剛性樁復(fù)合地基在高速公路軟基處理中的應(yīng)用（28頁(yè)）

1、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)7/24/20221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7/24/20222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。 7/24/20223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

2、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。7/24/20224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7/24/20225應(yīng)用現(xiàn)狀剛性樁復(fù)合地基（也可稱(chēng)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。 7/24/20226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

3、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！7/24/20227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(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)規(guī)范（BS8006）德國(guó)也有設(shè)計(jì)規(guī)范（EBGEO2002)7/24/20228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。7/24/20229應(yīng)用基本形式二另一種形式就是采用CFG樁（或

4、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。 7/24/202210國(guó)內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀CFG樁復(fù)合地基最先在新臺(tái)高速公路軟基處理上進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)和研究，取得了許多有益的成果。接著國(guó)內(nèi)多條高速公路，如京珠(北京-珠海)高速公路粵境南(湯塘-太和)第26標(biāo)段、淮安-鹽城高速公路淮安四合同段、北京至承德高速公路(一期)第六合同段 連鹽高速公路中采用了這種復(fù)合地基處理形式。7/24/202211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7/24/202212關(guān)鍵問(wèn)題剛性樁復(fù)合地基應(yīng)用到路基處理當(dāng)中

5、，其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)的非常顯著的，關(guān)鍵是如何控制造價(jià)，以便于其推廣應(yīng)用。其中控制造價(jià)的關(guān)鍵因素就是樁間距，如何合理的確定樁間距就成為了剛性樁復(fù)合地基在高速公路軟土路基處理中的首要問(wèn)題。這也就涉及到兩個(gè)基本問(wèn)題，一個(gè)是荷載傳遞機(jī)理的分析；二就是沉降及工后沉降的計(jì)算和預(yù)測(cè)問(wèn)題。 7/24/202213荷載傳遞機(jī)理 剛性樁復(fù)合地基應(yīng)用到路基處理當(dāng)中，通常間距較大，而且?guī)в袠睹保煞Q(chēng)為樁承式路堤），其受力較為復(fù)雜，樁間土上部的路堤土體和樁帽頂部土體的差異沉降會(huì)使樁頂水平面上一定范圍內(nèi)路堤填料產(chǎn)生應(yīng)力重分布。 7/24/202214土拱理論土拱

6、效應(yīng)形成后，路堤荷載向樁頂轉(zhuǎn)移的大小與路堤填料的性質(zhì)、填料的高度、樁間距和樁帽的大小有關(guān)。工程中關(guān)心的是樁間距和樁帽大小的選擇問(wèn)題。樁間距過(guò)大，樁帽過(guò)小，土拱效應(yīng)不足，樁間土承受荷載太大，樁頂和樁間土差異沉降超出允許范圍，路堤頂面產(chǎn)生“蘑菇”狀突起；反之，則達(dá)不到樁承式路堤應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)效果。 7/24/202215土拱理論研究現(xiàn)狀太沙基最早研究了平面土拱效應(yīng)。在Liang和Zeng以及Chen和Martin等人工作的基礎(chǔ)上， Low曾經(jīng)用模型試驗(yàn)研究了砂填料在樁梁(樁頂用梁連接)上部的平面土拱效應(yīng)。Hewlett通過(guò)模型試驗(yàn)，分析了砂填料在正方形布置下，路堤中的空間土拱效應(yīng)。 7/24/2022

7、16研究現(xiàn)狀陳云敏、賈寧等從單樁有效處理范圍內(nèi)路堤受力平衡出發(fā)，改進(jìn)了Hewlett的空間土拱極限分析方法，研究了樁帽大小、樁間距和填料內(nèi)摩擦角對(duì)樁體荷載分擔(dān)比的影響，并與Hewlett的極限分析方法結(jié)果作了對(duì)比，繪制了樁體荷載等值線圖。 7/24/202217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7/24/202218工程實(shí)例研究 PTC預(yù)應(yīng)力管樁試驗(yàn)段位于連鹽高速公路灌云四-2標(biāo)新沂河特大橋北橋頭（K32+759.6K32+933.55）。 7/24/202219地質(zhì)情況7/24/202220剛性樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)采

8、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，樁距為2.0m、2.5m、3.0m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C60，分上、下兩節(jié)施工，采用端板焊接接頭，樁底開(kāi)口未設(shè)樁靴，采用的施工方法為錘擊法。 7/24/202221樁帽下土壓力的變化曲線7/24/202222沉降觀測(cè)曲線7/24/202223側(cè)斜7/24/202224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7/24/202225結(jié)論剛性樁復(fù)合地基近幾年在我國(guó)高速公路軟基處理中就有了初步的應(yīng)用，但是目前沒(méi)有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)范，大多根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)，造成了許多不必要的浪費(fèi)。7/24/202226結(jié)論本文分析了剛性樁在高速公路軟土路基處理中的應(yīng)用問(wèn)題，并指出了其中的主要問(wèn)題，最后給出了一個(gè)典型