剛性樁復(fù)合地基在高速公路軟基處理中的應(yīng)用28

剛性樁復(fù)合地基在高速公路軟基處理中的應(yīng)用

余闖博士劉松玉教授東南大學(xué)巖土工程研究所第七屆全國(guó)樁基工程學(xué)術(shù)會(huì)議(浙江寧波)11/28/20221主要內(nèi)容引言剛性樁復(fù)合地基在軟土路基處理現(xiàn)狀及基本形式剛性樁復(fù)合地基在路基處理中的關(guān)鍵問(wèn)題工程實(shí)例研究結(jié)論11/28/20222引言

軟土路基上橋頭段沉降較大，形成橋面和路面的高差，產(chǎn)生“橋頭跳車(chē)”現(xiàn)象。采用水泥攪拌樁等方法處理橋頭段軟土路基，對(duì)于深厚軟土路基，其加固深度受到限制。高速公路的改擴(kuò)建，控制新老路基的差異沉降，以及工期緊迫等要求也促使了剛性樁復(fù)合地基的應(yīng)用。11/28/20223引言

剛性樁復(fù)合地基具有施工質(zhì)量易控制、施工速度快、工后沉降及不均勻沉降小、地基處理深度大、復(fù)合地基承載力大、造價(jià)比較適中等突出優(yōu)點(diǎn)，在高速公路軟基處理中得到廣泛的重視，并有初步的應(yīng)用，但是缺乏系統(tǒng)的理論分析。11/28/20224主要內(nèi)容引言剛性樁復(fù)合地基在軟土路基處理的現(xiàn)狀及基本形式剛性樁復(fù)合地基在路基處理中的關(guān)鍵問(wèn)題工程實(shí)例研究結(jié)論11/28/20225應(yīng)用現(xiàn)狀剛性樁復(fù)合地基（也可稱之為復(fù)合樁基）在工民建中應(yīng)用時(shí)，通常采用樁筏（板）的形式，通過(guò)筏（板）將上部荷載充分傳遞到樁上面，如果直接將這種形式應(yīng)用到路堤上，則造價(jià)過(guò)于昂貴。

11/28/20226應(yīng)用形式之一剛性樁復(fù)合地基應(yīng)用到高速公路中通常會(huì)采用兩種形式：一種是在樁頂（通常是預(yù)應(yīng)力管樁、鉆孔樁等剛度較大的樁）在上部填土和樁頭之間可以設(shè)置一層或多層加筋材料以將更多的荷載傳遞到樁上。管樁大面積的應(yīng)用是本屆年會(huì)的特點(diǎn)之一！11/28/20227國(guó)外應(yīng)用的現(xiàn)狀這種形式在德國(guó)、瑞典、挪威、美國(guó)、日本、東南亞地區(qū)有著廣泛的應(yīng)用。其中英國(guó)有專門(mén)的設(shè)計(jì)規(guī)范（BS8006）德國(guó)也有設(shè)計(jì)規(guī)范（EBGEO2002)11/28/20228國(guó)內(nèi)的應(yīng)用現(xiàn)狀滬寧高速公路擴(kuò)建、杭甬高速公路拓寬工程的一期工程，上海F1賽車(chē)場(chǎng)軟土路基也都采用了預(yù)應(yīng)力管樁加土工織物的處理形式。東南大學(xué)巖土所在連鹽高速公路中就PTC預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基在深厚海相軟土中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。11/28/20229應(yīng)用基本形式二另一種形式就是采用CFG樁（或低強(qiáng)度素混凝土樁），通過(guò)合理的設(shè)置墊層的材料、厚度以及調(diào)整樁間距，將更多的荷載傳遞到樁體中去。

11/28/202210國(guó)內(nèi)內(nèi)應(yīng)應(yīng)用用現(xiàn)現(xiàn)狀狀CFG樁復(fù)復(fù)合合地地基基最最先先在在新新臺(tái)臺(tái)高高速速公公路路軟軟基基處處理理上上進(jìn)進(jìn)行行系系統(tǒng)統(tǒng)試試驗(yàn)驗(yàn)和和研研究究，，取取得得了了許許多多有有益益的的成成果果。。接接著著國(guó)國(guó)內(nèi)內(nèi)多多條條高高速速公公路路，，如如京京珠珠(北京京-珠海海)高速速公公路路粵粵境境南南(湯塘塘-太和和)第26標(biāo)段段、、淮淮安安-鹽城城高高速速公公路路淮淮安安四四合合同同段段、、北北京京至至承承德德高高速速公公路路(一期)第六合同同段連鹽高速速公路中中采用了了這種復(fù)復(fù)合地基基處理形形式。11/25/202211主要要內(nèi)內(nèi)容容引言言剛性性樁樁復(fù)復(fù)合合地地基基在在軟軟土土路路基基處處理理現(xiàn)現(xiàn)狀狀及及基基本本形形式式剛性性樁樁復(fù)復(fù)合合地地基基在在路路基基處處理理中中的的關(guān)關(guān)鍵鍵問(wèn)問(wèn)題題工程程實(shí)實(shí)例例研研究究結(jié)論論11/25/202212關(guān)鍵問(wèn)題題剛性樁復(fù)復(fù)合地基基應(yīng)用到到路基處處理當(dāng)中中，其沉沉降及不不均勻沉沉降小、、地基處處理深度度大、復(fù)復(fù)合地基基承載力力大、造造價(jià)比較較適中等等突出優(yōu)優(yōu)點(diǎn)的非非常顯著著的，關(guān)關(guān)鍵是如如何控制制造價(jià)，，以便于于其推廣廣應(yīng)用。。其中控制制造價(jià)的的關(guān)鍵因因素就是是樁間距距，如何何合理的的確定樁樁間距就就成為了了剛性樁樁復(fù)合地地基在高高速公路路軟土路路基處理理中的首首要問(wèn)題題。這也也就涉及及到兩個(gè)個(gè)基本問(wèn)問(wèn)題，一一個(gè)是荷荷載傳遞遞機(jī)理的的分析；；二就是是沉降及及工后沉沉降的計(jì)計(jì)算和預(yù)預(yù)測(cè)問(wèn)題題。11/25/202213荷載傳遞遞機(jī)理剛性樁復(fù)復(fù)合地基基應(yīng)用到到路基處處理當(dāng)中中，通常常間距較較大，而而且?guī)в杏袠睹保ǎ煞Q為為樁承式式路堤）），其受受力較為為復(fù)雜，，樁間土土上部的的路堤土土體和樁樁帽頂部部土體的的差異沉沉降會(huì)使使樁頂水水平面上上一定范范圍內(nèi)路路堤填料料產(chǎn)生應(yīng)應(yīng)力重分分布。11/25/202214土拱理論土拱效應(yīng)形形成后，路路堤荷載向向樁頂轉(zhuǎn)移移的大小與與路堤填料料的性質(zhì)、、填料的高高度、樁間間距和樁帽帽的大小有有關(guān)。工程程中關(guān)心的的是樁間距距和樁帽大大小的選擇擇問(wèn)題。樁樁間距過(guò)大大，樁帽過(guò)過(guò)小，土拱拱效應(yīng)不足足，樁間土土承受荷載載太大，樁樁頂和樁間間土差異沉沉降超出允允許范圍，，路堤頂面面產(chǎn)生“蘑蘑菇”狀突突起；反之之，則達(dá)不不到樁承式式路堤應(yīng)有有的經(jīng)濟(jì)效效果。11/25/202215土拱理論研研究現(xiàn)狀太沙基最早早研究了平平面土拱效效應(yīng)。在Liang和Zeng以及Chen和Martin等人工作的的基礎(chǔ)上，，Low曾經(jīng)用模型型試驗(yàn)研究究了砂填料料在樁梁(樁頂用梁梁連接)上上部的平面面土拱效應(yīng)應(yīng)。Hewlett通過(guò)模型試試驗(yàn)，分析析了砂填料料在正方形形布置下，，路堤中的的空間土拱拱效應(yīng)。11/25/202216研究現(xiàn)狀陳云敏、賈賈寧等從單單樁有效處處理范圍內(nèi)內(nèi)路堤受力力平衡出發(fā)發(fā)，改進(jìn)了了Hewlett的空間土拱拱極限分析析方法，研研究了樁帽帽大小、樁樁間距和填填料內(nèi)摩擦擦角對(duì)樁體體荷載分擔(dān)擔(dān)比的影響響，并與Hewlett的極限分析析方法結(jié)果果作了對(duì)比比，繪制了了樁體荷載載等值線圖圖。11/25/202217主要內(nèi)容引言剛性樁復(fù)合合地基在軟軟土路基處處理現(xiàn)狀及及基本形式式剛性樁復(fù)合合地基在路路基處理中中的關(guān)鍵問(wèn)問(wèn)題工程實(shí)例研研究結(jié)論11/25/202218工程實(shí)例研研究PTC預(yù)應(yīng)力管樁樁試驗(yàn)段位位于連鹽高高速公路灌灌云四-2標(biāo)新沂河河特大橋北北橋頭（K32+759.6~K32+933.55））。11/25/202219地質(zhì)情況11/25/202220剛性樁復(fù)合地地基設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)設(shè)計(jì)采用的PTC管樁直徑為400mm，壁厚70mm，樁長(zhǎng)24m，由兩節(jié)12m長(zhǎng)的組成，樁樁距為2.0m、2.5m、3.0m，混凝土強(qiáng)度等等級(jí)C60，分上、下兩節(jié)節(jié)施工，采用用端板焊接接接頭，樁底開(kāi)開(kāi)口未設(shè)樁靴靴，采用的施施工方法為錘錘擊法。11/25/202221樁帽下土壓力力的變化曲線線11/25/202222沉降觀觀測(cè)曲曲線11/25/202223側(cè)斜11/25/202224主要內(nèi)內(nèi)容引言剛性樁樁復(fù)合合地基基在軟軟土路路基處處理現(xiàn)現(xiàn)狀及及基本本形式式剛性樁樁復(fù)合合地基基在路路基處處理中中的關(guān)關(guān)鍵問(wèn)問(wèn)題工程實(shí)實(shí)例研研究結(jié)論11/25/202225結(jié)論剛性樁樁復(fù)合合地基基近幾幾年在在我國(guó)國(guó)高速速公路路軟基基處理理中就就有了了初步步的應(yīng)應(yīng)用，，但是是目前前沒(méi)有有統(tǒng)一一的設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范，，大多多根據(jù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)來(lái)設(shè)設(shè)計(jì)，，造成成了許許多不不必要要的浪浪費(fèi)。。11/25/202226結(jié)論論本文文分分析析了了剛剛性性樁樁在在高高速速公公路路軟軟土土路路基基處處理理中中的的應(yīng)應(yīng)用用問(wèn)問(wèn)題題，，并并指指出出了了其其中中的的主主要要問(wèn)問(wèn)題題，，最最后后給給出出了了一一個(gè)個(gè)典典型型的的工工程程實(shí)實(shí)例例，，給給出出了了工工程程地地質(zhì)質(zhì)資資料料和和設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)參參數(shù)數(shù)，，并并提提供供了了沉沉降降和和側(cè)側(cè)向向變變形形資資料料，，說(shuō)說(shuō)明明了了應(yīng)應(yīng)用用的的可可行行性性。。但