高速公路拓宽路基刚性桩——网地基变形特性研究

0 引 言

近年来，高速公路快速发展催生了大量路基拓宽工程。相比新建高速公路，在既有公路基础上拓宽公路存在以下难点：既有路基工作性能评估；新建拓宽路基地基处治措施；新旧路基搭接部位连接方式。上述问题一直给路基拓宽工程实践活动带来诸多困扰。针对该类问题相关学者进行了大量研究，主要研究方法包括：理论分析、数值模拟、室内模型试验和现场测试。理论分析主要建立在传统经典理论力学基础上，往往需要诸多假设，对应拓宽路基的承载及变形特性分析具有局限性；数值模拟可以结合路基模型多种工况进行分析，能够借助边界条件简化实现地基无限域，相比传统经典理论计算具有一定优越性，不足之处在于数值模型仍然建立在诸多假设基础之上，比如材料各项同性均值假设等。随着测试技术改善，借助室内模型分析拓宽路基工作性能成为现实。根据模型尺寸不同，存在足尺与缩尺之别。路基缩尺模型往往受比尺效应影响，测试数据精度相比足尺模型试验较低。目前，现场测试仍是研究改良问题最直接有效方法。结合测试数据，研究了新旧路基相互作用特性。

桩—网复合地基最早(1975年)应用于日本地基处治工程，现已广泛应用在我国软土地基处治项目中。探索了桩—网复合地基沉降计算方法；分析了高填方路堤荷载下桩—网复合地基受力特点及其自上而下的荷载传递机理；研究了桩—网复合地基桩端的下刺机理。目前，针对桩—网复合地基研究成果相对较多，但是多为新建路基工程，考虑公路拓宽项目桩—网复合地基应用案例较少，针对该类问题研究相对不足。基于此考虑，依托某高速公路拓宽路基工程实例，结合拓宽路基填筑期现场测试地基沉降及侧向变形数据，对高速公路路基拓宽侧桩—网地基工作性能进行分析。研究结果能够为探索新旧路基拓宽地基处治技术及变形特性提供理论参考。

具体要做的研究包括：分析思想政治教育接受目的与思想政治教育接受效果之间的关系；厘清思想政治教育接受的“工具性”目的和“价值性”目的；研究思想政治教育接受目的的生成条件；通过实证调查分析总结当前思想政治教育接受目的存在的问题及原因。借鉴哲学解释学所倡导的“主体间性”原则、“对话”关系、“实践智慧”等理念，彰显思想政治教育接受活动的“价值性”目的等。

1 现场测试方案

某高速公路DK3+102～DK3+151起讫里程为路基拓宽工程，拓宽一侧路基软土地基采用桩—网复合地基处治。原路基高度为3.3 m，拓宽后路基高度为4.5 m；拓宽一侧路基天然地基承载力约为110 kPa，采用桩—网复合地基处治，桩径为1.0 m，桩间距2.0 m，桩长5 m；CFG桩顶部铺设0.5 m厚继配碎石，碎石中间埋设单层土工格栅织物，格栅极限抗拉强度90 kN。新旧路基搭接部采用台阶法搭接，结合小型振动机械人工夯实。为探索拓宽路基桩—网复合地基填筑期地表变形特性，现场埋设沉降板测试沉降，借助测斜管(深度10 m范围)测试地基侧向位移。具体测试方案布置如图1所示。

3)目前高速公路风险的动态管理一直未能有效地实施，现有风险管理仅是对某一时间内的风险进行管控，而随着高速车流量、外界环境等因素的变化，风险多为动态变化的状态，相应的风险管理也需随之改变. 信息化技术的快速发展，为解决这种难题提供了可能. 因此，有必要将风险管理与信息工程进行有效结合，将桥梁的健康监测、风险事件的智能预警、典型事故推演及应急管理等信息化技术纳入到风险管理中.

  

图1 地基变形测试布置土

2 测试结果及分析

(1)地基沉降随时间发展呈快速、缓慢和稳定3阶段特征；新路基累积沉降38.29 mm，旧路基累积沉降35.78 mm，两者差值2.51 mm。

  

图2 地基沉降随时间变化曲线

  

图3 地基侧向位移随时间变化曲线

图3为填筑期新建路基地基侧向位移随时间变化曲线图。由图3可知：随时间增加地基侧向位移逐渐变大；地基侧向变形沿路基深度呈弧形发展，最大值约为11.6 mm；地基侧向变形最大值约为新建地基沉降的30.29%。

综合测试结果可知：拓宽路基地基采用桩—网复合地基处治后，新旧路基差异沉降控制在5 mm以内，侧向变形11.6 mm，且地基沉降在建设期趋于稳定，说明桩—网复合地基处治拓宽路基地基效果较好。

3 结 论

图2为路基填筑期新旧路基竖向沉降变化曲线图。由图2可知：地基沉降随时间发展呈快速发展、缓慢发展和稳定发展3阶段特征；时间区间范围0～15 d内，路基快速填筑期，填土高度约为4 m，地基受填筑荷载附件应力影响，地基固结沉降速率较大，该阶段地基沉降测试发展速率达到2 mm/d；填土期间因天气原因，最后填筑0.5 m高度经历一周后填筑，由于填筑荷载基本完成，地基沉降固结速率降低；稳定时新旧路基沉降分别为38.29 mm和35.78 mm，两者沉降差异沉降约为2.51 mm。

在这些前提下，也需要做到一定的要求，各行各业都需要行动起来。首先政府必须要支持这一产业的发展，对旅游岛的建设重视起来，对创意农业的发展建立科学的规划，将农业与旅游业进行更好的结合。当然，在财力物力上才是国家政府对其重要的支持动力。需要注意，政府需要将更多注意力放在技术推广、园区建设、品牌宣传上，资金的扶持则更多是出台相关的贷款政策，这不仅能够提高种植户的积极主动性，也能缓解政府财政压力。

(2)地基侧向变形沿地基深度方向呈弧形状发展；地基侧向变形最大值在CFG桩端，约为11.6 mm；地基侧向变形最大值约为新建地基沉降的30.29%。

(3)高速公路拓宽路基地基采用桩—网复合地基处治后，地基沉降在建设期趋于稳定，新旧路基差异沉降小于5 mm，说明桩—网复合地基处治拓宽路基地基效果较好。

参考文献：

[1] 蒋鑫，耿建宇，曾诚，等. 山区公路拓宽路基与衡重式挡土墙动态相互作用的数值模拟[J].岩土力学，2014，35(S1): 443-450.

[2] 刘金龙，张勇，陈陆望，等. 路基拓宽工程的基本特性分析[J]. 岩土力学，2010，31(7): 2159-2163.

[3] 钱劲松，凌建明，黄琴龙. 路基拓宽工程设计方法研究[J]. 公路交通科技，2007，(5): 43-47.