1、课题来源与背景:课题来源为广东省交通运输厅科技项目,编号:科技-2013-02-003。据不完全统计仅广东省每年用于高速公路软基中,跳车等现象的各类处治的直接和间接费用,超过数十亿。其中,主要是采用桩土复合路基处理的桥头过渡、含结构物路段等。科学、合理、经济性的前期检测,是减少跳车等现象的重要环节。然而,目前在桩土复合路基质量检测中,存在如下不足:检测结果与实际情况不闭合;仍沿用桩基础的检测思路,未针对复合路基承载特点选择相应的检测方法,检测项目、检测频率等选择随机性较大,缺乏科学性依据,没有紧扣路用要求。
2、研究目的与意义:项目研究扣住国家经济结构转型和可持续性发展战略等的需求,从最优技术经济性角度,完善检测指标、创新检测手段、量化评价等,已是交通强国必须应对、亟需解决的重大技术问题。
3、主要论点与论据:
(1)通过采用静载试验弹性垫层法,确定了不同桩型在静载试验中弹性垫层参数的选择范围,采用延时持载试验方法,推导出时间转化公式和沉降速率控制标准,提供了反映工后沉降情况的评价指标获取途径;
(2)通过考虑各种不同桩型影响,建立了修正的桩土复合路基沉降计算公式和沉降影响因素修正系数表达式,给出了工后沉降评价指标的具体表达式,以及基于评价指标的工后沉降估算方法;
(3)根据各工程分类桩复合路基类型的垫层性能综合指标、衰减沉降率指标的检测标准建议值和检测频率,按材料、桩体施工、成桩施工和垫层施工等方面考虑,给出了质量检测量化的评价方法。
4、创见与创新:项目研究主要创新点如下:
(1)原创性提出的反映工后沉降情况的评价指标和反映垫层工程特性的垫层性能综合指标,弥补了单一桩体检测的诸多不足。
(2)创建的静载试验的“弹性垫层法”,攻克了“规范法”n-P曲线与真实荷载情况下相差很大的技术瓶颈,使检测曲线更为接近路堤真实荷载下的实际情况,综合误差小于10%。
(3)创建的延时持载试验方法、垫层内摩擦角测试方法,填补现有检测方法和手段无法获取工后沉降评价指标和垫层性能综合指标的空白。
(4)从最优技术经济性角度,创新性提出按桩体、路段类型,以及检测指标对施工质量和工程质量影响强弱等,分别考虑检测频率、标准,以及检测结果量化评价体系等,可减少原有相应检测量的5%以上。
5、社会经济效益:目研究成果已获国家专利16项(发明专利9项,其中国外专利3项);出版专著1部;发表论文34篇(SCI收录7篇、EI 收录15篇);培养硕士7名、博士研究生1名。成果总体达到国际先进水平,其中引入新的指标和创建新的检测方法和手段达到国际领先水平。研究成果已在近20项工程中得到推广应用,直接和间接节支总额近亿元。随着研究成果的进一步推广应用,将对提高广东地区乃至全国桩土复合路基质量检测和相关行业的技术进步,起到极大的推动作用,必将产生更大的经济与社会效益。
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