級一級,設(shè)計(jì)車速60km/h,雙向四車道或雙向六車道。包含老路改造加鋪瀝青路面、老路拓寬、新建道路三部分。按區(qū)域劃分為5個(gè)標(biāo)段。本文就一標(biāo)段軟土地基路堤設(shè)計(jì)進(jìn)行重點(diǎn)論述。

一、水文地質(zhì)概況

東莞地處珠三角平原區(qū),地勢低平,降雨充沛,河網(wǎng)縱橫,地下水位受河水及潮水水位的影響。一標(biāo)段內(nèi)主要地表水系為東江及其支流水網(wǎng),縱橫交錯(cuò)。地下水主要為孔隙潛水及基巖裂隙水,局部具微承壓性。地下水位8月期間穩(wěn)定水位標(biāo)高介于0.33~2.43m,隨潮汐波動,但年變化幅度不超過2m。

原始地貌單元為海陸混合沉積地貌。建設(shè)范圍內(nèi)普遍分布有軟土,主要特征是摘要:天然含水量高,孔隙比大,壓縮性高,強(qiáng)度低,滲透系數(shù)小。軟土工程性質(zhì)差。

二、非凡路基處理方法

本項(xiàng)目主要采用了以下幾種非凡路基處理方法摘要:

1.墊層法(清淤換填)

本方法用于淺層較軟弱地基,即軟土深度不超過3米。其基本原理是挖除淺層軟土或不良土,換填砂礫,并分層碾壓夯實(shí)。該方法可以提高持力層的承載力,減少沉降量。但是假如換填厚度超過3m,從經(jīng)濟(jì)上來說不可取。

2.塑料排水板

本方法用于深厚軟弱地基,且填土高度小于2m的路段。其基本原理是在軟基表面施加大于或等于設(shè)計(jì)使用荷載,經(jīng)施工期預(yù)壓后,使被加固土體中的孔隙水排出,軟基完成大部分或絕大部分的沉降,預(yù)壓完成后卸去預(yù)壓荷載,地基有些回彈,交付使用后地基承受使用荷載再次沉降,但沉降量很?。▋H為卸載時(shí)的回彈量加剩余沉降量)。達(dá)到減少路基工后沉降、孔隙水排出同時(shí),有效應(yīng)力增加,土中孔隙體積減小,密實(shí)度加大,土體強(qiáng)度提高,地基承載力也得到提高。

本項(xiàng)目中采用等載預(yù)壓。堆載分級施加,荷載施加按設(shè)計(jì)加載曲線進(jìn)行。每200~300m設(shè)置一個(gè)檢測斷面,每個(gè)檢測斷面設(shè)置沉降板三組及邊樁二組。當(dāng)天天地基沉降量小于0.02mm時(shí),可停止預(yù)壓。

3.粉噴樁

本方法用于深厚軟弱地基,且填土高度大于2m的路段以及橋頭、涵洞等承載力要求較高的路段。其基本原理是通過施工設(shè)備將水泥和原狀土的地基土充分?jǐn)嚢瓒纬伤嗤?,通過水泥的水化反應(yīng)及土顆粒和水泥水化物的凝硬功能、離子交換功能改變軟土的性質(zhì),和樁間土形成復(fù)合地基,可以大大提高承載力,減少沉降。

三、設(shè)計(jì)計(jì)算

1.塑料排水板

本項(xiàng)目各層土的物理力學(xué)指標(biāo)見表3-1摘要:

各層土的物理力學(xué)指標(biāo)表3-1

注摘要:該路段地下水埋深0.79m,填土高度2m。

(1)設(shè)計(jì)

井徑及間距經(jīng)多次固結(jié)試算確定為摘要:等效井徑5cm,井距1m,三角形排列。本段軟土層較厚,底層沒有透水層,排水板的長度為穿透持力層0.5m。平均長度為13.0m。路基底部設(shè)置50cm砂墊層。并設(shè)置3%~4%的預(yù)拱度,保證砂墊層的使用質(zhì)量。

(2)計(jì)算

①沉降計(jì)算

總沉降包括瞬時(shí)沉降Sd、固結(jié)沉降Sc和次固結(jié)沉降Ss三部分。瞬時(shí)沉降是在加荷初始,地基土的孔隙水壓力來不及消散,土的孔隙來不及調(diào)整,由地基側(cè)向引起的。這種沉降一般不大,不宜精確計(jì)算。固結(jié)沉降是在上覆土壓力功能下,地基中的孔隙水逐漸排出,體積發(fā)生變化引起的,是地基的主要沉降。次固結(jié)沉降是指孔隙水壓力消散后,在一定有效應(yīng)力的功能下,土骨架由于蠕動變形引起的,這種沉降很小,持續(xù)時(shí)間很長。

本工程采用壓縮模量(Es)計(jì)算主固結(jié)沉降Sc摘要:

式中摘要:—壓縮模量;

—地基中各分層中點(diǎn)的附加應(yīng)力增量;

—分層厚度;

由上式計(jì)算得本段軟土地基的主固結(jié)沉降為Sc=0.311m,總沉降S=mSc=0.421m。

再根據(jù),

分別計(jì)算出竣工時(shí)及基準(zhǔn)期結(jié)束時(shí)固結(jié)度Ut1、Ut2,則基準(zhǔn)期(15年)內(nèi)殘余沉降St=(Ut2-Ut1)S=0.163m%26lt;容許工后沉降0.30m.

②穩(wěn)定計(jì)算

采用有效固結(jié)應(yīng)力法對打排水板前后的路基滑動面進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算,比較其平安系數(shù)。

路基滑動平安系數(shù)采用下式計(jì)算摘要:

式中摘要:—地基土內(nèi)抗剪力,,;

—路堤內(nèi)抗剪力;

—當(dāng)?shù)趈圖條的滑裂面在路基填料內(nèi)時(shí),若該土條滑裂面和設(shè)置的屠工織物相交,則P為該層土工織物每延米寬(順路線方向)的設(shè)計(jì)拉力;

—各土條在滑弧切線方向的下滑力的總和,;

經(jīng)過計(jì)算,打排水板前后該段路基的滑動破壞最危險(xiǎn)滑裂面平安系數(shù)分別為1.071,1.278,說明打排水板后路基才穩(wěn)定。

2.粉噴樁

本項(xiàng)目各層土的物理力學(xué)指標(biāo)見表3-2摘要:

各層土的物理力學(xué)指標(biāo)表3-2

注摘要:該段地下水埋深1.05m,填土高度6m,為橋頭路段。

(1)設(shè)計(jì)

樁徑500mm;多次試算確定樁距1.2m,正方形排列;樁長須穿透持力層0.5m。樁噴粉量50kg/m(32.5R普通硅酸鹽水泥),摻入比約15%。90d齡期無側(cè)限極限抗壓強(qiáng)度為1200Kpa。單樁容許承載力為110KN,復(fù)合地基承載力為150Kpa。

(2)計(jì)算

①單樁承載力及復(fù)合地基承載力計(jì)算

單樁承載力計(jì)算公式摘要:;

式中摘要:—強(qiáng)度折減系數(shù),可取0.35~0.50;

—樁的截面積;

復(fù)合地基承載力計(jì)算公式摘要:;

式中摘要:—面積置換率;

—樁間土天然承載力標(biāo)準(zhǔn)值;

—樁間土承載力折減系數(shù),當(dāng)樁端為軟土?xí)r,可取0.5~1.0;當(dāng)樁端為硬土?xí)r,可取0.1~0.4;當(dāng)不考慮樁間軟土功能時(shí),可取0。

根據(jù)地質(zhì)資料,計(jì)算得單樁承載力,復(fù)合地基承載力。

②沉降計(jì)算

樁土復(fù)合層壓縮變形按下式進(jìn)行計(jì)算摘要:

式中摘要:—樁土復(fù)合層頂面的平均壓力

—樁土復(fù)合層地面的附加應(yīng)力,其值為,其中為樁土復(fù)合體的平均容重。

—樁長;

—樁土復(fù)合體的變形模量,其值為,分別為樁身灰土和樁間土的變形模量??扇。?00~200)。

復(fù)合體底面以下未加固土體的壓縮變形,采用分層綜合法進(jìn)行。

總沉降。

四、結(jié)語

軟土地基在選擇處理辦法時(shí),應(yīng)考慮地基條件、公路條件及施工條件,尤其要考慮處理辦法的特征、對地基的適用性和效果,以確定符合處理目的的處理辦法。

參考文獻(xiàn)

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