内陆河湖相软弱地基处理技术研究

成果概况

成果类别：	应用技术	体现形式：	新技术	课题来源：	自选课题
起止时间：	2010.04 至2014.12	研究形式：	与院校合作	所处阶段：	成熟应用阶段
成果属性：	原始性创新

成果简介

1.课题来源与背景内陆河湖相软弱地基在我国有着广泛的分布，随着西部公路建设的发展，越来越多的高速公路涉及到内陆河湖相软弱地基。目前，我国对于内陆河湖相软弱地基处理技术缺乏系统研究，地基处理广泛使用滨海软土的处理方法，没有重视这类软土的性质与滨海软土的差异（其中成层厚度、物理力学性质的不均匀性是其主要特点），处理方案缺乏针对性，投入大而收效差。同时对这类地基的处理技术也缺乏系统和完善的设计、施工规范与标准。这种现状影响了内陆地区公路建设事业的发展，亟需对此开展系统的研究，以指导工程实践，并为相关规范的补充和完善提供技术支撑。在上述背景下，为了有效的解决内陆河湖相软弱地基处理中存在的技术难题，在中交第一公路勘察设计研究院有限公司科技研发基金的资助下，立项开展该项目的研究工作。 2.技术原理及性能指标本项目对内陆河湖相软弱地基处理中存在的技术难题开展研究，研究成果可以应用于道路工程领域。主要性能指标如下：（1）确定了内陆河湖相软土区划的基本原则与方法，将内陆河湖相软土二级分区细化为三个大区八个亚区；提出了适宜我国内陆河湖相软土的鉴别指标；（2）建立了内陆河湖相软土土性指标相互关系和概率特性的资料，得到了内陆河湖相软土静力触探参数与其物理力学指标之间的经验关系式；（3）建立了内陆河湖相软弱地基典型四层地基模型，分析了硬壳层厚度、硬壳层模量、夹砂层厚度、夹砂层模量等因素对地基沉降及地基竖向应力分布的影响，提出了沉降系数与各层土的厚度和模量的计算公式；（4）揭示了内陆河湖相软土物理力学指标竖向变化规律以及内陆河湖相软弱地基硬壳层的作用机理，揭示了内陆河湖相软弱地基工程特性；（5）建立了内陆河湖相软土典型地质结构模式，提出了相应软弱地基处理方法；（6）提出了内陆河湖相软弱地基的变形破坏模式和路堤沉降与稳定监测异常数据的评判标准，以及适宜内陆河湖相软弱地基的沉降预测方法。 3.技术的创造性与先进性本项目针对内陆河湖相软弱地基鉴别、勘察、变形计算、地基处理、施工控制等关键技术开展了深入系统的研究，研究形成了内陆河湖相软弱地基处理成套技术，主要创新成果如下：（1）在内陆河湖相软土分区研究的基础上，通过对土性指标的概率统计分析提出了适宜中国内陆河湖相软土的鉴别指标；（2）根据内陆河湖相软土土性指标相互关系，建立了内陆河湖相软土土性指标相互关系的资料，建立了内陆河湖相软土典型地质结构模式，提出了相应软弱地基处理方法；（3）针对内陆河湖相软土典型四层地基模型，分析了土层厚度和模量对地基变形和应力的影响，建立了内陆河湖相典型软弱地基的沉降系数计算公式；（4）提出了内陆河湖相软弱地基的变形破坏模式和路堤沉降与稳定监测异常数据的评判标准，确定了路堤沉降预测费尔哈斯曲线模型的时间因子指数。 4.技术的成熟程度，适用范围和安全性本项目研究形成的内陆河湖相软弱地基处理成套技术已得到广泛的应用，适用范围广，可以应用于内陆河湖相软弱地基地区公路建设中，项目研究成果能大规模减少地基处理费用，提高地基处理水平，全面提升大面积不均匀软弱地基上公路建设的质量，对我国高速公路的建设，尤其是内陆地区高速公路建设的发展，将产生重大的经济和社会效益。 5.应用情况及存在的问题（1）吴堡～子洲高速公路在吴堡～子洲高速公路设立软弱土地基处理试验工程，依据观测成果，对该类型软弱土的工程特性、变形计算方法、地基处理方法、路堤施工沉降与稳定控制技术与标准进行系统研究，取得了一批实用的科研成果： 1）提出了施工预压期的概念，用施工预压期进行分级加载预压设计，充分利用冬季停工期进行预压，提高地基强度，保证了年后复工快速施工条件下路基的稳定。 2）基于本地软弱土孔隙水压力消散快、固结速率快的特点，提出路堤填筑速率可以加大到10～15cm/d，缩短了路堤填筑施工期。 3）利用工后沉降法和沉降速率法综合判断沉降达标时间，提出准确的路面铺筑时间，提高了高路堤下路面结构的使用质量。上述成果为吴堡～子洲高速公路的建设提供了重要的技术支撑，取得了良好的应用效果，经济效益和社会效益显著。（2）察尔汗盐湖至格尔木高速公路为了有效的解决该工程中遇到的盐渍化软弱地基处理问题，在察尔汗至格尔木高速公路设立盐渍化软弱地基处理试验工程，对盐渍化软弱地基处理技术进行了系统的研究，取得了一批实用的科研成果。利用试验工程的研究成果，工程中采取振动沉管砾石桩、强夯、强夯置换、冲击碾压等方法对盐渍化软弱地基进行处理，成功解决了路堤沉降与稳定问题，节约了工程建设投资，取得了良好的经济效益和社会效益。

应用前景

主要应用行业：	交通运输、仓储和邮政业	知识产权形式：
应用状态：	产业化应用	拟转化方式：

单位概况

完成单位：	中交第一公路勘察设计研究院有限公司
单位地址：	陕西省西安市高新技术产业开发区西区科技二路63号
单位电话：	029-88322888

联系方式

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张留俊

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