公路工程地基加固技术

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1、公路工程地基加固技术1、土工合成纤维加固土结构墙体、桥台以及桥墩采用土工合成纤维格栅和板材加固土层支撑公路结构，因为其成本低、不易受腐蚀以及耐用等，在二十世纪九十年代得已广泛推广运用。如同其它地基加固技术快速推广一样，土工合成纤维加固土结构技术是先有推广运用后有技术指南推出的，鼓励对一些技术问题的进行有意义的辩论，如加固层的竖向间隔，连接问题，压实情况，面板裂缝，填加土技术规格，抗震反应，淘蚀保护，预应变必备条件以及最佳应用情况。确定最佳基础—高度比例也是必要的，包括有关限制和设计标准，以及侧向载

2、荷阻力因素等。美国联邦公路局（FHWA）制订了内部工作人员计划,解答一些未答复的问题，此项计划的第一阶段涉及实尺桥梁持力桥墩的施工，不包括用聚合物土工布、路基砾石、以及普通家庭建筑炉渣块（见图29）。在特纳-费尔班克公路研究中心(TFHRC)校园内修建了桥墩，便于施工监督和研究测试的监测，该桥墩是在加固土基础上建造的，加固基础安置在天然边坡下约一米的位置。图29土工合成纤维织物加固土持力桥墩同时还修建一组模型桥墩，用来补充实尺试验结果。这些桥墩较小，建起来要快得多，比原型更容易进行破坏试验，为研究

3、人员提供了难得的参数，以评价某些变化对整体性能的影响。另一组原型实尺试验和几个大型实尺结构试验计划在1999年施工期进行。1.1实尺桥墩项目已建大桥持力桥墩高5.4m，桥墩基础3.6m×4.8m，为保持内部锥体效果美感，故顶部面积较小。桥墩全部安装了仪器用以监测载荷、垂直沉降、侧向变形、内部蠕变以及加固土工布的应变。面板下加了薄薄一层混凝土平整垫层以保证正常施工以及在桥墩面板平整排列。在持力基础顶部以及面板周围安置六个混凝土反应垫，每个反应垫用四个钢杆锚固，钢杆可延伸至桥墩整高度，固定在位于桥墩顶

4、部、与底部反应垫匹配的的六个对应的垫子上。钢杆与内部土体分开，排除了钢杆的垂直加固影响。测试时需要利用反应垫和连接钢杆来施加挤压荷载，目的是不影响桥墩的正常功能。采用Amoco（美国石油公司）制造的高强度机织聚丙烯土工合成纤维织物（#2044）来增加级配良好的砾石材料的强度，维吉尼亚公路基本都是采用的这种砾石。炉渣块干铺，既可作为一种施工方式，又能在压实操作时作为砂砾层的护面。每层块体砾石层均加入了土工布，除块体层之间的土工布重叠外，没有明显的连接部分。不要用胶和连接销将土工布固定在块体上。在桥墩

5、施工到中段时安置顶部反应垫，并将反应垫梁连接在钢杆上，用重型载荷千斤顶挤压或预加应力于复合土体。利用顶部和侧面的拉压传感器、线性可变差动变压器和激光测量装置监测挤压过程的应力和应变反应。预置应变可消除施工后期大部分预计沉降，提高加固土体的复合特性，因为复合特性的关键是土的密度以及土工布和压实土之间的粘结连接。加固板之间的垂直间隔起很大的作用，因为当间隔距离太大时，复合特性将会大大降低。进行模型试验进一步研究最佳间隔结果，同时对面板的影响进行了分析。除面板美观、土的混合、侵蚀控制、以及压实时采用的建

6、筑模板外，块体很有可能对加固体的复合特性产生较大的影响。反应垫尺寸大小和钢杆数量是比较关键的，其关键程度甚至超过在桥墩中段施工过程中（或桥墩施工到三分之一时）及桥墩最后完工时需施加足够的预应变。加入额外的反作用力，为作载荷研究试验提供足够的承载力。如果不考虑预置应变对保证承载力和沉降控制的重要性，则不需要任何钢杆和反应垫了，对于这种设计，如果不作载荷破坏测试，只需了解预置应变情况，则只需要约一半的有效承载力。桥墩最高处施工时，桥墩又要承受应变，进行同样的应力和应变测量，加上在桥墩上半部四层土工布层

7、中进行蠕变和应变测量。四层土工布中每层安装了21个电阻应变片，每层土工布测得的应变结果均相同，表明桥墩表面载荷均匀。接下来的载荷试验中桥墩载荷要比预置应变高得多（但低于完全破坏载荷），以测定这种特殊复合材料的承载力和沉降值的上限。当出现严重的裂纹、折皱以及面板块体位移时，停止加载，非加载和位移前的测量结果表明该系统的坚固程度和支撑沉重的桥体负荷而不产生大的变形的程度。为了保护结构用于其它测试，没有采用最大荷载条件。然而，所有的坍塌破坏载荷试验都是在以下将要讨论的小型模型上进行的。美国联邦公路局（F

8、HWA）手册—机械加固土墙与加劲土边坡设计施工指南中建议，该种结构形式的桥的载荷不要超过200kPa（2.1tsf），这种荷载情况下，桥的性能会非常好，侧向变形和垂直沉降非常小，块体没有裂纹或其它危险信号，在手册规定限度内既是在高载荷时其性能仍保持良好，且其连接强度似乎也存在什么问题，通过土体与土工布之间的摩擦粘结形成连接，无需采用胶或坚固件来增强连接，试验结果表明无需任何东西。由于加劲土体固结，作用于土和土工布块体的垂直挤压力象是要产生一种曵力作用于块体，当曵阻力达到较高水平时，