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【摘要】这篇论文采用线性,弹塑性莫尔-库伦土本构模型,通过有限元对承载力系数Nr计算结果进行分析。分析结果表明,对于这种应力应变规律,如果足够数目的高斯点直接作用于基础下,并且对位于高斯点深度的承载力附加组件进行更正,那么值n是独立于基底宽度的。当模拟光滑基底时,预测的Nr值同Hansen和Christiensen提出的值相接近。
【关键词】承载力系数;摩擦角;承载力;粘性土
第1章 软土及软土地基
软土及软土地基具有以下特点:
天然含水率(w)高、空隙比大、强度低、压缩性高、透水性低、灵敏度高,粘聚力(c)小。一般含水率可高达40%-120%,高于液限,空隙比>1.0,塑性指数约20左右,强度Cu=5-30Kpa,压缩系数a=0.8-3.5,渗透系数(K)小,一般小于1×10-6cm?s;灵敏读度系数约2-10。这类土属中-高压缩性,压缩量大,排水固结缓慢,地基稳定性差。
第2章 汉洪高速公路的软基处理
2.1工程简介
武汉市沌口至水洪口高速公路(简称汉洪高速)是武汉市规划建设七条快速出口通道之一,项目起于武汉经济技术开发区城市主干道梅子路,起点桩号k5+520,经开发区沌口街、蔡甸区军山街、汉南区乌金农场、邓南镇、汉南农场,终点接上汉荆一级公路新滩口东荆河大桥,项目终点桩号k51+551,路线全长46.031km,汉南连接线长2.542km。软土路基长度25.24km,占路线长度的55%。
由于工程沿线较为广泛地存在软土及岩溶等不良地质,工程地质条件较复杂,不同的地貌分区,其工程地质条件也不同。
河漫滩区:主要分布在本线起点k6+700~k9+000,沿线河流也有分布,地势平坦,季节性浸水,路线一般以桥通过。上覆第四系松散亚粘土、淤泥质亚粘土、砂层,厚21.0~37.4m,下伏二叠系灰岩、砂岩、泥岩,强~弱风化。亚粘土、淤泥质亚粘土、砂层强度低,压缩性高、不宜做桥基础持力层。基岩强度高,埋深大、为较好持力层,基础类型可采用桩基础,但要充分考虑灰岩岩溶发育的影响。
冲积平原区:地势平坦开阔,路线以填方通过,出露岩性上部为亚粘土、淤泥质亚粘土、饱和软粘土,局部夹淤泥,总厚12.5~31.8m,下部为粉细砂。该区工程地质条件差,易出现路堤失稳、沉降过大、不均匀沉降等问题,地基需要处理。
2.2软基处理方法
塑料排水板法
⑴塑料排水板采用B0型,结构形式为粘合式,外型尺寸均匀,厚度为4.0~5.0mm,宽度为10cm,塑料排水板应采用原生塑料,塑料排水板应为带刻度可测深塑料排水板。
⑵材料要求:
塑料排水板的纵向通水量应大于30cm3/s(侧压为350KPa);复合体抗拉强度>1.2KN/10cm(延伸率10%),芯板的压屈强度>350 KPa;滤膜渗透系数>5.0*10-4cm/s(试件在水中浸泡24小时);滤膜等效孔径<75um;滤膜干拉强度大于2.5KN/m,滤膜湿拉强度大于2.0KN/m。
⑶塑料排水板施工注意事项
①塑料排水板施工之前必须编制施工组织设计,在施工组织设计得到审批后,方可进行塑料排水板的施工。
②施工技术人员对现场施工条件应进行全面了解,掌握现场全面情况及特点,还应熟悉设计文件以及地质资料。
③平整场地,布设工程测量基线,按施工图布放施工区域边界线,并办理验收手续。
④按设计分区放边界线,分别测量板位并作为标记,板位偏差不宜大于±30mm,且每区段的塑料排水板总量应与设计要求数量相同,塑料排水板施工设备的性能应符合以下规定:
a接地压力与处理地基的承载力相适应;
b导架高度、打设能力满足打设深度要求;
c机架垂直度调节方便;
d施工方便、进退、横移灵活,定位迅速准确;
e打设塑料排水板及上拨套管速度快,且易于控制打设深度;
f打设机定位时,管靴与板位标记的偏差控制在±70mm范围内;
g打设过程中应随时注意控制套管垂直度,其偏差应不大于±1.5%。
⑤必须按设计要求严格控制塑排排水板的打设标高,不得出现深度偏差,当发现地质情况变化、无法按设计要求打设时,应及时与现场监理人员联系并征得同意后方可变更打设标高。
⑥打设塑料排水板时严禁出现扭曲、断裂和撕破滤膜等现象。
⑦打设时回带长度不得超过50mm,且回带的根数不应超过打设总根数的5%。剪断塑料排水板时,砂垫层以上的外露长度应大于200mm。
⑧应检查每根板的情况,当符合验收标准时方可移机,打设下一根,否则须在邻近板位处补打。打设过程中应逐根进行自检,并按要求做好施工记录。
⑨打入地基的塑料排水板宜为整板,长度不足需要接长时必须按规范要求严格执行;
⑩一个区段塑料排水板验收合格后,应及时用砂垫层砂料仔细填满打设时在板周围形成的孔洞,并将塑料排水板外露部分埋置于砂垫层中。
第3章 建议
(1)在软土路段通过调整公路两侧水系及通道方法,尽量减少涵洞和人、机孔数量,在必须设涵洞和人、机孔的地方,尽量降低其顶面标高,以增加填土厚度。
(2)在软基施工前,提前做一些有关研究课题和软基处理试验路段,以便取得更准确的试验数据,指导和控制全部软土地基的处理。
(3)在总工期不变的情况下,对路基及路面工期作合理适当压缩,以保证全线软基预压期不少于180d,尽量减少工后沉降。
(4)选择信誉好、软基处理有经验的施工、监理队伍。因为软基处理是隐蔽工程,施工难度大,因此施工队伍素质和技术管理水平至关重要,监理单位必须加强现场管理、监督,责任到,跟班检查,实行24h旁站。
【关键词】承载力系数;摩擦角;承载力;粘性土
第1章 软土及软土地基
软土及软土地基具有以下特点:
天然含水率(w)高、空隙比大、强度低、压缩性高、透水性低、灵敏度高,粘聚力(c)小。一般含水率可高达40%-120%,高于液限,空隙比>1.0,塑性指数约20左右,强度Cu=5-30Kpa,压缩系数a=0.8-3.5,渗透系数(K)小,一般小于1×10-6cm?s;灵敏读度系数约2-10。这类土属中-高压缩性,压缩量大,排水固结缓慢,地基稳定性差。
第2章 汉洪高速公路的软基处理
2.1工程简介
武汉市沌口至水洪口高速公路(简称汉洪高速)是武汉市规划建设七条快速出口通道之一,项目起于武汉经济技术开发区城市主干道梅子路,起点桩号k5+520,经开发区沌口街、蔡甸区军山街、汉南区乌金农场、邓南镇、汉南农场,终点接上汉荆一级公路新滩口东荆河大桥,项目终点桩号k51+551,路线全长46.031km,汉南连接线长2.542km。软土路基长度25.24km,占路线长度的55%。
由于工程沿线较为广泛地存在软土及岩溶等不良地质,工程地质条件较复杂,不同的地貌分区,其工程地质条件也不同。
河漫滩区:主要分布在本线起点k6+700~k9+000,沿线河流也有分布,地势平坦,季节性浸水,路线一般以桥通过。上覆第四系松散亚粘土、淤泥质亚粘土、砂层,厚21.0~37.4m,下伏二叠系灰岩、砂岩、泥岩,强~弱风化。亚粘土、淤泥质亚粘土、砂层强度低,压缩性高、不宜做桥基础持力层。基岩强度高,埋深大、为较好持力层,基础类型可采用桩基础,但要充分考虑灰岩岩溶发育的影响。
冲积平原区:地势平坦开阔,路线以填方通过,出露岩性上部为亚粘土、淤泥质亚粘土、饱和软粘土,局部夹淤泥,总厚12.5~31.8m,下部为粉细砂。该区工程地质条件差,易出现路堤失稳、沉降过大、不均匀沉降等问题,地基需要处理。
2.2软基处理方法
塑料排水板法
⑴塑料排水板采用B0型,结构形式为粘合式,外型尺寸均匀,厚度为4.0~5.0mm,宽度为10cm,塑料排水板应采用原生塑料,塑料排水板应为带刻度可测深塑料排水板。
⑵材料要求:
塑料排水板的纵向通水量应大于30cm3/s(侧压为350KPa);复合体抗拉强度>1.2KN/10cm(延伸率10%),芯板的压屈强度>350 KPa;滤膜渗透系数>5.0*10-4cm/s(试件在水中浸泡24小时);滤膜等效孔径<75um;滤膜干拉强度大于2.5KN/m,滤膜湿拉强度大于2.0KN/m。
⑶塑料排水板施工注意事项
①塑料排水板施工之前必须编制施工组织设计,在施工组织设计得到审批后,方可进行塑料排水板的施工。
②施工技术人员对现场施工条件应进行全面了解,掌握现场全面情况及特点,还应熟悉设计文件以及地质资料。
③平整场地,布设工程测量基线,按施工图布放施工区域边界线,并办理验收手续。
④按设计分区放边界线,分别测量板位并作为标记,板位偏差不宜大于±30mm,且每区段的塑料排水板总量应与设计要求数量相同,塑料排水板施工设备的性能应符合以下规定:
a接地压力与处理地基的承载力相适应;
b导架高度、打设能力满足打设深度要求;
c机架垂直度调节方便;
d施工方便、进退、横移灵活,定位迅速准确;
e打设塑料排水板及上拨套管速度快,且易于控制打设深度;
f打设机定位时,管靴与板位标记的偏差控制在±70mm范围内;
g打设过程中应随时注意控制套管垂直度,其偏差应不大于±1.5%。
⑤必须按设计要求严格控制塑排排水板的打设标高,不得出现深度偏差,当发现地质情况变化、无法按设计要求打设时,应及时与现场监理人员联系并征得同意后方可变更打设标高。
⑥打设塑料排水板时严禁出现扭曲、断裂和撕破滤膜等现象。
⑦打设时回带长度不得超过50mm,且回带的根数不应超过打设总根数的5%。剪断塑料排水板时,砂垫层以上的外露长度应大于200mm。
⑧应检查每根板的情况,当符合验收标准时方可移机,打设下一根,否则须在邻近板位处补打。打设过程中应逐根进行自检,并按要求做好施工记录。
⑨打入地基的塑料排水板宜为整板,长度不足需要接长时必须按规范要求严格执行;
⑩一个区段塑料排水板验收合格后,应及时用砂垫层砂料仔细填满打设时在板周围形成的孔洞,并将塑料排水板外露部分埋置于砂垫层中。
第3章 建议
(1)在软土路段通过调整公路两侧水系及通道方法,尽量减少涵洞和人、机孔数量,在必须设涵洞和人、机孔的地方,尽量降低其顶面标高,以增加填土厚度。
(2)在软基施工前,提前做一些有关研究课题和软基处理试验路段,以便取得更准确的试验数据,指导和控制全部软土地基的处理。
(3)在总工期不变的情况下,对路基及路面工期作合理适当压缩,以保证全线软基预压期不少于180d,尽量减少工后沉降。
(4)选择信誉好、软基处理有经验的施工、监理队伍。因为软基处理是隐蔽工程,施工难度大,因此施工队伍素质和技术管理水平至关重要,监理单位必须加强现场管理、监督,责任到,跟班检查,实行24h旁站。