【摘 要】
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我国沿海地区高速公路建设要通过大量深厚软土地基,在长期运营中出现了大规模桥头跳车问题,严重影响了行车安全和舒适性,加之其车流量较大不便采用传统的断通开挖形式进行维修,需要一种全新的针对深厚软土地区运营公路桥头跳车治理的技术方案。论文以“甬台温高速温州段大修EPC项目”为工程实例,以项目全线桥头跳车治理为背景。通过加固桥头地基和限制侧向位移的形式控制沉降,提出一种治理深厚软土地区运营公路桥头跳车的技
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我国沿海地区高速公路建设要通过大量深厚软土地基,在长期运营中出现了大规模桥头跳车问题,严重影响了行车安全和舒适性,加之其车流量较大不便采用传统的断通开挖形式进行维修,需要一种全新的针对深厚软土地区运营公路桥头跳车治理的技术方案。论文以“甬台温高速温州段大修EPC项目”为工程实例,以项目全线桥头跳车治理为背景。通过加固桥头地基和限制侧向位移的形式控制沉降,提出一种治理深厚软土地区运营公路桥头跳车的技术方案即“人工硬壳层+侧向桩”。为验证方案的可行性,开展了一系列理论和数值分析研究:通过分层总和法分别计算了未处理地基和人工硬壳层处理后地基的总沉降量,依据固结理论预测达到90%固结度所需时间;利用FLAC3D软件探究在渗流-应力耦合作用下,技术方案处理地基后沉降控制效果,结合理论和数值计算成果确定方案的有效性和工程可行性。本文通过研究取得了以下进展:(1)分析了当前专家学者和工程技术人员治理软土运营公路桥头跳车问题的成果和经验,总结了软土地区运营公路治理的思路和方法。(2)通过现场工程地质调研工作,选取典型工况桥头地基作为研究对象,获得相关现场资料和岩土体物理力学参数。参考已有理论和工程实践经验,结合现场地勘资料,提出了“人工硬壳层+侧向桩”的处治方案,并对方案进行了详细设计。(3)以分层总和法为理论基础,分别计算了未处理地基和人工硬壳层地基的总沉降量。依据固结理论预测达到90%固结度需要25年,考虑公路已通车10年,还需15年沉降基本稳定。(4)依据现场地质资料和设计方案,利用FLAC3D建立路堤自重荷载作用下,考虑渗流-应力耦合的三维数值模型,计算分析了高速公路长期沉降随时间的变化发展趋势。(5)利用建立的三维数值模型模拟“人工硬壳层”和“侧向桩”技术方案,讨论硬壳层厚度、桩长和桩间距对位移的影响,并分别模拟四种工况,得到不同工况位移云图。通过对比位移云图和分析沉降-时间趋势,结合理论计算成果确定方案对沉降的控制效果。采用该技术方案进行地基处理后有效减小沉降35.7%,15年后固结度达到86%。(6)依据理论和数值分析成果,提出一种治理软土运营公路桥头跳车的技术方案:以路堤两侧倾斜旋喷注浆的方式在地基构造6m人工硬壳层,在路堤坡脚布设两排桩结构,桩长15m桩间距3.5m。以该技术方案处理地基后沉降控制比例达到30%~40%,参考相关规范和工程经验,确定技术方案满足工程沉降控制要求,验证了方案的可行性和有效性。论文成果将为工后沉降预测提供模型和数据支持,为治理深厚软土地区运营公路桥头跳车提供一种新的思路和方向,对保证公路安全运营有着重要意义。
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