軟土地基市政道路加寬工程路基沉降處治方法

柏江源

湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學院，湖南 衡陽 421001

1 研究方法概述

1.1 理論研究方法

1.2 有限元計算方法

該計算方法主要應用于計算較為復雜的工程問題中的相關(guān)理論數(shù)值。筆者認為，有限元計算方法尤其特有的優(yōu)越性。例如，利用該計算方法計算復雜情況下的邊界條件以及非線性問題時較為快捷。在相關(guān)理論不斷發(fā)展和應用水平逐漸提高的情況下，該計算方法在市政工程路基拓寬等領(lǐng)域的應用逐漸增多。在該類型工程中，可以采用Ansys 有限元軟件有針對性的對工程中路基沉降數(shù)值進行模擬和計算，對相關(guān)的力學參數(shù)進行求解［2］。經(jīng)過筆者梳理，該種計算方法至少有以下三種應用場景和方法：第一，可以對市政工程中老舊道路路基拓寬工程進行非線性有限元模擬；第二，可以對市政工程中建設與軟土地基上的新建道路對原有道路路基的影響程度進行有效計算；第三，可以對老舊道路擴寬工程中整個施工過程進行三維彈塑性有限元模擬和計算，可以得出新舊地基之間的沉降和變形差異性規(guī)律以及應力分布和變化情況。

1.3 模型試驗方法

模型實驗方法主要指的是根據(jù)具體施工情況的不同，制作相同比例的較小模型進行模擬，從而發(fā)現(xiàn)和解決具體施工中的實踐問題，該種方法是工程建設領(lǐng)域極為重要的一種模擬方法。例如，在巖土工程設計與施工過程中，小尺寸模型由于受限于其自重，模型產(chǎn)生的應力水平相比于施工原型將產(chǎn)生較大差異，同時，施工原型具有顯著的非線性特征，因此小尺寸模型難以重現(xiàn)施工原型特性，該問題則可以利用土工離心模型獲得較好的解決。利用離心模型試驗的方法，在軟土地基市政道路加寬工程中無論對無加筋道路還是加筋狀況存在差異的情況都可以對下路堤的沉降規(guī)律進行計算和研究。

2 差異沉降控制標準與具體措施

2.1 控制標準

在軟土地基的道路拓寬工程中，施工過程面臨的重要問題之一則是解決新舊路基沉降差異過大的問題。如果路基沉降差異沉降過大，會導致諸如道路表面開裂、路基穩(wěn)定性不足、道路行駛舒適性降低等多方面問題。對路基沉降進行有效控制的首要條件則是確定沉降控制標準。在確定路基沉降標準的過程中，要結(jié)合路基的力學響應情況進行綜合確定。在沉降差異的具體控制標準方面，筆者認為，將4cm 作為差異沉降的低限標準較為合理，確定9cm 作為差異沉降的控制標準。通過對不同沉降情況時路面產(chǎn)生的應力情況變化，在橫向邊坡率控制方面，0.25%和0.4%分別為一般橫向邊坡率和最大橫向邊坡率，在進行施工時，要以上述數(shù)值為控制標準進行設計和施工，以控制路面差異沉降帶來的不利后果。

2.2 具體處治措施

結(jié)合國內(nèi)外軟土地基條件下的市政道路加寬工程控制路基差異性沉降的具體經(jīng)驗，提出該類型工程中路基差異性沉降的具體處治措施如下：第一，可采用道路雙側(cè)完全拼接式拓寬，在對地基進行處理時，可以采用樁網(wǎng)復合型地基，通過該方式對地基處理后，可以有效的控制老舊道路路肩沉降量和中心沉降量，除此之外，可以有效避免載荷附加導致的二次沉降問題［3］。第二，也可采用粉噴樁負荷地基的處理方式，該種方式在廣佛高速拓寬工程中進行了應用，經(jīng)過后期成果觀測，效果較好。該種地基處理方式可以有效對新老路基沉降進行協(xié)調(diào)，最大限度避免了道路沉降導致的路面破壞。第三，可以采用一般預壓或者等載預壓的方式進行處理，上述兩種預壓方式一般適用于硬殼層較厚的市政道路路段擴寬工程。通常情況下，在硬殼層較薄但是地下軟土層相對較厚的路段可以進行塑料排水板結(jié)合載預壓，在橋頭等結(jié)構(gòu)連接部位可以進行路堤樁與土工格柵相結(jié)合的處理方式。第四，在道路加寬工程中可以采用在原有路堤外路肩處設置縱向隔離墻的方式，通過該種方式可以最大限度減少新路堤對老路堤的連帶沉降影響。

3 結(jié)論

本文第一部分中提到的若干研究和計算方法可以作為軟土地基市政道路加寬工程中的通用計算和實驗方法。本文第二部分主要結(jié)合了國內(nèi)外先進的差異沉降控制經(jīng)驗，提出了具體的沉降控制標準。在軟土地基進行道路加寬，需要對應力變化和分布情況以及沉降差異特性進行分析并根據(jù)實際情況進行處治，需要進行不斷探索以優(yōu)化處治方法。