土工格室公路工程应用技术指南
土工格室是一种具有立体网状结构的新型土工合成材料。采用该种材料的组成的柔性结构体系具有整体强度高、刚度大、抗腐蚀、耐老化等优良的特性。与其它土工材料构成的结构层相比回弹模量和变形模量可提高一倍以上,生产土工格式材料,地基承载能力大于180kPa,与现有的加固方法相比,生产土工格式材料配比,工程总造价可降低10~15%。并可以实现公路沿线的生态恢复功能,达到绿化、美化环境的目的。2001年至2004年课题组通过对土工格室柔性结构层系统的力学性状试验、室内模型试验、数值仿真与优化及实体工程的现场测试分析等,生产土工格式性能优劣,对其力学与工程应用性状进行了大量的研究工作,取得了许多有价值的研究结论。2005年12月该课题被验收鉴定为国际先进水平,2007年被中国公路学会评为交通公路科技进步叁等奖。
为了深化研究并推广应用该成果,为相应规范(或规程)修订和增补提供必要的基础数据和科学依据。我们编写出了这本《土工格室公路工程应用技术指南》手册,旨在方便设计单位、施工单位、监理单位、建设单位、质检单位等工程各参建单位参考运用,我们相信随着项目的进一步推广,将会取得更加显著的经济、社会效益。
本《指南》虽然经过广泛征求意见和多次修改,但由于各地填料、土工格室材料有很大差异,很难全面适应各地的具体条件,再加上编写者的技术水平有限,不当之处在所难免,希望使用单位和读者提出宝贵意见,给予批评指正。
土工格室+碎石桩处治软土路基设计计算方法
通过对土工格室+碎石桩双向增强体复合地基这一新型地基处治技术的承载机理的分析研究,结合实际工程,以振动沉管碎石桩+土工格室为例,生产土工格式,探讨了处治高速公路软土路基的技术方法。在此基础上,针对土工格室垫层与碎石桩复合地基共同工作构成荷载传递和支撑体系以提高地基承载能力的特点,建立了考虑格室体水平加筋作用的土工格室+碎石桩双向复合地基的简化计算模型,并给出了一便于工程应用的双向增强体复合地基承载力设计计算方法。后将该方法应用于京珠高速公路临长段地基处治实践。理论分析及实际工程实践表明,土工格室+碎石桩复合地基处治软土地基可充分发挥碎石桩的竖向承载能力及土工格室的水平加筋特性,两者共同工作可有效提高地基承载力。
近年来,多元型复合地基,如土工格室+碎石桩双向(竖向和水平向)增强体复合地基处理技术的出现与成长,为地基处理技术的发展开辟了一条新的途径。该技术在碎石桩复合地基上加设一层土工格室碎石垫层,可充分发挥水平向增强体复合地基和竖向增强体复合地基各自的优点。目前已在国内外的高速公路路基加固、台背填土加固、不良地质条件的旧路加宽改造等工程中得到了广泛应用。目前,对单一型复合地基(只采用水平向增强体或竖向增强体的复合地基)的研究已有不少,其计算理论,如沉降理论、承载力理论等已有不少成果。然而对于双向增强体复合地基的设计理论与方法的研究尚处于初级阶段。土工格室+碎石桩双向增强复合地基的受力特性及承载机理不同于单一型复合地基,其设计理论不可简单套用一般的单一型复合地基的设计理论。为此,本文拟从土工格室+碎石桩双向增强体复合地基的处理原理与方法入手,针对其受力特性,给出一便于工程应用的土工格室+碎石桩复合地基设计计算方法。