剛性樁復合地基在高速公路軟基處理中的應用

剛性樁復合地基在高速公路軟基處理中的應用

余闖博士劉松玉教授東南大學巖土工程研究所第七屆全國樁基工程學術會議(浙江寧波)5/16/20231主要內容引言剛性樁復合地基在軟土路基處理現(xiàn)狀及基本形式剛性樁復合地基在路基處理中的關鍵問題工程實例研究結論5/16/20232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”現(xiàn)象。采用水泥攪拌樁等方法處理橋頭段軟土路基，對于深厚軟土路基，其加固深度受到限制。高速公路的改擴建，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合地基的應用。5/16/20233引言

剛性樁復合地基具有施工質量易控制、施工速度快、工后沉降及不均勻沉降小、地基處理深度大、復合地基承載力大、造價比較適中等突出優(yōu)點，在高速公路軟基處理中得到廣泛的重視，并有初步的應用，但是缺乏系統(tǒng)的理論分析。5/16/20234主要內容引言剛性樁復合地基在軟土路基處理的現(xiàn)狀及基本形式剛性樁復合地基在路基處理中的關鍵問題工程實例研究結論5/16/20235應用現(xiàn)狀剛性樁復合地基（也可稱之為復合樁基）在工民建中應用時，通常采用樁筏（板）的形式，通過筏（板）將上部荷載充分傳遞到樁上面，如果直接將這種形式應用到路堤上，則造價過于昂貴。

5/16/20236應用形式之一剛性樁復合地基應用到高速公路中通常會采用兩種形式：一種是在樁頂（通常是預應力管樁、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。管樁大面積的應用是本屆年會的特點之一！5/16/20237國外應用的現(xiàn)狀這種形式在德國、瑞典、挪威、美國、日本、東南亞地區(qū)有著廣泛的應用。其中英國有專門的設計規(guī)范（BS8006）德國也有設計規(guī)范（EBGEO2002)5/16/20238國內的應用現(xiàn)狀滬寧高速公路擴建、杭甬高速公路拓寬工程的一期工程，上海F1賽車場軟土路基也都采用了預應力管樁加土工織物的處理形式。東南大學巖土所在連鹽高速公路中就PTC預應力管樁復合地基在深厚海相軟土中的應用進行了研究。5/16/20239應用基本形式二另一種形式就是采用CFG樁（或低強度素混凝土樁），通過合理的設置墊層的材料、厚度以及調整樁間距，將更多的荷載傳遞到樁體中去。

5/16/202310國內應用現(xiàn)狀CFG樁復合地基最先在新臺高速公路軟基處理上進行系統(tǒng)試驗和研究，取得了許多有益的成果。接著國內多條高速公路，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合地基處理形式。5/16/202311主要內容引言剛性樁復合地基在軟土路基處理現(xiàn)狀及基本形式剛性樁復合地基在路基處理中的關鍵問題工程實例研究結論5/16/202312關鍵問題

剛性樁復合地基應用到路基處理當中，其沉降及不均勻沉降小、地基處理深度大、復合地基承載力大、造價比較適中等突出優(yōu)點的非常顯著的，關鍵是如何控制造價，以便于其推廣應用。其中控制造價的關鍵因素就是樁間距，如何合理的確定樁間距就成為了剛性樁復合地基在高速公路軟土路基處理中的首要問題。這也就涉及到兩個基本問題，一個是荷載傳遞機理的分析；二就是沉降及工后沉降的計算和預測問題。

5/16/202313荷載傳遞機理剛性樁復合地基應用到路基處理當中，通常間距較大，而且?guī)в袠睹保煞Q為樁承式路堤），其受力較為復雜，樁間土上部的路堤土體和樁帽頂部土體的差異沉降會使樁頂水平面上一定范圍內路堤填料產(chǎn)生應力重分布。5/16/202314土拱理論土拱效應形成后，路堤荷載向樁頂轉移的大小與路堤填料的性質、填料的高度、樁間距和樁帽的大小有關。工程中關心的是樁間距和樁帽大小的選擇問題。樁間距過大，樁帽過小，土拱效應不足，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，則達不到樁承式路堤應有的經(jīng)濟效果。5/16/202315土拱理論研究現(xiàn)狀太沙基最早研究了平面土拱效應。在Liang和Zeng以及Chen和Martin等人工作的基礎上，Low曾經(jīng)用模型試驗研究了砂填料在樁梁(樁頂用梁連接)上部的平面土拱效應。Hewlett通過模型試驗，分析了砂填料在正方形布置下，路堤中的空間土拱效應。5/16/202316研究現(xiàn)狀陳云敏、賈寧等從單樁有效處理范圍內路堤受力平衡出發(fā)，改進了Hewlett的空間土拱極限分析方法，研究了樁帽大小、樁間距和填料內摩擦角對樁體荷載分擔比的影響，并與Hewlett的極限分析方法結果作了對比，繪制了樁體荷載等值線圖。5/16/202317主要內容引言剛性樁復合地基在軟土路基處理現(xiàn)狀及基本形式剛性樁復合地基在路基處理中的關鍵問題工程實例研究結論5/16/202318工程實例研究PTC預應力管樁試驗段位于連鹽高速公路灌云四-2標新沂河特大橋北橋頭（K32+759.6~K32+933.55）。5/16/202319地質情況5/16/202320剛性樁肥復合地裁基設計焦參數(shù)設計縱采用容的PTC管樁刻直徑暑為4境00mm中，壁厚7霞0mm，樁長約24m，由兩節(jié)碑12m長的組隨成，樁慚距為2憂.0m、2榜.5m銹、3.陷0m，混凝土株強度等曬級C6墓0，分上隔、下另兩節(jié)申施工游，采傷用端挨板焊登接接狹頭，緒樁底炎開口批未設而樁靴米，采例用的舞施工策方法顯為錘阻擊法宏。5/2警/20帽2321樁帽下遲土壓力伐的變化匪曲線5/底2/飄20罰2322沉降芳觀測簽曲線5/牧2/苦20村2323側斜5/憶2/邁20密2324主要內兇容引言剛性樁攝復合地魔基在軟錢土路基液處理現(xiàn)屈狀及基殊本形式剛性樁抓復合地種基在路呢基處理堪中的關朱鍵問題工程遞實例廁研究結論5/拆2/濾20替2325結論剛性湖樁復匙合地伴基近鋪幾年澆在我搭國高中速公址路軟撓基處女理中趨就有極了初安步的加應用勝，但鑼是目膀前沒夾有統(tǒng)箭一的芝設計把規(guī)范銀，大穴多根食據(jù)經(jīng)根驗來帽設計軌，造方成了貓許多懶不必歐要的野浪費代。5/絹2/采20漸2326結論本文分慘析了剛正性樁在金高速公潤路軟土黃路基處龜理中的恒應用問匆題，并絹指出了肉其中的歉主要問煮題，最石后給出樣了一個頂?shù)湫偷膿瞎こ虒嵞樌?，給圾出了工永程地質弄資料和淺設計參祥數(shù)，并技提供了擱沉降和很側向變元形資料手，說明同了應用桌的可行池性。但