摘要
随着“一带一路”和“交通强国”战略的推进，交通基础设施建设对实现我国现代化强国目标和社会经济发展需求的深远意义日益凸显。然而，软土地区修筑高速公路/铁路时，为避免建设和运营期的失稳破坏问题，需要采取适宜的地基处理措施。目前已有排水固结法和刚性桩复合地基等相对成熟的软土地基处理措施，但已有研究大多集中于某一种地基处理下路堤性能评估，对工程地质条件相似、软土厚度和路堤高度相近的工程实例比较研究鲜有报道。此外，需要重新审视现有的路堤桩设计方法，以避免软土地基公路路堤边坡的渐进失稳破坏。 本文在回顾国内外研究基础上，依托广东某高速公路工程，综合考虑了软土蠕变、路堤分级填筑、桩-土相互作用等，开展了袋装砂井与PHC管桩处治海相软土地基现场长期监测、加筋效果分析与桩-土作用机理、二维有限元数值模拟等方面的研究工作。主要工作涉及： （1）介绍了刚性桩加固软土地基的工程应用需求，回顾了岩土工程软土地基处理领域最典型的排水固结法和复合地基法的国内外研究现状，综述了相关技术的优缺点和适用条件，指出了刚性桩加筋软土地基公路路堤的关键科学技术问题； （2）介绍了依托工程广东某高速公路的工程概况、水文地质与工程地质背景，简述了袋装砂井和预应力管桩加固软土地基的工作原理及施工工艺流程，选取工程地质条件、软土厚度与路堤填方高度相近的分别采用袋装砂井和预应力管桩加固软土地基的典型试验断面，在路基断面剖面内兴趣点处布设多种岩土监测传感器，包括沉降仪、孔隙水应力计、测斜管、位移计和土压力盒等进行长期观测； （3）分析了现场长期监测的土压力、沉降、深部侧向位移、基底侧向位移和孔隙水压力时程曲线，对比研究了两种软基处理方式的路堤性能的稳定性，结果显示在地质条件相似、填土高度相当的情况下，与袋装砂井处理相比，PHC管桩限制沉降减小约50%，限制侧向位移减小约65%，路堤稳定性显著提高，桩帽增强了路堤荷载的向下传递作用，促进了桩-土系统共同承担上覆荷载； （4）建立了基于有限元计算的二维软土地基公路路堤模型，进一步讨论了无处治措施、袋装砂井处治和PHC管桩加筋处理等3种工况下地基沉降、侧向变形和有效主应力等的分布规律，揭示了袋装砂井与PHC管桩加筋软土地基填方路堤的力学机理，最后对工程实践中软土路基的处理方法提出建议方法和手段。
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