软基处理路堤极限填高计算分析

文章编号!"#$%&"’%()(""$*%%&"%%$&"$ 中图分类号!+#%( 文献标识码!, 软基处理路堤极限填高计算分析 柳雁玲-佴 磊-江 娟 )吉林大学建设工程学院 长春市 %.""(/* 摘 要!根据吉林省东部山区广泛分布的草炭土软土层的力学特性-针对反压护道0土工格栅0聚苯乙烯泡沫 塑料块0砂桩0砂砾换填及土工格栅加聚苯乙烯泡沫塑料板等/种公路常用的软基处理措施-对天然软土地基及处 理后的地基用123,+法进行稳定性计算-得出指导施工快速填筑而不致失稳的路基极限填高4经过对数据进行分 析比较-发现处理此种软基最有效的方法是用砂砾换填-处理后路基的极限填高可提高(5#67其次是砂桩加复合 土工布0土工格栅加聚苯乙烯泡沫塑料板-极限填高可提高%5867而反压护道应根据不同的路基填高对其宽度进 行必要的调整-才能达到预期目的4 关键词!软土地基处理7砂桩7土工格栅7极限填高7稳定性计算 软土地基具有天然含水量大0孔隙比大0压缩性 高和强度低的特点-在工程史上有过很多软土地基 上路堤失稳的事例4路基的极限填高-是指在天然的 软土地基上-基底不做特殊加固处理-快速施工)即 不控制填土速度*修筑路堤所能填筑的最大高度9%:4 当路堤的设计高度超过此极限高度时-地基必须采 取加固处理-或路堤填筑采取分级加载的形式-以保 证路堤的安全填筑和正常使用4 对软土路基进行路堤稳定性分析-确定路基极 限填高-不仅可以为路基的设计提供参考数据-还可 以指导路基施工4同时-在保证路基稳定的前提下- 尽可能早地完成路堤填筑-可以缩短工期-并增加预 压时间-减少工后沉降4 ; 路堤的稳定性计算方法 软土地基上路堤的稳定性分析-通常采用圆弧 条分法中的固结有效应力法4即假定路堤填土连同 软土地基沿同一圆弧破裂面滑动-计算作用在该圆 弧上的总抗滑力矩和总滑动力矩-或者计算作用在 该圆弧上各点的总抗滑力和总滑动力-求其稳定系数4 收稿日期 <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< !(""$&"=&"$ > 结语 本文研究了土工合成材料处治道路病害的选材 原则-并结合西部研究课题将其应用于宁夏黄土地 区道路工程中4工程实例证明土工合成材料在宁夏 黄土地区对加筋路堤0加筋沥青混凝土路面及防止 路堤边坡破坏有显著效果4 参考文献! 9%: 1?1@?"%8&8=-公路土工合成材料应用技术 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 9A:5 9(: BCDCEF3-GHIJK5LCMMNOCP?QRP2EIMSRTRUJDBQJN VQTEUJDWQ6QEP91:5BQJPQXTMQRIEYBQJ6Q6ZDIEWQR- %888-%’).*5 9.: VJHQV[-A\TEEQDB]53C6QDTWIM2EIMSRTRJUBQJRN SEP^QPTWVQTEUJDWQYVQPITETEF_IMM‘JERPDCWPQYJEI aISQDQY AJTM bJCEYIPTJE 91: 5BQJPQXTMQR IEY BQJ6Q6ZDIEWQR-(""%-%8)’*5 9#: aTEFcG-‘IDYIES‘L-ACEad-cIR^T6JPJc5bTETPQ eMQ6QEPAPCYS JUI BQJRSEP^QPTWNVQTEUJDWQY AJTM VQPITETEF _IMMHTP^ ‘JEWDQPQ ,MJW\ bIWTEF 91:5 BQJRSEP^QPTWRGEPQDEIPTJEIM-("""-’)(*5 9$: 杨果林5现代加筋土技术应用与研究进展91:5力学与 实践-(""(-(#)%*5 9/: 黄晓明-朱湘 5公路土工合成材料应用原理9f:5北 京!人民交通出版社-(""%5 9’: 宁夏公路勘测设计院5宁夏黄土地区公路修筑技术与 病害防治研究 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 9V:5(""%5 9=: 宁夏古王公路盐兴公路工程建设指挥部-北京工业大 学5土工合成材料在黄土地区公路工程中的应用技术 研究9V:5北京!北京工业大学-(""$5 98: 周志刚-郑健龙5公路土工合成材料设计原理及工程 应用9f:5北京!人民交通出版社-(""%5 公路 (""$年%%月 第%%期 cGBc_2K 3Jg5(""$ 3J hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh 5%% 实际工程中!软土地基有的存在较明显的分层! 而且各层土的力学性质有较大差异!滑动面形状受 到其影响呈非圆弧的形状!因此采用"#$%&提出 的非圆弧普遍条分法进行分析计算更加符合工程实 际’用(#)*#法+"#$%&法+%,(-./法进行计算 并分析比较!也证明"#$%&法得出的安全系数01 最小’ 2 软基状况及计算参数 234 天然软土地基典型的地层结构 表层53678369为草炭土:中部;769为黄 色或灰色粘土!呈软塑或硬塑状态:下部为砂砾层或 硬粘土层’地层结构如图8所示’地下水埋深一般在 8359左右!个别地段地表积水严重’ 图4 软土路基典型地层结构及处置示意 232 软土地基的工程处理 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 由于软土地基具有极大的破坏性!处理不当会 导致路基沉降过大+路堤失稳及路面开裂!必须进行 必要的处理以解决强度不足的问题!使之不出现有 害的过大变形’ 第8种方案<风化软岩=反压护道法>?8=;@5 7?8=A@5!全长8@59B’ 第@种方案<风化软岩=土工格栅法>?8=A@5 7?8=6C5!全长8A59B’ 第 ;种方案<风化软岩=聚苯乙烯泡沫塑料 >D/(B块法>?8=EA57?8=F@5!全长E59B’ 第A种方案<砂砾桩=复合土工布法>?@=8A5 7?@=;55!全长8C59B’ 第6种方案<砂砾换填法>?@=;557?@=AA5! 全长8A59B’ 第 C种方案<土工格栅=聚苯乙烯泡沫塑料 >D/(B板法>?@=AA57?@=6@5!全长E59B’ 风化软岩具有增加排水面的作用!使软土地基 在填土荷载作用下加速排水固结!提高其强度:反压 护道可使路堤下的淤泥或草炭土向两侧隆起的胀力 得到平衡!从而保证路堤的稳定性’ 土工合成材料具有质量轻+整体连续性好+抗拉 强度较高+耐腐蚀+抗微生物侵蚀好及施工方便等优 点!与土能够很好地结合’在地下水位较高+松软土 路堤中!采用垫复合土工布的方法加强路基刚度!有 利于排水!并使荷载分布均匀’ 砂砾桩是应用振冲下沉金属管设备在地基上形 成桩孔!将砂砾料投入沉管中!利用冲击+振动将砂 砾料挤压到软弱地基中!构成大于沉管的密实桩体! 与桩间土形成复合地基G;H’由于砂砾桩处理方法置 换了软土材料!因此提高了地基抗剪能力!同时改善 了地基排水条件’ 聚苯乙烯泡沫塑料材质轻>容重只有土的8I65 78I855BG6H!具有较好的强度和抗压缩性能!并有隔 温作用!可以防止冻害产生!适合在北方地区使用’ 23J 计算参数的选取 各种土及材料的容重K值+内摩擦角L值+内聚 力M值等参数见表8’ 表4 稳定性计算参数 土及材料类别 MIN/O LI>PB KI>N$I9;B 草炭土 8;36 8@36 883@ 粘土 85 8; 8F 砾砂 5 @6 @5 土工格栅 6;3A @;36 8Q D/( 5 @E 53A 砂桩 5 @E @8 换填砂砾料 5 @E @8 J 路基极限填高计算分析 J34 最危险滑动面的搜索 利用已有的计算程序对各种可能发生破坏的滑 动面进行计算分析比较后!发现滑动面通过路基顶 面边缘点+地基的粘土层在坡脚外剪出!其破坏模式 如图@所示’ 图2 软土路基破坏模式 R32 路基极限填高计算分析 对不同路堤填高>@9+C9和E9B+不同剪出口 位置+不同工程处理措施的路堤稳定性进行计算!得 出的安全系数见表@’ SC88S 公 路 @556年 第88 TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT 期 表! 安全系数"#计算结果 桩号 剪出层位置 工程处理措施 路堤填高$% 下列剪出口位置&坡脚外距离’%(的安全系数 ) * + , )- .)/*0-1 .)/20- 粘土层 天然软 土地基 0 *3,)2 *3*-, *3*0) *324) 4 )32,+ )32+0 )3225 )32+2 )3+-, 5 )300* )3-,+ )3-*+ )3))* )3*,5 反压护道 0 23-)* *3,2, *34-, *3454 23)60 4 )34+5 )34*2 )3406 )342, )3,-+ 5 )3262 )3*2, )3055 )3*2+ )3+5 .)/20-1 .)/+4- 粘土层 天然软 土地基 0 *3+ + 43+ )- 0 23))* *3,4, *3,6+ 23)0+ 4 )3265 )3256 )3+)) )3+0+ , )3*64 )3*6 )3*+* )32*6 风化软岩/ 土工格栅 ) 03+ 2 4 0 2360, 23+*+ 23+40 23,2, 4 )3+5) )3+5+ )7+5) )7+64 , )322 )320+ )32++ )3265 .)/52-1 .)/60- 粘土层 天然软 土地基 + , 6 )) )* 0 *3004 03456 03*,6 03*5) 0326 2 )3+6 )3262 )32,5 )3+*6 4 )3-* )3-0, )3-*+ )3-4+ 风化软岩/ 89:块 2 4 5 )- 0 03,26 0302* 03)4+ 030** *3+ + , 6 )) 2 )3+,5 )324) )322) )32+6 )3246 4 )3024 )3), )3)2+ )3)2, )3)40 .0/)2-1 .0/*-- 粘土层 天然软 土地基 ) * + , )- 0 23022 23-0+ *3624 23-,2 + )34-) )3+4) )3+,0 )34-* , )3**4 )3*02 )3*) )3*05 砂桩/复合 土工布 0 *3456 *3+02 *3052 *3*5 + )3,00 )3,*, )34,0 )3,)0 , )34)2 )3+,+ )3+46 )3+,, .0/*--1 .0/22- 粘土层 天然软土 地基 ) * + 43+ 5 0 23)5, *34)2 *3206 *34+0 *3,5, 4 )3+62 )3+56 )3+-, )3++) , )3+4* )3260 )3264 砂砾换填 0 23564 2305) *346* *3450 *35-* 4 )3,65 )3,,2 )3456 )3,,* , )352* )3,)5 )345, )3,5+ ;,));0--+年 第))期 柳雁玲等< =================================================================== 软基处理路堤极限填高计算分析 续表 桩号 剪出层位置 工程处理措施 路堤填高!" 下列剪出口位置#坡脚外距离$"%的安全系数 & ’ ( ) &* +,-..*/ +,-(,* 粘土层 天然软土 地基 & ’ ( ) 0 , .1*02 ’13&, ’13.( .1&&, .13& 3 &1’.& &1’,, &1’,( &1’.2 &1’), 2 &1*.( &1*,. &1*,2 &1*03 &1&.( 土工格栅 -456板 & , . ( 3 , (1&&. .10&) .1)&. .1)&3 .122) 3 &13)) &1()2 &1((& &1((2 &1()( 2 &1’*2 &1,2’ &1,)0 &1,0& &1’,, 以+&-’,*/+&-.,*为例$根据表 ,做出各 级填高下安全系数78与剪出口距离9的关系曲线 #图’%: 图; 各级填高下安全系数<=与剪出口距离>的关系曲线 根据图’$找出填高为,"?3"和2"时的最小 安全系数78分别为’1,)*?&1.2’和&1*23$给出78与 填高@ 的关系曲线#图.%:当78取&1,A,B时$对应的 路堤极限填高是)1&": 图C 安全系数<=与路堤填高曲线 ;1; 路堤极限填高计算结果统计 路基顶部作用的车辆荷载是)12)(DE!"$据此 换算出这相当于*1’2"的填土#FG,1&H!I"’%高 度产生的荷载:因而$路段的极限填高应该是上述研 究得出的高度减去*1’2"$各断面极限填高见表’: 表; 极限填高汇总 桩 号 处理措施 处理前极 限填高!" 处理后极 限填高!" 处理前后极 限填高差!" +&-’**/ +&-.,* 风化软岩- 反压护道 31) 21. &1) +&-.,*/ +&-(3* 风化软岩- 土工格栅 )1’ )12 *1( +&-2.*/ +,-0,* 风化软岩- 456块 .1( (1* *1( +,-&.*/ +,-’** 砂桩- 复合土工布 312 21) &10 +,-’**/ +,-..* 砂砾换填 &*1’ &,1) ,1. +,-..*/ +,-(,* 土工格栅- 456板 31’ 21, &10 C 结语 从计算结果统计表可以看出$采用风化软岩- 土工格栅?风化软岩-456块法进行软基处治后$ 路堤极限填高增加较小$仅提高*1("$说明这,种 处理方案对草炭土地基的稳定性提高作用不大: 风化软岩-反压护道法处理软基后$路堤极限 填高增加*1)"$此结果是基于反压护道宽度为’" 的情况$在有条件的情况下$适当加宽反压护道宽 度$对路基的稳定性提高影响较大:由于我国土地资 源有限$公路建设要尽量少占土地$因此在公路工程 中$反压护道法一般不宜大面积采用: 砂桩-复合土工布?土工格栅-456板法进行 软基处治后$路堤极限填高增加&10":显而易见$ J2&&J 公 路 ,**(年 第&& KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK 期 这!种处理方案对提高草炭土地基的稳定性效果明 显"而且砂桩还可加速地基的排水固结#有资料表 明"采用砂桩处理$%"试验段草炭土层固结度就得 到明显改善&’(%时的固结度等值线图就相当于处 理前)*(%的固结度# 砂砾换填"就是用砂砾置换全部或部分草炭土# 由于砂砾材料本身所具备的特性"因此计算结果与 预期相一致"路堤极限填高增加最大"高达 !+,-# 但此种方法需将表层草炭土挖除弃掉"还需借回大 量的砂砾材料进行换填"比较浪费资源"同时对自然 环境的影响较大#若当地砂砾丰富"单价相对不太 高"可以考虑砂砾换填"否则会很不经济# 在实际工程设计中究竟采用何种处治方法"还 应根据当地材料来源.施工工期控制等诸多因素进 行经济比较后决定"推荐采用砂桩/复合土工布法# 参考文献0 1)2 交通部第二公路勘察设计院 +公路设计 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 3路基4 5第二版6172+北京0人民交通出版社")889+ 1!2 :;:()<=89"公路软土地基路堤设计与施工技术规范 1>2+ 1’2 冯立群"彭惠玲"李伟+浅谈公路地基处理及沉降观测 分析1?2+!((,年道路工程学术交流会 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 集1@2+北 京0人民交通出版社"!((,+ 1,2 王晓谋"袁怀宇+高等级公路软土地基路堤设计与施 工技术172+北京0人民交通出版社"!(()+ 1$2 饶 波"魏丽敏+一种填筑软土路基的稳定性控制方法 1:2+公路交通科技"!(($")!!5!6+ ABCDECBFGHIJIBCKLGLHMNOPBIQORIFSGOGF TRGUVFMHWXHMFXHGCYHEIZBFGHI[WRBFORIF \]^ _‘abcdae"f]g\hd"i]jfkil‘a 5@mnnopomq@mrstuvwtxmryrpxroouxrp":xnxrzrx{ousxt|"@}~rpw}vr)’((!9"@}xr~6 JPLFWBDF0?wwmu%xrptmt}o-ow}~rxwsw}~u~wtouxstxwsmqpu~ssw~u!mrsmxn"x%o%xstux!vtxrpxrt}o o~stour-mvrt~xrmvs~uo~smq:xnxr#um{xrwo"sx$-o~svuos~uowm--mrn|vso%qmusmqtsmxnqmvr%~txmr tuo~t-ort"svw}~snm~%xrp!ou-"pompux%"%mn|st|uoro%n~stxw!nmw&s"s~r%%xnos"s~r%’pu~{onuo%n~wo-ort ~r%pompux%"xt}%mn|st|uoro%n~stxw!m~u%"otw+;}umvp}~r~n|sxs~r%wm-%~uxsmrmqt}o%~t~"t}o-mst oqqowtx{o-ot}m%qmusmqtsmxnqmvr%~txmr tuo~t-ortxss~r%’pu~{onuo%n~wo-ortqmunx-xt}oxp}tmq o-!~r&-ort!+,-&t}orwm-ot}os~r%%xno"xt}wm-%mvr%pomto$txno~r%pompux%"xt}%mn|st|uoro %n~stxw!m~u%qmunx-xt}oxp}t)+8-&~stmt}onm~%xrp!ou-"xts"x%t}s}mvn%!o~%(vsto%xr~wwmu%~rwo "xt}%xqqouortqxnn}oxp}tsm~stm-oott}oostx-~to%%vu%mso+ )RK*HWZ0smqtsmxnqmvr%~txmrtuo~t-ort&s~r%%xno&pompux%&nx-xt}oxp}t&w~nwvn~txmrmqst~!xnxt| +8))+!(($年 第))期 柳雁玲等0 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 软基处理路堤极限填高计算分析