粉喷桩处理公路软基工后沉降的预测研究

论文摘要

粉喷桩加固软土路基在工程中应用十分广泛,其目的在于提高路基的稳定性和控制地基的沉降变形。实践证明粉喷桩处理的软基工后沉降小,处理费用相对较高,所以在高速公路中一般仅用于桥头路段路基和涵洞、通道等小型构筑物的软基处理。目前对粉喷桩加固路基变形的计算理论和试验研究虽己取得了不少成果,但由于粉喷桩复合地基的性状极为复杂,对粉喷桩复合地基的受力变形机理认识还不足,各种设计参数的不确定性影响因素较多,理论计算成果与实际结果还存在较大差距。路基的工后沉降变形往往需要几年时间,传统的设计理论己难以满足和预测高等级道路工后沉降的设计需要,因此每项高速公路工程在采用粉喷桩处理软基时,都将其列为一项研究课题。笔者在前人研究的基础上,建立柔性基础下粉喷桩复合地基体系;对其组成、含义、各部分作用进行系统的分析阐述。全面系统地分析和总结了粉喷桩复合地基的加固机理、沉降特性,桩侧摩阻力的分布规律;结合桩身的应变特征,提出了联合应用Geddes解和Boussinesq解联合求解的方法计算附加应力,根据计算出来的附加应力再用分层总和法计算粉喷桩复合地基的沉降。根据实际的地基结构,在Terzaghi一维固结理论的基础上,建立了桩间土和下卧层的固结模型并分别进行求解分析。分析探讨了各参数对粉喷桩复合地基固结的影响程度。结合高等级公路粉喷桩加固路基工程实例,运用文中提出的方法,进行了沉降计算;根据现场实测资料,针对不同的沉降预测模型,将理论计算值与现场试验路段试验结果进行了沉降计算对比分析,计算结果与实测数据有较好的一致性。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 工后沉降的构成与过程分析
• 1.3 存在问题
• 1.4 本文的主要研究内容
• 2. 国内外有关公路软基处理方法和沉降变形的研究现状
• 2.1 软土地基处理研究现状及发展趋势
• 2.2 软土地基沉降机理分析
• 2.2.1 土体压缩变形机理分析
• 2.2.2 软土地基的沉降影响因素
• 2.3 沉降计算方法的研究
• 2.4 固结理论的研究现状与运用
• 3. 粉喷桩在高速公路软基处理中的研究与运用现状
• 3.1 粉喷桩加固技术的发展历史和研究现状
• 3.2 水泥搅拌加固土硬化机理与基本特性
• 3.2.1 水泥搅拌加固土硬化机理
• 3.2.2 粉喷桩水泥土桩体的物理力学性质
• 3.3 粉喷桩复合地基性状研究
• 3.3.1 粉喷桩复合地基的承载力特性
• 3.3.2 粉喷桩的荷载传递规律
• 3.3.3 粉喷桩复合地基的沉降特性
• 4. 粉喷桩复合地基工后沉降预测方法的研究
• 4.1 软土地基沉降预测方法综述
• 4.2 粉喷桩复合地基沉降计算理论
• 4.2.1 复合地基沉降计算理论
• 4.2.2 采用Geddes和Boussinesq联合求解附加应力计算沉降
• 5. 粉喷桩复合地基固结简化分析
• 5.1 固结方程的建立
• 5.2 固结方程的边界条件及求解
• 5.3 粉喷桩复合地基固结性状分析
• 6. 粉喷桩复合地基工程实例计算分析
• 6.1 工程概况及地质条件
• 6.2 粉喷桩的设计
• 6.3 粉喷桩的施工
• 6.4 粉喷桩处理路段的沉降观测
• 6.5 理论计算结果与实测资料对比分析
• 7. 结论与有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 详细摘要