剛性樁復(fù)合地基在高速公路軟基處理中的應(yīng)用28

剛性樁樁復(fù)合合地基基在高高速公公路軟軟基處處理中中的應(yīng)應(yīng)用余闖闖博博士士劉松玉玉教教授東南大大學(xué)巖巖土工工程研研究所所第七屆屆全國(guó)國(guó)樁基基工程程學(xué)術(shù)術(shù)會(huì)議議(浙浙江寧寧波)10/26/20221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10/26/20222引言軟土路路基上上橋頭頭段沉沉降較較大，，形成成橋面面和路路面的的高差差，產(chǎn)產(chǎn)生““橋頭頭跳車車”現(xiàn)現(xiàn)象。。采用用水泥泥攪拌拌樁等等方法法處理理橋頭頭段軟軟土路路基，，對(duì)于于深厚厚軟土土路基基，其其加固固深度度受到到限制制。高速公公路的的改擴(kuò)擴(kuò)建，，控制制新老老路基基的差差異沉沉降，，以及及工期期緊迫迫等要要求也也促使使了剛剛性樁樁復(fù)合合地基基的應(yīng)應(yīng)用。。10/26/20223引言剛性樁復(fù)復(fù)合地基基具有施施工質(zhì)量量易控制制、施工工速度快快、工后后沉降及及不均勻勻沉降小小、地基基處理深深度大、、復(fù)合地地基承載載力大、、造價(jià)比比較適中中等突出出優(yōu)點(diǎn)，，在高速速公路軟軟基處理理中得到到廣泛的的重視，，并有初初步的應(yīng)應(yīng)用，但但是缺乏乏系統(tǒng)的的理論分分析。10/26/20224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的現(xiàn)現(xiàn)狀及基基本形式式剛性樁復(fù)復(fù)合地基基在路基基處理中中的關(guān)鍵鍵問(wèn)題工程實(shí)例例研究結(jié)論10/26/20225應(yīng)用現(xiàn)狀狀剛性樁復(fù)復(fù)合地基基（也可可稱之為為復(fù)合樁樁基）在在工民建建中應(yīng)用用時(shí)，通通常采用用樁筏（（板）的的形式，，通過(guò)筏筏（板））將上部部荷載充充分傳遞遞到樁上上面，如如果直接接將這種種形式應(yīng)應(yīng)用到路路堤上，，則造價(jià)價(jià)過(guò)于昂昂貴。10/26/20226應(yīng)用形式式之一剛性樁復(fù)復(fù)合地基基應(yīng)用到到高速公公路中通通常會(huì)采采用兩種種形式：：一種是是在樁頂頂（通常常是預(yù)應(yīng)應(yīng)力管樁樁、鉆孔孔樁等剛剛度較大大的樁））在上部部填土和和樁頭之之間可以以設(shè)置一一層或多多層加筋筋材料以以將更多多的荷載載傳遞到到樁上。。管樁大面面積的應(yīng)應(yīng)用是本本屆年會(huì)會(huì)的特點(diǎn)點(diǎn)之一！！10/26/20227國(guó)外應(yīng)用用的現(xiàn)狀狀這種形式式在德國(guó)國(guó)、瑞典典、挪威威、美國(guó)國(guó)、日本本、東南南亞地區(qū)區(qū)有著廣廣泛的應(yīng)應(yīng)用。其中英國(guó)國(guó)有專門門的設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范（（BS8006））德國(guó)也有有設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范（EBGEO2002)10/26/20228國(guó)內(nèi)的應(yīng)應(yīng)用現(xiàn)狀狀滬寧高速速公路擴(kuò)擴(kuò)建、杭杭甬高速速公路拓拓寬工程程的一期期工程，上海F1賽車場(chǎng)軟軟土路基基也都采采用了預(yù)預(yù)應(yīng)力管管樁加土土工織物物的處理理形式。。東南大學(xué)學(xué)巖土所所在連鹽高速速公路中中就PTC預(yù)應(yīng)力管管樁復(fù)合合地基在在深厚海海相軟土土中的應(yīng)應(yīng)用進(jìn)行行了研究究。10/26/20229應(yīng)用基本本形式二二另一種形形式就是是采用CFG樁（或低低強(qiáng)度素素混凝土土樁），，通過(guò)合合理的設(shè)設(shè)置墊層層的材料料、厚度度以及調(diào)調(diào)整樁間間距，將將更多的的荷載傳傳遞到樁樁體中去去。10/26/202210國(guó)內(nèi)應(yīng)用用現(xiàn)狀CFG樁復(fù)合地地基最先先在新臺(tái)臺(tái)高速公公路軟基基處理上上進(jìn)行系系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)和研究究，取得得了許多多有益的的成果。。接著國(guó)國(guó)內(nèi)多條條高速公公路，如如京珠(北京-珠海)高速公路路粵境南南(湯塘-太和)第26標(biāo)段、淮安安-鹽城高速公公路淮安四四合同段、、北京至承承德高速公公路(一期)第六合同段段連鹽高速公公路中采用用了這種復(fù)復(fù)合地基處處理形式。。10/26/202211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10/26/202212關(guān)鍵問(wèn)題剛性樁復(fù)合合地基應(yīng)用用到路基處處理當(dāng)中，，其沉降及及不均勻沉沉降小、地地基處理深深度大、復(fù)復(fù)合地基承承載力大、、造價(jià)比較較適中等突突出優(yōu)點(diǎn)的的非常顯著著的，關(guān)鍵鍵是如何控控制造價(jià)，，以便于其其推廣應(yīng)用用。其中控制造造價(jià)的關(guān)鍵鍵因素就是是樁間距，，如何合理理的確定樁樁間距就成成為了剛性性樁復(fù)合地地基在高速速公路軟土土路基處理理中的首要要問(wèn)題。這這也就涉及及到兩個(gè)基基本問(wèn)題，，一個(gè)是荷荷載傳遞機(jī)機(jī)理的分析析；二就是是沉降及工工后沉降的的計(jì)算和預(yù)預(yù)測(cè)問(wèn)題。。10/26/202213荷載傳遞機(jī)機(jī)理剛性樁復(fù)合合地基應(yīng)用用到路基處處理當(dāng)中，，通常間距距較大，而而且?guī)в袠稑睹保煞Q稱為樁承式式路堤），，其受力較較為復(fù)雜，，樁間土上上部的路堤堤土體和樁樁帽頂部土土體的差異異沉降會(huì)使使樁頂水平平面上一定定范圍內(nèi)路路堤填料產(chǎn)產(chǎn)生應(yīng)力重重分布。10/26/202214土拱拱理理論論土拱拱效效應(yīng)應(yīng)形形成成后后，，路路堤堤荷荷載載向向樁樁頂頂轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移的的大大小小與與路路堤堤填填料料的的性性質(zhì)質(zhì)、、填填料料的的高高度度、、樁樁間間距距和和樁樁帽帽的的大大小小有有關(guān)關(guān)。。工工程程中中關(guān)關(guān)心心的的是是樁樁間間距距和和樁樁帽帽大大小小的的選選擇擇問(wèn)問(wèn)題題。。樁樁間間距距過(guò)過(guò)大大，，樁樁帽帽過(guò)過(guò)小小，，土土拱拱效效應(yīng)應(yīng)不不足足，，樁樁間間土土承承受受荷荷載載太太大大，，樁樁頂頂和和樁樁間間土土差差異異沉沉降降超超出出允允許許范范圍圍，，路路堤堤頂頂面面產(chǎn)產(chǎn)生生““蘑蘑菇菇””狀狀突突起起；；反反之之，，則則達(dá)達(dá)不不到到樁樁承承式式路路堤堤應(yīng)應(yīng)有有的的經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)效效果果。。10/26/202215土拱拱理理論論研研究究現(xiàn)現(xiàn)狀狀太沙沙基基最最早早研研究究了了平平面面土土拱拱效效應(yīng)應(yīng)。。在在Liang和Zeng以及及Chen和Martin等人人工工作作的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上，，Low曾經(jīng)經(jīng)用用模模型型試試驗(yàn)驗(yàn)研研究究了了砂砂填填料料在在樁樁梁梁(樁樁頂頂用用梁梁連連接接)上上部部的的平平面面土土拱拱效效應(yīng)應(yīng)。。Hewlett通過(guò)過(guò)模模型型試試驗(yàn)驗(yàn)，，分分析析了了砂砂填填料料在在正正方方形形布布置置下下，，路路堤堤中中的的空空間間土土拱拱效效應(yīng)應(yīng)。。10/26/202216研究究現(xiàn)現(xiàn)狀狀陳云云敏敏、、賈賈寧寧等等從從單單樁樁有有效效處處理理范范圍圍內(nèi)內(nèi)路路堤堤受受力力平平衡衡出出發(fā)發(fā)，，改改進(jìn)進(jìn)了了Hewlett的空空間間土土拱拱極極限限分分析析方方法法，，研研究究了了樁樁帽帽大大小小、、樁樁間間距距和和填填料料內(nèi)內(nèi)摩摩擦擦角角對(duì)對(duì)樁樁體體荷荷載載分分擔(dān)擔(dān)比比的的影影響響，，并并與與Hewlett的極極限限分分析析方方法法結(jié)結(jié)果果作作了了對(duì)對(duì)比比，，繪繪制制了了樁樁體體荷荷載載等等值值線線圖圖。。10/26/202217主要內(nèi)容引言剛性樁復(fù)合地地基在軟土路路基處理現(xiàn)狀狀及基本形式式剛性樁復(fù)合地地基在路基處處理中的關(guān)鍵鍵問(wèn)題工程實(shí)例研究究結(jié)論10/26/202218工程實(shí)例研究究PTC預(yù)應(yīng)力管樁試試驗(yàn)段位于連連鹽高速公路路灌云四-2標(biāo)新沂河特特大橋北橋頭頭（K32+759.6~K32+933.55））。10/26/202219地質(zhì)情況10/26/202220剛性樁樁復(fù)合合地基基設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù)數(shù)設(shè)計(jì)采采用的的PTC管樁直直徑為為400mm，，壁厚70mm，，樁長(zhǎng)24m，由兩節(jié)節(jié)12m長(zhǎng)的組組成，，樁距距為2.0m、2.5m、、3.0m，混凝土土強(qiáng)度度等級(jí)級(jí)C60，分上、、下兩兩節(jié)施施工，，采用用端板板焊接接接頭頭，樁樁底開開口未未設(shè)樁樁靴，，采用用的施施工方方法為為錘擊擊法。。10/26/202221樁帽下下土壓壓力的的變化化曲線線10/26/202222沉降觀測(cè)測(cè)曲線10/26/202223側(cè)斜10/26/202224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(wèn)題工程實(shí)例例研究結(jié)論10/26/202225結(jié)論剛性樁復(fù)復(fù)合地基基近幾年年在我國(guó)國(guó)高速公公路軟基基處理中中就有了了初步的的應(yīng)用，，但是目目前沒(méi)有有統(tǒng)一的的設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范，大大多根據(jù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)來(lái)設(shè)計(jì)，，造成了了許多不不必要的的浪費(fèi)。。10/26/202226結(jié)論本文分析析了剛性性樁在高高速公路路軟土路路基處理理中的應(yīng)應(yīng)用問(wèn)題題，并指指出了其其中的