成果名称：新郑高速公路软弱土地基处治机理研究及应用
申请单位：北京科技大学
成果编号：鉴字[教sw2007]第 018号
鉴定日期：2007年4月
学 科：土建水
成果简介（1000字以内，可公开部分）
新郑高速公路全长约81.7公里，沿线广泛存在可液化土及软弱土，其压缩性高(沉降量大)，排水固结慢，地基稳定性差，难以满足高速公路普通地基及大中型结构物地基的承载和沉降要求。本课题以新郑高速公路软弱地基土为研究对象，在保证软基处治更具科学性、合理性、安全性、经济性的基础上，研究软弱土地基稳定性问题、沉降问题，探索软弱土地基处治新的治理技术及其处治机理，使其既能满足高速公路的要求，又能降低造价、缩短工期。主要内容包括：
(1)粉喷桩与压密灌浆加固机理研究
课题首先对粉喷桩的桩体作用、垫层作用和挤密作用进行了定性和定量分析。
通过理论分析和试验研究，确定压密灌浆加固后软土地基承载力计算方法，通过对粉喷桩和压密灌浆对桩间土改良作用分析，最终对粉喷桩与压密灌浆复合地基承载力及沉降变形规律进行分析计算。
(2)粉喷桩复合地基承载能力研究
利用数值模拟手段对桩间土经过压密灌浆后的粉喷桩承载能力进行模拟计算。
(3)粉喷桩与压密灌浆加固施工工艺研究
针对新郑高速公路软土地基工程地质特征，探讨粉喷桩和压密灌浆这一新的地基处治技术组合，分析其相关的技术措施、施工工艺、施工要点及难点。通过对粉喷桩、袖阀管压密灌浆施工工艺试验研究，确定粉喷桩与压密灌浆联合加固高速公路软基施工方案和质量监控措施。
(4)压力注浆土体改性现场实验及数值模拟
通过原位压力注浆试验，了解注浆压力、注浆孔深度及间距等因素对土体改性的影响，采用多种现场测试方法了解注浆岩土改性的效果；利用颗粒元法模拟压力注浆对土体的作用范围及效果，从微观上了解土体改性的过程及土体应力、孔隙比等变化，为土体改性范围和效果确定提供理论依据。
(5)粉喷桩与压密灌浆联合处治效果检测试验分析
通过设置沉降观测断面对工程实施全过程的综合观测，全面描述路基填筑过程、加固工程实施后及路面工程完工各个阶段原地基和黄河大堤的应力及变形情况。
通过综合应用土工测试技术对加固效果进行试验检测。应用工程地质勘察、瑞利波法对处治后的地基土均匀性进行检测；应用标准贯入法对粉喷桩、压密灌浆桩间土进行检测，根据不同深度的锤击记录，绘制锤击数～深度曲线、动贯入阻力～深度曲线，判断粉喷桩成桩长度和地基处治的影响深度；应用静载试验对单桩承载力标准值、桩间土承载力标准值、复合地基承载力标准值进行检测并绘制相应的Q-S曲线。
