刚性桩复合地基在高速公路软基处理中的应用28

刚性桩复合地基在高速公路软基处理中的应用

余闯博士刘松玉教授东南大学岩土工程研究所第七届全国桩基工程学术会议(浙江宁波)11/28/20221主要内容引言刚性桩复合地基在软土路基处理现状及基本形式刚性桩复合地基在路基处理中的关键问题工程实例研究结论11/28/20222引言

软土路基上桥头段沉降较大，形成桥面和路面的高差，产生“桥头跳车”现象。采用水泥搅拌桩等方法处理桥头段软土路基，对于深厚软土路基，其加固深度受到限制。高速公路的改扩建，控制新老路基的差异沉降，以及工期紧迫等要求也促使了刚性桩复合地基的应用。11/28/20223引言

刚性桩复合地基具有施工质量易控制、施工速度快、工后沉降及不均匀沉降小、地基处理深度大、复合地基承载力大、造价比较适中等突出优点，在高速公路软基处理中得到广泛的重视，并有初步的应用，但是缺乏系统的理论分析。11/28/20224主要内容引言刚性桩复合地基在软土路基处理的现状及基本形式刚性桩复合地基在路基处理中的关键问题工程实例研究结论11/28/20225应用现状刚性桩复合地基（也可称之为复合桩基）在工民建中应用时，通常采用桩筏（板）的形式，通过筏（板）将上部荷载充分传递到桩上面，如果直接将这种形式应用到路堤上，则造价过于昂贵。

11/28/20226应用形式之一刚性桩复合地基应用到高速公路中通常会采用两种形式：一种是在桩顶（通常是预应力管桩、钻孔桩等刚度较大的桩）在上部填土和桩头之间可以设置一层或多层加筋材料以将更多的荷载传递到桩上。管桩大面积的应用是本届年会的特点之一！11/28/20227国外应用的现状这种形式在德国、瑞典、挪威、美国、日本、东南亚地区有着广泛的应用。其中英国有专门的设计规范（BS8006）德国也有设计规范（EBGEO2002)11/28/20228国内的应用现状沪宁高速公路扩建、杭甬高速公路拓宽工程的一期工程，上海F1赛车场软土路基也都采用了预应力管桩加土工织物的处理形式。东南大学岩土所在连盐高速公路中就PTC预应力管桩复合地基在深厚海相软土中的应用进行了研究。11/28/20229应用基本形式二另一种形式就是采用CFG桩（或低强度素混凝土桩），通过合理的设置垫层的材料、厚度以及调整桩间距，将更多的荷载传递到桩体中去。

11/28/202210国内内应应用用现现状状CFG桩复复合合地地基基最最先先在在新新台台高高速速公公路路软软基基处处理理上上进进行行系系统统试试验验和和研研究究，，取取得得了了许许多多有有益益的的成成果果。。接接着着国国内内多多条条高高速速公公路路，，如如京京珠珠(北京京-珠海海)高速速公公路路粤粤境境南南(汤塘塘-太和和)第26标段段、、淮淮安安-盐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)第六合同同段连盐高速速公路中中采用了了这种复复合地基基处理形形式。11/25/202211主要要内内容容引言言刚性性桩桩复复合合地地基基在在软软土土路路基基处处理理现现状状及及基基本本形形式式刚性性桩桩复复合合地地基基在在路路基基处处理理中中的的关关键键问问题题工程程实实例例研研究究结论论11/25/202212关键问题题刚性桩复复合地基基应用到到路基处处理当中中，其沉沉降及不不均匀沉沉降小、、地基处处理深度度大、复复合地基基承载力力大、造造价比较较适中等等突出优优点的非非常显著著的，关关键是如如何控制制造价，，以便于于其推广广应用。。其中控制制造价的的关键因因素就是是桩间距距，如何何合理的的确定桩桩间距就就成为了了刚性桩桩复合地地基在高高速公路路软土路路基处理理中的首首要问题题。这也也就涉及及到两个个基本问问题，一一个是荷荷载传递递机理的的分析；；二就是是沉降及及工后沉沉降的计计算和预预测问题题。11/25/202213荷载传递递机理刚性桩复复合地基基应用到到路基处处理当中中，通常常间距较较大，而而且带有有桩帽（（可称为为桩承式式路堤）），其受受力较为为复杂，，桩间土土上部的的路堤土土体和桩桩帽顶部部土体的的差异沉沉降会使使桩顶水水平面上上一定范范围内路路堤填料料产生应应力重分分布。11/25/202214土拱理论土拱效应形形成后，路路堤荷载向向桩顶转移移的大小与与路堤填料料的性质、、填料的高高度、桩间间距和桩帽帽的大小有有关。工程程中关心的的是桩间距距和桩帽大大小的选择择问题。桩桩间距过大大，桩帽过过小，土拱拱效应不足足，桩间土土承受荷载载太大，桩桩顶和桩间间土差异沉沉降超出允允许范围，，路堤顶面面产生“蘑蘑菇”状突突起；反之之，则达不不到桩承式式路堤应有有的经济效效果。11/25/202215土拱理论研研究现状太沙基最早早研究了平平面土拱效效应。在Liang和Zeng以及Chen和Martin等人工作的的基础上，，Low曾经用模型型试验研究究了砂填料料在桩梁(桩顶用梁梁连接)上上部的平面面土拱效应应。Hewlett通过模型试试验，分析析了砂填料料在正方形形布置下，，路堤中的的空间土拱拱效应。11/25/202216研究现状陈云敏、贾贾宁等从单单桩有效处处理范围内内路堤受力力平衡出发发，改进了了Hewlett的空间土拱拱极限分析析方法，研研究了桩帽帽大小、桩桩间距和填填料内摩擦擦角对桩体体荷载分担担比的影响响，并与Hewlett的极限分析析方法结果果作了对比比，绘制了了桩体荷载载等值线图图。11/25/202217主要内容引言刚性桩复合合地基在软软土路基处处理现状及及基本形式式刚性桩复合合地基在路路基处理中中的关键问问题工程实例研研究结论11/25/202218工程实例研研究PTC预应力管桩桩试验段位位于连盐高高速公路灌灌云四-2标新沂河河特大桥北北桥头（K32+759.6~K32+933.55））。11/25/202219地质情况11/25/202220刚性桩复合地地基设计参数数设计采用的PTC管桩直径为400mm，壁厚70mm，桩长24m，由两节12m长的组成，桩桩距为2.0m、2.5m、3.0m，混凝土强度等等级C60，分上、下两节节施工，采用用端板焊接接接头，桩底开开口未设桩靴靴，采用的施施工方法为锤锤击法。11/25/202221桩帽下土压力力的变化曲线线11/25/202222沉降观观测曲曲线11/25/202223侧斜11/25/202224主要内内容引言刚性桩桩复合合地基基在软软土路路基处处理现现状及及基本本形式式刚性桩桩复合合地基基在路路基处处理中中的关关键问问题工程实实例研研究结论11/25/202225结论刚性桩桩复合合地基基近几几年在在我国国高速速公路路软基基处理理中就就有了了初步步的应应用，，但是是目前前没有有统一一的设设计规规范，，大多多根据据经验验来设设计，，造成成了许许多不不必要要的浪浪费。。11/25/202226结论论本文文分分析析了了刚刚性性桩桩在在高高速速公公路路软软土土路路基基处处理理中中的的应应用用问问题题，，并并指指出出了了其其中中的的主主要要问问题题，，最最后后给给出出了了一一个个典典型型的的工工程程实实例例，，给给出出了了工工程程地地质质资资料料和和设设计计参参数数，，并并提提供供了了沉沉降降和和侧侧向向变变形形资资料料，，说说明明了了应应用用的的可可行行性性。。但