剛性樁復(fù)合地基在高速公路軟基處理中的應(yīng)用

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樁基工程學(xué)術(shù)會議(浙江寧波)3/8/20231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)鍵問題工程實(shí)例研究結(jié)論3/8/20232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(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。3/8/20233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。3/8/20234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)鍵問題工程實(shí)例研究結(jié)論3/8/20235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)過于昂貴。

3/8/20236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)用是本屆年會的特點(diǎn)之一！3/8/20237國外應(yīng)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(yīng)用。其中英國有專門的設(shè)計(jì)規(guī)范（BS8006）德國也有設(shè)計(jì)規(guī)范（EBGEO2002)3/8/20238國內(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賽車場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。3/8/20239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。

3/8/202310國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀CFG樁復(fù)合地基最先先在新臺高速公公路軟基處理上上進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)和研究，取得得了許多有益的的成果。接著國國內(nèi)多條高速公公路，如京珠(北京-珠海)高速公路粵境南南(湯塘-太和)第26標(biāo)段、淮安-鹽城高速公路淮淮安四合同段、、北京至承德高高速公路(一期)第六合同段連鹽高速公路中中采用了這種復(fù)復(fù)合地基處理形形式。3/6/202311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)鍵問問題工程實(shí)實(shí)例研研究結(jié)論3/6/202312關(guān)鍵問問題剛性樁樁復(fù)合合地基基應(yīng)用用到路路基處處理當(dāng)當(dāng)中，，其沉沉降及及不均均勻沉沉降小小、地地基處處理深深度大大、復(fù)復(fù)合地地基承承載力力大、、造價(jià)價(jià)比較較適中中等突突出優(yōu)優(yōu)點(diǎn)的的非常常顯著著的，，關(guān)鍵鍵是如如何控控制造造價(jià)，，以便便于其其推廣廣應(yīng)用用。其中控控制造造價(jià)的的關(guān)鍵鍵因素素就是是樁間間距，，如何何合理理的確確定樁樁間距距就成成為了了剛性性樁復(fù)復(fù)合地地基在在高速速公路路軟土土路基基處理理中的的首要要問題題。這這也就就涉及及到兩兩個基基本問問題，，一個個是荷荷載傳傳遞機(jī)機(jī)理的的分析析；二二就是是沉降降及工工后沉沉降的的計(jì)算算和預(yù)預(yù)測問問題。。3/6/202313荷載傳傳遞機(jī)機(jī)理剛性樁樁復(fù)合合地基基應(yīng)用用到路路基處處理當(dāng)當(dāng)中，，通常常間距距較大大，而而且?guī)в袠稑睹保ǎ煞Q稱為樁樁承式式路堤堤），，其受受力較較為復(fù)復(fù)雜，，樁間間土上上部的的路堤堤土體體和樁樁帽頂頂部土土體的的差異異沉降降會使使樁頂頂水平平面上上一定定范圍圍內(nèi)路路堤填填料產(chǎn)產(chǎn)生應(yīng)應(yīng)力重重分布布。3/6/202314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題。樁樁間距過大大，樁帽過過小，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。3/6/202315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)。3/6/202316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)果果作了對比比，繪制了了樁體荷載載等值線圖圖。3/6/202317主要內(nèi)容容引言剛性樁復(fù)復(fù)合地基基在軟土土路基處處理現(xiàn)狀狀及基本本形式剛性樁復(fù)復(fù)合地基基在路基基處理中中的關(guān)鍵鍵問題工程實(shí)例例研究結(jié)論3/6/202318工程實(shí)例例研究PTC預(yù)應(yīng)力管管樁試驗(yàn)驗(yàn)段位于于連鹽高高速公路路灌云四四-2標(biāo)標(biāo)新沂河河特大橋橋北橋頭頭（K32+759.6~K32+933.55）。。3/6/202319地質(zhì)情況3/6/202320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24m，由兩節(jié)12m長的組成，樁樁距為2.0m、2.5m、3.0m，混凝土強(qiáng)度等等級C60，分上、下兩節(jié)節(jié)施工，采用用端板焊接接接頭，樁底開開口未設(shè)樁靴靴，采用的施施工方法為錘錘擊法。3/6/202321樁帽下土壓力力的變化曲線線3/6/202322沉降觀測曲線3/6/202323側(cè)斜3/6/202324主要內(nèi)容引言剛性樁復(fù)合地基在在軟土路基處理現(xiàn)現(xiàn)狀及基本形式剛性樁復(fù)合地基在在路基處理中的關(guān)關(guān)鍵問題工程實(shí)例研究結(jié)論3/6/202325結(jié)論剛性樁復(fù)合地基基近幾年在我國國高速公路軟基基處理中就有了了初步的應(yīng)用，，但是目前沒有有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范，大多根據(jù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)，，造成了許多不不必要的浪費(fèi)。。3/6/202326結(jié)論本文分析了剛性性樁在高速公路路軟土路基處理理中的應(yīng)用問題題，并指出了其其中的主要問題題，最后給出了了一個典型