內陸河湖相軟弱地基處理技術研究
成果概況
成果類別: | 應用技術 | 體現形式: | 新技術 | 課題來源: | 自選課題 |
起止時間: | 2010.04 至2014.12 | 研究形式: | 與院校合作 | 所處階段: | 成熟應用階段 |
成果屬性: | 原始性創新 |
成果簡介
1.課題來源與背景
內陸河湖相軟弱地基在我國有著廣泛的分布,隨著西部公路建設的發展,越來越多的高速公路涉及到內陸河湖相軟弱地基。目前,我國對于內陸河湖相軟弱地基處理技術缺乏系統研究,地基處理廣泛使用濱海軟土的處理方法,沒有重視這類軟土的性質與濱海軟土的差異(其中成層厚度、物理力學性質的不均勻性是其主要特點),處理方案缺乏針對性,投入大而收效差。同時對這類地基的處理技術也缺乏系統和完善的設計、施工規范與標準。這種現狀影響了內陸地區公路建設事業的發展,亟需對此開展系統的研究,以指導工程實踐,并為相關規范的補充和完善提供技術支撐。在上述背景下,為了有效的解決內陸河湖相軟弱地基處理中存在的技術難題,在中交第一公路勘察設計研究院有限公司科技研發基金的資助下,立項開展 該項目的研究工作。
2.技術原理及性能指標
本項目對內陸河湖相軟弱地基處理中存在的技術難題開展研究,研究成果可以應用于道路工程領域。主要性能指標如下:
(1)確定了內陸河湖相軟土區劃的基本原則與方法,將內陸河湖相軟土二級分區細化為三個大區八個亞區;提出了適宜我國內陸河湖相軟土的鑒別指標;
(2)建立了內陸河湖相軟土土性指標相互關系和概率特性的資料,得到了內陸河湖相軟土靜力觸探參數與其物理力學指標之間的經驗關系式;
(3)建立了內陸河湖相軟弱地基典型四層地基模型,分析了硬殼層厚度、硬殼層模量、夾砂層厚度、夾砂層模量等因素對地基沉降及地基豎向應力分布的影響,提出了沉降系數與各層土的厚度和模量的計算公式;
(4)揭示了內陸河湖相軟土物理力學指標豎向變化規律以及內陸河湖相軟弱地基硬殼層的作用機理,揭示了內陸河湖相軟弱地基工程特性;
(5)建立了內陸河湖相軟土典型地質結構模式,提出了相應軟弱地基處理方法;
(6)提出了內陸河湖相軟弱地基的變形破壞模式和路堤沉降與穩定監測異常數據的評判標準,以及適宜內陸河湖相軟弱地基的沉降預測方法。
3.技術的創造性與先進性
本項目針對內陸河湖相軟弱地基鑒別、勘察、變形計算、地基處理、施工控制等關鍵技術開展了深入系統的研究,研究形成了內陸河湖相軟弱地基處理成套技術,主要創新成果如下:
(1)在內陸河湖相軟土分區研究的基礎上,通過對土性指標的概率統計分析提出了適宜中國內陸河湖相軟土的鑒別指標;
(2)根據內陸河湖相軟土土性指標相互關系,建立了內陸河湖相軟土土性指標相互關系的資料,建立了內陸河湖相軟土典型地質結構模式,提出了相應軟弱地基處理方法;
(3)針對內陸河湖相軟土典型四層地基模型,分析了土層厚度和模量對地基變形和應力的影響,建立了內陸河湖相典型軟弱地基的沉降系數計算公式;
(4)提出了內陸河湖相軟弱地基的變形破壞模式和路堤沉降與穩定監測異常數據的評判標準,確定了路堤沉降預測費爾哈斯曲線模型的時間因子指數。
4.技術的成熟程度,適用范圍和安全性
本項目研究形成的內陸河湖相軟弱地基處理成套技術已得到廣泛的應用,適用范圍廣,可以應用于內陸河湖相軟弱地基地區公路建設中,項目研究成果能大規模減少地基處理費用,提高地基處理水平,全面提升大面積不均勻軟弱地基上公路建設的質量,對我國高速公路的建設,尤其是內陸地區高速公路建設的發展,將產生重大的經濟和社會效益。
5.應用情況及存在的問題
(1)吳堡~子洲高速公路
在吳堡~子洲高速公路設立軟弱土地基處理試驗工程,依據觀測成果,對該類型軟弱土的工程特性、變形計算方法、地基處理方法、路堤施工沉降與穩定控制技術與標準進行系統研究,取得了一批實用的科研成果:
1)提出了施工預壓期的概念,用施工預壓期進行分級加載預壓設計,充分利用冬季停工期進行預壓,提高地基強度,保證了年后復工快速施工條件下路基的穩定。
2)基于本地軟弱土孔隙水壓力消散快、固結速率快的特點,提出路堤填筑速率可以加大到10~15cm/d,縮短了路堤填筑施工期。
3)利用工后沉降法和沉降速率法綜合判斷沉降達標時間,提出準確的路面鋪筑時間,提高了高路堤下路面結構的使用質量。上述成果為吳堡~子洲高速公路的建設提供了重要的技術支撐,取得了良好的應用效果,經濟效益和社會效益顯著。
(2)察爾汗鹽湖至格爾木高速公路
為了有效的解決該工程中遇到的鹽漬化軟弱地基處理問題,在察爾汗至格爾木高速公路設立鹽漬化軟弱地基處理試驗工程,對鹽漬化軟弱地基處理技術進行了系統的研究,取得了一批實用的科研成果。利用試驗工程的研究成果,工程中采取振動沉管礫石樁、強夯、強夯置換、沖擊碾壓等方法對鹽漬化軟弱地基進行處理,成功解決了路堤沉降與穩定問題,節約了工程建設投資,取得了良好的經濟效益和社會效益。
應用前景
主要應用行業: | 交通運輸、倉儲和郵政業 | 知識產權形式: | |
應用狀態: | 產業化應用 | 擬轉化方式: |
單位概況
完成單位: | 中交第一公路勘察設計研究院有限公司 | ||
單位地址: | 陜西省西安市高新技術產業開發區西區科技二路63號 | ||
單位電話: | 029-88322888 |
聯系方式
聯系人: | 張留俊 | 聯系人電話: | 13991869261 | 聯系人Email: |
微信公眾號
服務熱線