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1、284探矿工程(岩土钻掘工程)2009年增刊不同软基处理方法工后沉降与稳定研究1123张传峰,陈礼仪,周应华,祝世强(11成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川成都610059;21中铁二院工程集团有限责任公司交通设计研究院,四川成都600031;31四川地勘局华地建设工程有限责任公司,四川成都600081)摘要:目前高速公路深厚软土地基常用的处理方法主要有排水固结法、刚性桩复合地基法以及它们的组合方法,为了更好的了解这些软基处理方法的固结与沉降情况,以及施工过程对沉降与稳定的影响情况,确定预压卸载时间和路面施工时间,很有必要对这些软基处理方法的沉降与稳定变化规律进
2、行研究。本文建立4种常用深厚软基处理有限元分析模型,通过超孔隙水压力的消散探讨总沉降、工后沉降随时间变化的规律,以及不同施工阶段的稳定变化规律,以期针对具体工程选用合适的处理方法,一方面保证路堤施工期和运营期的安全,另一方面达到工程建设经济性的要求。关键词:软基处理;数值模拟;工后沉降;稳定中图分类号:TU472文献标识码:A文章编号:1672-7428(2009)S1-0284-041引言井,模型4正好相反,目的是探讨施工顺序对稳定当前按照工后沉降控制沉降越来越得到人们的和沉降的影响。本工程路幅宽40m,路面结构层厚重视和应用,这主要是因为在工程实践中经常出现1m,路堤填筑高度4m,
3、分两层填筑,每层2m;虽然施工期稳定和沉降满足要求但是工后沉降则较路堤下有一层015m厚的水平排水砂垫层,砂垫层大,严重的可能造成道路损毁阻断交通,可见按工下为深厚软土层,其下为粘土层。刚性桩和袋装砂后沉降设计的重要性。按控制工后沉降设计就是把井的间距均为2m,正方形布置,桩长穿过软土层。工后沉降控制在规定的限制值内作为目标,它概括几何模型如图1～3所示。[1]了保证安全稳定和正常使用功能两方面的要求。本文采用数值分析手段对不同软基处理方法的沉降稳定规律研究,为设计者合理选择软基处理方法和进行工后沉降控制设计提供参考。2模型的建立211模型的建立高速公路软土地基处理方式多种多样,本文只
4、针对常用软土地基处理进行数值模拟,软件采用二维有限元计算软件PLAXIS812,建立四种模型,模型1为单独采用袋装砂井处理的路基,模型2为单图1模型1的几何图示独采用刚性桩复合地基处理的地基,本工程选用的是CFG桩,模型3、模型4均为采用袋装砂井和212参数取值(表1)CFG桩的组合地基处理方案,不同的是二者施工213计算步骤顺序不同,模型3为先施工CFG桩再施工袋装砂根据路堤填筑的实际情况,每个模型所采用的收稿日期:2009-08-30作者简介:张传峰(1981-),男,安徽六安人,成都理工大学防灾减灾工程及防护工程专业硕士研究生,主要从事地质灾害治理与施工技术方面的研究工作。©20
5、09年增刊探矿工程(岩土钻掘工程)285表1各土层参数弹性模量E内摩擦角c粘聚力φ水平渗透系数竖直渗透系数界面强度名称参数泊松比v/MPa/(kN·m-2)/(°)k/(m·day-1)k/(m·day-1)折减因子xy路面结构层1000303201200刚性路堤3520300125011011017砂垫层201320125110110017软土层1138100148×10-58×10-5016粘土层1125160138×10-48×10-4刚性计算步骤也有所不同。程序中所采用的详细步骤如表2所示。表2不同模型的施工步骤第一步第二步第三步第四步第五步第六步模型步骤(天)(天)(天)(天
6、)(天)(天)袋装砂井路堤第一部分路堤第二部分固结180天路面结构层模型1T16=XT11=10T12=70T13=130T14=310T15=340刚性桩路堤第一部分路堤第二部分路面结构层模型2T25=X无T21=60T22=120T23=180T24=210刚性桩袋装砂井路堤第一部分路堤第二部分路面结构层模型3T36=XT31=60T32=70T33=130T34=190T35=220袋装砂井刚性桩路堤第一部分路堤第二部分路面结构层模型4T46=XT41=10T42=70T43=130T44=190T45=220注:表中T代表累积时间,a代表模型数,b代表计算(施工)步数,单位为天
7、,最后一步的累积时间由固结至最小孔压1kN/m2来ab控制。1[2、3]3工后沉降分析σ增加的过程,而固结的过程其实就是土体压工后沉降分析主要从地表路堤各阶段沉降、工缩的过程,通过程序对四种模型的计算,再结合超后沉降这两个方面对结果进行分析对比,指出不同孔隙水压力的消散分析地表路堤在不同时刻的沉地基处理方法的地基沉降的规律。降,找出沉降变化规律,为设计者在软土路堤设计311沉降分析时提供参考,为实际施工中控制工后沉降提供理论1依据。选择地表路堤
