一、完成单位
武汉新区建设开发投资有限公司
铁道第四勘察设计院
二、项目主要研究人员
|
序号 |
姓名 |
技术职称 |
文化程度 |
工 作 单 位 |
|
1 |
雷鸣 |
高工、副总经理 |
硕士 |
武汉新区公司 |
|
2 |
李小和 |
处总工 |
大本 |
铁四院 |
|
3 |
李时亮 |
高 工 |
硕士 |
铁四院 |
|
4 |
杜芳 |
高工、工程副部长 |
大本 |
武汉新区公司 |
|
5 |
周先才 |
工程师 |
硕士 |
铁四院 |
|
6 |
赵晶 |
高工、工程部长 |
大本 |
武汉新区公司 |
|
7 |
李涛 |
高工、技术负责人 |
大本 |
武汉新区公司 |
|
8 |
赵志龙 |
高工、工程副部长 |
大本 |
武汉新区公司 |
|
9 |
罗喜元 |
副处长 |
大本 |
铁四院 |
|
10 |
柳涛 |
工程师 |
大本 |
铁四院 |
|
11 |
吴立鹏 |
工程师 |
大本 |
武汉市政设计院 |
|
12 |
詹红跃 |
教 高 |
大本 |
武汉市政设计院 |
|
13 |
王文学 |
副所长 |
大本 |
武汉市政设计院 |
|
14 |
芦国珍 |
工程造价负责人 |
中专 |
新区公司 |
|
15 |
杨启春 |
技术负责人 |
大学 |
新区公司 |
三、简要技术说明
本课题在系统调研、分析国内有关真空预压、真空-堆载联合预压处理软基研究成果的基础上,结合武汉新城区地质资料及路网情况,选取典型工点(梅子路K0+230~+530),进行真空-堆载联合预压处理软基试验研究。试验段按填土高度不同(3.5m、3.15〔4.85〕m、4.9m),路堤填筑工况不同(堆载至路基面与抽真空联合预压;联合预压期间先不填至路基面,抽真空结束后再完成余下堆载)、塑料排水板间距不同(1.2m、1.5m)分为A、B、C三个试验区,每个区长度100m,各设两个观测断面,埋设了真空计、沉降板、分层沉降仪、孔隙水压计、测斜管等测试元器件共231个(组)。自2004年5月23日至2005年6月16日,对抽真空和真空-堆载联合预压条件下膜下砂垫层、塑料排水板及地基土中真空度、地面沉降、分层沉降、孔隙水压力、地基侧向位移、地下水位变化等进行了系统的观测,对地基土处理前后的物理力学指标进行了检测,取得了大量测试数据。在测试资料的基础上,经过分析研究,取得了以下主要成果:
(1)对真-堆载联合预压法处理路堤软土地基施工工艺进行了全面系统的总结,包括砂垫层及塑料排水板施工、抽真空系统装设、堆载时机、真空泵配置、卸真空标准等。
(2)现场观测和测试:①对真空-堆载联合预压条件下膜下砂垫层、塑料排水板及地基土中真空度、地面沉降、分层沉降、孔隙水压力、地基侧向位移、地下水位变化等进行了系统的观测,取得了大量测试数据;对真空-堆载联合预压真空度传递变化规律、地基沉降变形规律、孔隙水压力变化规律、真空预压影响范围等进行了全面分析。②对地基土加固前后的物理力学指标采用钻探取芯室内土工试验、静力触探、十字板剪切试验等方法进行了试验,检验处理效果。
(3)
指出了“负压固结理论”与工程实际的不符,在测试资料的基础上,对真空-堆载联合预压处理软土地基的作用机理进行了分析,揭示了受力特征、孔隙水压变化规律、有效影响范围。
(4)根据真空-堆载联合预压软基中应力的分布特征,提出了在真空预压有效加固范围内将堆载条件附加应力与抽真空条件相应深度地基土中真空度(大气压力差)叠加计算地基沉降的新方法。通过Es、e-p、e-logp、有限元分析等多种理论计算结果与根据实测沉降曲线推算总沉降的对比,验证了该方法的正确性。
(5)
根据工后沉降要求不同,首次提出了采用沉降比值(联合预压条件下实际沉降与实际工作荷载条件下最终沉降之比)与沉降速率相结合的停抽真空双控标准标准,使之能与实际工况条件紧密结合,避免了无效沉降等问题。
(6)
观测及检测资料证明,武汉新区的工程地质条件和不同工况,适宜采用真空-堆载联合预压法处理路堤的软土地基,经过过程控制,工后沉降能满足要求。
经济效益和社会效益显著。
四、鉴定意见
2006年4月23日,在汉阳由武汉市科技局组织对武汉新区建设开发投资有限公司、铁道第四勘察设计院完成的“武汉新区梅子路真空-堆载联合预压处理软基工程试验研究”项目进行了鉴定。鉴定委员会听取了项目组的汇报,审阅了研究报告、查新报告和用户使用报告等资料,并进行了质询,经过认真讨论,形成以下鉴定意见:
1.项目组提交的资料齐全、完整,符合成果鉴定要求。
2.
该项目针对武汉新区地质条件及道路工程情况,开展了软土地基路基不同填土高度、不同堆载工况、不同塑料排水板间距等不同条件的真空-堆载联合预压工程试验研究,试验内容丰富、方法正确、取得了全面系统的试验数据。根据观测测试资料,对真空-堆载联合预压技术进行了较全面系统的研究,包括施工工艺、真空度传递规律、地基变形特征、作用机理、沉降计算方法、停抽真空标准等,对武汉新区道路软基处理应用真空-堆载联合预压技术的适宜性进行了评价,为武汉新区工程建设采用该项技术的勘察、设计、施工提供了科学依据。
3.本项目有如下创新:
(1)在膜下砂垫层、塑料排水板及地基土中同时观测到真空度的传递情况在国内尚属首次,通过分析,提示了其相关性及变化规律。
(2)根据测试资料,进一步研究分析了真空-堆载联合预压处理软土地基的机理,揭示了真空预压条件下的应力特征、有效加固范围及超孔隙水压力变化规律。
(3)根据真空-堆载联合预压软基中附加应力的分布特征,提出了在真空预压有效加固范围内将堆载产生的附加应力与抽真空相应深度地基土中真空度(大气压力差)叠加计算地基沉降的新方法。通过Es、e-p、e-logp、有限元分析等多种理论计算结果与根据实测沉降曲线推算总沉降的对比,验证了新方法的正确性。
(4)依据工后沉降标准,首次提出了沉降比值(联合预压条件下实际沉降与实际工作荷载条件下最终沉降之比)与沉降速率相结合的停抽真空双控标准,使之能与实际工况条件紧密结合,避免了无效沉降等问题。
4.该项研究成果经济效益、社会效益显著;对该项技术开展如此全面系统的试验研究国内尚属首次,具有开拓性,对于推进真空预压、真空-堆载联合预压技术研究和发展具有积极意义。研究成果可在市政道路、高速公路、高速铁路等软基处理中应用,前景广阔。
该项目研究成果达到国内领先水平。