深厚软土区不同软基处理方式过渡段设计关键技术
【成果名称】深厚软土区不同软基处理方式过渡段设计关键技术
【成果属性】
【推荐单位】浙江省交通规划设计研究院有限公司
【学科分类】路基
【成果体现形式】其他
【鉴定/评价单位】浙江省交通运输厅
【成果研究形式】与院校或院所合作
【鉴定/评价日期】2019-11-20
【成果推广形式】
【被鉴定/评价的水平】国内先进
【成果内容简介】在深厚软土区，为了使桥头路段到普通路段平滑过渡，通常采用变桩长、变间距和多种软基处理方式相结合的地基加固方案。本项目依托台州湾大桥及接线工程，对管桩、水泥搅拌桩、塑料排水板等过渡段开展现场试验、模型和有限元参数分析，研究了深厚软土区不同软基处理方式过渡段关键技术。 （1）基于10条沿海高速公路的软基处理方式的调研结果，总结了深厚软基区过渡段的地基处理方式。针对浙江省台州湾大桥及接线工程，开展管桩—水泥搅拌桩—塑料排水板相结合的过渡段现场试验研究。发现改变管桩加固深度可以实现桥头段到管桩段的平滑过渡，但管桩和水泥搅拌桩过渡段在交接处会出现斜坡，不同过渡方式交界处应合理过渡。 （2）采用ABAQUS软件开展了系统的有限元参数分析，建立了管桩—水泥搅拌桩—塑料排水板复合地基设计参数和优化设计方案。水泥搅拌桩的桩长不宜小于管桩桩长的0.8倍，水泥搅拌桩布置间距不宜大于1.8 m。水泥搅拌桩桩长为12、16和20 m且间距为2.0 m时，塑料排水板间距应分别不大于1.25、1.30 和1.40 m。 （3）采用ABAQUS有限元数值模拟与现场试验进行了对比，获得了管桩、水泥搅拌桩和塑料排水板过渡段的荷载传递、沉降变形规律。提出了2种悬浮桩地基简化计算方法。通过假定侧摩阻力与相对位移的弹塑性关系，提出了深厚软基复合地基的沉降计算方法。基于修正的等效实体法，计算不同处理桩长和桩间距的地基沉降，最终建立了深厚软基桥头段、过渡段直到一般路段的设计指南。
【成果前景介绍】桥头过渡段常采用复合地基处理方式，但桥头跳车现象会从桥头段转移到过渡段，出现“二次跳车”现象。然而，当前针对深厚软土区不同软基处理方式过渡段的研究尚比较欠缺。因此，本课题依托浙江省台州湾大桥及接线工程，研究了变管桩桩长在道路过渡段中的适用性，为今后管桩、水泥搅拌桩的过渡提供了一定的指导。通过开展室内模型试验、离心机模型试验、有限元参数分析和理论分析，发现了管桩、水泥搅拌桩和塑料排水板过渡段的沉降变形和格栅变形规律、管桩和水泥搅拌桩的荷载传递规律，揭示了悬浮桩复合地基的加固机理和悬浮桩的工作特性，提出了管桩、水泥搅拌桩和塑料排水板处理过渡段的合理处理深度及布置间距，建立了管桩—水泥搅拌桩—塑料排水板复合地基设计参数和优化设计方案。当软土层较厚且管桩不能打穿软土层时，发现短桩小间距的地基处理方式对深厚软土层的加固效果要好于长桩大间距的地基处理方式，为类似工程的地基处理方式选择提供借鉴。基于现场试、离心机试验、室内模型试验和理论分析等手段，最终建立了深厚软土区不同软基处理方式过渡段设计关键技术，该关键技术可为今后工程应用提供重要的理论支撑和应用指导。
【成果登记日期】2019-11-20