我國沿海地區(qū)廣泛分布著深厚的軟弱土，這些地區(qū)興建了大量的高速公路、鐵路、機場跑道等工程。這些基礎(chǔ)設(shè)施在長期運營過程中，易出現(xiàn)過大變形，路面開裂、橋頭跳車等問題，不但維護(hù)費用高，而且影響行車舒適性，甚至造成交通事故。因此，高速交通等重大工程長期服役性能亟需提升，迫切需要有效的軟弱土地基災(zāi)變控制技術(shù)。
浙江大學(xué)建工學(xué)院蔡袁強研究團(tuán)隊從1998年開始關(guān)注這一問題，之后又聯(lián)合了中國鐵建港航局集團(tuán)有限公司、溫州大學(xué)、河海大學(xué)、廣東省公路建設(shè)有限公司產(chǎn)學(xué)研合作研究軟弱土地基上交通基礎(chǔ)設(shè)施沉降難以控制的“病因”，并提出了針對性的“藥方”和“治療方法”。
我國沿海軟弱土地區(qū)交通基礎(chǔ)設(shè)施常常會“生病”！例如溫州機場一期跑道設(shè)計沉降控制要求為6cm，但目前，溫州機場一期跑道最大沉降已達(dá)55cm。杭甬高速公路95年建成至今，最大沉降仍以3～4mm/月發(fā)展。
想為這些交通基礎(chǔ)設(shè)施“治病”？找到“病因”是研究團(tuán)隊首先需要解決的問題。高速交通基礎(chǔ)設(shè)施為什么會“生病”？研究團(tuán)隊利用最先進(jìn)的英國GDS雙向動三軸儀、空心圓柱扭剪儀和自主研發(fā)的交通荷載模型槽試驗設(shè)備進(jìn)行了大循環(huán)次數(shù)的加載試驗，發(fā)現(xiàn)軟弱土在交通荷載的反復(fù)作用下會變軟，強度也會降低。這種現(xiàn)象在以往的設(shè)計中考慮不周，同時傳統(tǒng)的加固方法設(shè)計依據(jù)不足，導(dǎo)致加固達(dá)不到預(yù)期效果。
找到了“病因”，研究團(tuán)隊著手為交通基礎(chǔ)設(shè)施“開藥”?？刂栖浫跬磷冘浀淖铌P(guān)鍵的參數(shù)是什么？如何才能確定準(zhǔn)確的加固范圍？研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)“超固結(jié)比”是控制軟弱土變軟的最關(guān)鍵參數(shù)，以此為依據(jù)提出了基于超固結(jié)比的沉降計算方法。“我們發(fā)現(xiàn)軟弱土存在一個容許的循環(huán)應(yīng)力比，當(dāng)土所受的循環(huán)應(yīng)力比大于這個容許循環(huán)應(yīng)力比時，土才會快速的變軟，導(dǎo)致地基過大沉降。所以容許循環(huán)應(yīng)力比就是確定地基加固范圍的’鑰匙’。據(jù)此，我們提出了基于容許循環(huán)應(yīng)力比確定加固范圍的設(shè)計準(zhǔn)則”蔡袁強說。
找到了“病因”，開好“藥方”，我們還需要針對性的提出“治療方法”，也就是配套的地基加固技術(shù)。如何才能解決傳統(tǒng)的堆載預(yù)壓法成本高、需要大量土石料、破壞生態(tài)環(huán)境的技術(shù)難題？研究團(tuán)隊針對沿海地區(qū)河網(wǎng)密布，水資源豐富的特點，提出了用水代替土石料作為預(yù)壓荷載的水載預(yù)壓公路工程工法。與傳統(tǒng)方法相比，節(jié)約超載砂石料85%以上，每車道5000m³/公里，節(jié)約造價50%。
為什么傳統(tǒng)的真空預(yù)壓法效果差？“主要原因是真空度損失大、遇粉砂層需密封墻”。研究團(tuán)隊采用密閉接頭將抽真空橫管與豎向排水體直接相連，使真空負(fù)壓直達(dá)豎向排水體，大大提高了深層土體的真空度，節(jié)約造價20%，工期縮短1/3。
研究團(tuán)隊獲授權(quán)發(fā)明專利4項、軟件著作權(quán)4項，獲批交通部公路工程工法1項，為4部規(guī)范提供了編制依據(jù)，顯著提高了行業(yè)施工和設(shè)計水平。發(fā)展了土動力學(xué)學(xué)科，培養(yǎng)了100多位科技、工程技術(shù)與管理人才，取得了顯著的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益，推動了行業(yè)科技進(jìn)步。
項目成果已應(yīng)用于27家單位的58項重大工程，范圍覆蓋浙江、江蘇、上海、福建、廣東、海南等軟弱土地區(qū)，獲得了交通系統(tǒng)和地方政府部門的高度肯定。
（孫宏磊）
浙江大學(xué)建工學(xué)院蔡袁強研究團(tuán)隊從1998年開始關(guān)注這一問題，之后又聯(lián)合了中國鐵建港航局集團(tuán)有限公司、溫州大學(xué)、河海大學(xué)、廣東省公路建設(shè)有限公司產(chǎn)學(xué)研合作研究軟弱土地基上交通基礎(chǔ)設(shè)施沉降難以控制的“病因”，并提出了針對性的“藥方”和“治療方法”。
我國沿海軟弱土地區(qū)交通基礎(chǔ)設(shè)施常常會“生病”！例如溫州機場一期跑道設(shè)計沉降控制要求為6cm，但目前，溫州機場一期跑道最大沉降已達(dá)55cm。杭甬高速公路95年建成至今，最大沉降仍以3～4mm/月發(fā)展。
想為這些交通基礎(chǔ)設(shè)施“治病”？找到“病因”是研究團(tuán)隊首先需要解決的問題。高速交通基礎(chǔ)設(shè)施為什么會“生病”？研究團(tuán)隊利用最先進(jìn)的英國GDS雙向動三軸儀、空心圓柱扭剪儀和自主研發(fā)的交通荷載模型槽試驗設(shè)備進(jìn)行了大循環(huán)次數(shù)的加載試驗，發(fā)現(xiàn)軟弱土在交通荷載的反復(fù)作用下會變軟，強度也會降低。這種現(xiàn)象在以往的設(shè)計中考慮不周，同時傳統(tǒng)的加固方法設(shè)計依據(jù)不足，導(dǎo)致加固達(dá)不到預(yù)期效果。
找到了“病因”，研究團(tuán)隊著手為交通基礎(chǔ)設(shè)施“開藥”?？刂栖浫跬磷冘浀淖铌P(guān)鍵的參數(shù)是什么？如何才能確定準(zhǔn)確的加固范圍？研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)“超固結(jié)比”是控制軟弱土變軟的最關(guān)鍵參數(shù)，以此為依據(jù)提出了基于超固結(jié)比的沉降計算方法。“我們發(fā)現(xiàn)軟弱土存在一個容許的循環(huán)應(yīng)力比，當(dāng)土所受的循環(huán)應(yīng)力比大于這個容許循環(huán)應(yīng)力比時，土才會快速的變軟，導(dǎo)致地基過大沉降。所以容許循環(huán)應(yīng)力比就是確定地基加固范圍的’鑰匙’。據(jù)此，我們提出了基于容許循環(huán)應(yīng)力比確定加固范圍的設(shè)計準(zhǔn)則”蔡袁強說。
找到了“病因”，開好“藥方”，我們還需要針對性的提出“治療方法”，也就是配套的地基加固技術(shù)。如何才能解決傳統(tǒng)的堆載預(yù)壓法成本高、需要大量土石料、破壞生態(tài)環(huán)境的技術(shù)難題？研究團(tuán)隊針對沿海地區(qū)河網(wǎng)密布，水資源豐富的特點，提出了用水代替土石料作為預(yù)壓荷載的水載預(yù)壓公路工程工法。與傳統(tǒng)方法相比，節(jié)約超載砂石料85%以上，每車道5000m³/公里，節(jié)約造價50%。
為什么傳統(tǒng)的真空預(yù)壓法效果差？“主要原因是真空度損失大、遇粉砂層需密封墻”。研究團(tuán)隊采用密閉接頭將抽真空橫管與豎向排水體直接相連，使真空負(fù)壓直達(dá)豎向排水體，大大提高了深層土體的真空度，節(jié)約造價20%，工期縮短1/3。
研究團(tuán)隊獲授權(quán)發(fā)明專利4項、軟件著作權(quán)4項，獲批交通部公路工程工法1項，為4部規(guī)范提供了編制依據(jù)，顯著提高了行業(yè)施工和設(shè)計水平。發(fā)展了土動力學(xué)學(xué)科，培養(yǎng)了100多位科技、工程技術(shù)與管理人才，取得了顯著的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益，推動了行業(yè)科技進(jìn)步。
項目成果已應(yīng)用于27家單位的58項重大工程，范圍覆蓋浙江、江蘇、上海、福建、廣東、海南等軟弱土地區(qū)，獲得了交通系統(tǒng)和地方政府部門的高度肯定。
（孫宏磊）
