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本文依托正在建设的山东省高唐至邢台高速公路高唐至临清段项目,以K5+454.5~K5+494.5段典型软土地基处理实例为基础,在对其地基土工程地质特征分析的基础上,采用理正软件对地基的沉降和加固进行设计计算;以路基填筑施工过程中的沉降观测数据为依据,通过三维有限差分法FLAC3D软件对浆喷桩复合地基的加固效果和变形沉降规律进行数值模拟研究,验证FLAC3D在软基沉降变形研究中的适用性。本文主要完成了以下几个方面的工作: (1)分析了高唐至临清高速公路K5+454.5~K5+494.5段软土地基工程概况和地质概况,得到了高速公路项目区的自然地理、地形地貌、气候、水文、地层岩性、地质构造与不良地质现象等特征。 (2)分析了高唐至临清高速公路K5+454.5~K5+494.5段的地基土特征,确定了强夯和浆喷桩进行地基处理的拟选方案,并分析了两种方法的加固机理、适用条件和特征。 (3)根据地基土的空间分布和岩土物理力学参数,采用理正软件计算了软基的最终沉降、工后残余沉降等,并对拟定的浆喷桩方案进行计算,确定了“K5+474.5~K5+494.5处理段内浆喷桩间距1.1米,桩长8.0米;K5+454.5~K5+474.5过渡段内浆喷桩间距1.5米,桩长4.0米;K5+454.5~K5+494.5段实施强度为40kPa的超载预压,预压期为3个月”的最终处治方案。 (4)以桥头软基为模型,按分层填筑实际施工过程,采用FLAC3D软件模拟了桥头软基在未加固时和加固处理后的沉降变形过程,与理正岩土计算软件计算结果进行对比,得到软基沉降变形机理和规律,并通过数值模拟方法证明了浆喷桩加固该段软基具有良好效果。 (5)进行了高速公路桥头路基填筑施工过程中的沉降观测,并分析了路基中部、左侧路肩和右侧路肩在2009年9月23日至2010年3月12日施工过程中的观测数据,获得了路基填筑施工过程中路基中部、左侧路肩和右侧路肩的沉降变形规律。 (6)通过FLAC3D软件模拟的沉降变形与实际观测变形的误差分析,得到了用FLAC3D软件模拟得到的路基中部的相对误差在工程可接受的误差范围内,证明了采用FLAC3D软件模拟高速公路软基加固沉降变形及地基处理效果的适用性。