真空联合堆载预压法处理横琴市政道路深厚软基的应用研究

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随着《横琴粤澳深度合作区建设总体方案》的落实,未来将有大量的工程项目在珠海横琴新区展开建设。横琴地区软土分布广、厚度大,而软土的工程性质较差,开展工程建设前,通常需要采用合适的处理方法进行加固,以提高地基强度及承载力,为工程建设创造条件,因而深厚软基处理一直以来都是工程领域的研究热点之一。真空联合堆载预压法凭借其易施工、成本低、工期短等优点在珠三角地区软基处理工程中应用广泛。虽然目前对于该法在加固机理、理论和施工技术等方面已经积累了一定的研究成果,但仍然是理论研究落后于工程实践,存在诸多问题,例如,对于真空荷载的处理方法、加固效果的改善、工后沉降的预测、施工参数及环境影响的相关优化等缺乏更加深入的研究,因为侧向变形过大导致临近建(构)筑物变形开裂甚至破坏的现象也时有发生。因此对真空联合堆载预压法处理深厚软基进行研究具有十分重要的现实意义。本文依托实际工程,针对道路中存在深厚软基的情况,以现场监测、室内外试验及数值模拟为手段,对真空联合堆载预压加固过程中地基土的变形规律、加固效果的影响因素及环境效应的防治措施进行分析。本文的具体研究内容如下:(1)通过对加固过程的现场监测数据进行分析,归纳总结膜下真空度、地表沉降和土体水平位移的变化规律;基于沉降实测数据,运用双曲线法、指数曲线法及星野法对地基的沉降发展规律进行预测,指导后续施工;对加固前后土样的现场试验和室内土工试验数据进行分析,评价加固效果,揭示加固过程地基土体强度的增长特点。(2)基于修正剑桥本构,运用ABAQUS建立三维模型对真空联合堆载预压加固软基进行数值模拟。计算结果与实测结果吻合度较高,模型具有合理性。土体的最大沉降产生于加固区中心,地表沉降随距加固区中心距离的变化呈“锅底状”;最大水平位移产生于距离路堤坡脚约2m处,地表水平位移随距加固区中心距离的变化呈“倒V型”。(3)阐述加固效果的影响因素及加固的环境效应,针对膜下真空度、真空度沿排水板径向衰减速率、塑料排水板打设深度三种因素及挖设边沟、打设水泥搅拌桩两种防治措施进行的数值分析表明,真空度沿排水板径向衰减速率对加固效果的影响最为显著,挖设边沟对于土体变形的减弱作用优于打设水泥搅拌桩。基于此探究更为合理的加固优化方案,为真空联合堆载预压法在珠三角地区的广泛应用提供参考依据。
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