CFG桩在高速公路软地盘基加固中的应用

CFG桩在高速公路软土地基加固中的应用1工程概况某高速公路的典型地层为:第①层为硬壳层(亚粘土),第②层为软土层,第③层为硬粘土层。根据钻孔揭示的资料,在30.0m～30.5m之间,夹着一层粉砂。2地基处理方案的选择与设计2.1方案选择第②层为软土层,其地基允许承载力为50kPa,而上面的路基荷载要求地基承载力达到120kPa,工后沉降为30cm,针对这样的地基承载力和变形要求,选择了CFG桩。CFG桩具有一定的粘结强度和桩体强度,因而具有较长的临界桩长,可通过延长桩长提高桩的承载力,减少变形。由于CFG桩具有很大的桩土应力比,所以它具有较高的置换加筋作用,使地基承载力得到大大的提高,根据以前的工程经验,CFG桩复合地基承载力可以提高到天然地基允许承载力的2倍～3倍。另外,CFG桩不仅可以使地基承载力得到很大的提高,而且还可以通过设置褥垫层来调节桩土协调变形,使桩间土的强度得到充分发挥,从而具有较好的经济效果。因此,用CFG桩处理使地基承载力从50kPa提高到90kPa不仅是可行的,而且是经济的。2.2CFG桩设计CFG桩复合地基设计主要确定5个主要设计参数,即桩长、桩径、桩间距、桩体强度、褥垫层及材料。1)桩长l:由地质剖面图和土的物理力学指标可以看出,第③层为硬粘土层,该层承载力的标准值为90kPa,压缩模量为7.5MPa,为了减少下卧层变形和总体沉降量,③层可作为桩端持力层,因此桩长取为17.5m。2)桩径d:取决于所选用的设备,目前使用的沉管桩机的套管直径以377mm居多,所以设计桩径d=400mm。3)桩间距s:在桩长、桩径确定后,计算桩间距之前需确定天然地基承载力fk、计算单桩承载力标准值Rk和计算复合地基承载力标准值fspk。首先按照公式(1)计算单桩承载力。式中:Rk———单桩承载力标准值,kN;up———桩的周长,m;n———桩长范围内所划分的土层数;qsi,qp———桩周第i层土的侧阻力、桩端端阻力标准值,kPa;li———第i层土的厚度,m。计算得到Rk=425kN,然后按照天然地基承载力和设计要求的复合地基承载力按公式(2)计算桩间距,桩间距一般要求在3d～6d范围内。喇式中屋:陶f贯spk粥助——逆—正复合地惩基承载侄力桩标青准值嫌,kP它a;远m悬——承—凭面积置娃换率疮;捉A诸p甜——只—乘桩的截疫面积腰,m域2丸;驾α徐——点—物桩间土放强度提勾高系数煮;暴β卷——讨—怀桩间土匙承载力胀折减系抄数左,食宜按地棉区经验吴取值辟,糟如无经誉验时可与取锋0.蕉75赏～志0.溜95闹,仗天然地禾基承载昏力较高菊时取最载大值汽;现f减sk铸——余—仗天然地杂基承载甲力标准附值内,kP掌a削。漫因天然知地基承照载力不候高幼,假故嗓β烘取职0.汪8,清又由于好下面有迁很深的签淤泥及仙淤泥质劫层紫,桥并且其请灵敏度箩很高各,米在施工脊过程中蔑受到扰高动而引零起强度钥的降低汤。因此礼,膊桩间土而强度提培高系数间取炒α碑=0源.9扯5,孩代入公箭式档(传2)虫计算得植m冤=0悦.0殿24而5,集按正方识形布置赢,冷得桩间嗽距吉:智初步确穗定桩间颈距为欣2.酸2m劳。此时薪复合地监基承载比力标准淹值肝f近spk其-讯=1锤25叔kPa硬,经满足设互计荷载取要求。由3男沉降糖计算漏复合地怎基变形鞋由三部号分组成踪,柔分别为鼠桩长范蓄围内的粘压缩变喉形烛S难1们、下卧钉层的变蠢形鲜S遥2架以及褥糕垫层的厕压缩变政形喇S严3新。其中谣,呀褥垫层肝的压缩仁变形很己小惊,塔可以忽驱略不计柱,旱则沉降嫂变形凳S:虎S骑=晨S告1蚀+绞S喝2居(记6)墨目前在奋工程中神,喇应用较鸽多且计洞算结果猎与实际助符合比宫较好的伏变形计奶算是复玩合模量垦法。计率算时复适合土层补分层与能天然地货基相同镰,衣不同的弊是复合苗地基的摊模量等旋于天然慧地基模绳量没的圈ζ网倍。这迁样凡,僻加固区悄和下卧森层的变岁形都可顾以按照慧分层总网和法进明行计算承。因此痛,畜复合地拣基最终晋变形量黄可按下杯式计算亚:飘式中鱼:购n刊1欠——陡—冬加固区俊范围内党土层分尘层数离;杨n波2立——烛—胃沉降计燃算深度细范围内烤土层总盘的分层瞧数盒;许p吸0午——谜—澡对应于静荷载的秩附加压摄力肆,kP奔a;娘E赵si淹——热—睬第京i牛层的压序缩模量使,MP狱a;扔z站i罚、浙z深i践-1法说——助—煎处理地押面至第淋i主层、第号i疫-1娇绍层土底件面的距蜘离闯,m;巴α衬i菜、详α匀i盗-1害殿——滤—议处理地牛面至第特i赴层、第称i拒-1绩呈层土底拨面范围驱内平证均附加浴应力系源数胁;坑ζ益——来—暗加固区鲁土的模妥量提高评系数阔,掩Ψ摆——知—侧沉降计闪算修正白系数。臂计算得询S桨=2刊89.是9旧mm赛,坊满足要刻求。果4稀现场桐试验酷为了检易验竖CFG佩桩在高流含水量旦、高压瞒缩性、劣抗剪强源度低、跌渗透性胞小、高凶灵敏度联、易导但致路基价较大沉大降和失侨稳的软书土中应粒用的效察果纱,午进行了绸一系列病的现场伏试验如挡:君复合地池基的静敌载试验深、桩间弱土的静主力触探独试验、刚桩身抽亩芯试验瘦、桩身妥完整性御试验以甜及设置驰沉降观缓测点。读通过静穗载试验破和近期禁沉降变疤形观测广试验教,陈其结果泡表明复悦合地基夏承载力姑及沉降纷变形均母满足设异计要求牢。静力率触探试异验结果刮表明在弟CFG赔桩施工锋后鼠,兔桩间土委的强度顽降低殖,骡说明在耍这种高怖灵敏度日的软土海桩间土合强度提岗高系数降α极<1订迫。蛛5熟结语盟CFG原桩在加面固较深凭的软土刃形成的裁复合地皂基中指,浙不仅能面获得较叠高的承国载力和横桩身质童量块,呢而且加赶固后的肢地