现浇X形混凝土桩在四桥接线软土地基中的应用
小议南京四桥北接线软基处理的几种方法

降 的要 求较高 ,采用  ̄P C 'T 管桩加 超载 预压 的方 法 。此 外 ,考 虑到桥
头 、桥 头过度段和 一般路段 工后沉 降的过 渡要平 顺 采 用 了现 浇X 形 压缩 性高 、渗 透性差 的软土 地基 ,如滨 海相沉积 、河川沉 积 、湖沼相 沉积 的软土 。受机械 条件和 地层压 力等影 响 ,处理 深度一般不 超过 1 5 桩处理过度段 的方式 北接线 的几种 软基处 理方式进行 比较 ,几种 理效果 不是非 常理想 ;碎石 桩处理 沙土 和粉土效果很 好 ,处 理深度一 般也 能达到设计 要求 ,但对 于淤泥 质软 土的处理效 果一般 ,且对周 围
果。
后覆盖碎石 垫层 ,均 达到 了 良好排水 固结效果 。 P C 桩和 现浇x 桩属 于 刚性桩 体 , 自身强 度高 ,可作为 端承 T管 形
碎石桩是 用于加固砂性土 的一种技 术 。加 固机理一般 可分为挤 密
和置换 两种 作用。对上部 的饱 和粘性土 ,主要是置换 ;对砂性土 ,主 桩 ,单桩 承载力 高。且 上部制作 桩 帽后覆土 有可视 为复合地基 ,故工 要是 挤密 ;对非饱和 的粘性土 。则同时兼 有挤密 和置换两种 作用 。对 后 沉 降非 常小 ,且 这两 种处理 方式 现场控制 较为简易 ,施工速度 快 ,
物理 、化学反应 ,使 软土成为具 有整体 性 、水稳 定性和一 定强度优 质 于沙 土中等及 以上液化 段的桥 头 。在认真进 行试桩 ,确定好合理 的桩
地基 。它对提 高软 土地基 的承载 能力和 减少地基 的沉降量 有明显 的效 长 、反叉 次数 和投料量 的前 提下 ,过程 中严 格控制各 项施工指标 ,之
问 题 探 讨
CONS RUCTI T ON
公路桥梁施工中软土地基施工技术的应用

公路桥梁施工中软土地基施工技术的应用公路桥梁施工中,软土地基施工技术的应用十分重要。
软土地基是指土壤的结构不稳定,强度较低,易于沉降变形的一种地基类型。
在公路桥梁施工中,软土地基的存在会给工程的稳定性和安全性带来很大的挑战。
合理选择和应用软土地基施工技术,对于提高工程质量和延长桥梁使用寿命具有重要意义。
一、软土地基处理方法软土地基处理方法主要包括地基加固和地基改良两种方式。
地基加固主要是通过外部荷载的作用,增加土壤的有效应力,增强土壤的承载力和抗沉降能力。
常用的地基加固方法有预压法、加压桩法、绞吸法等。
加压桩法是在软土地基上施工预制的加固桩,通过桩身的插入和压实作用,使土壤在桩身周围形成高应力区域,提高土壤的密实度和承载能力。
绞吸法是利用液压绞吸机具将软土地基中的土体抽上来,形成空隙,然后注浆固化,增加地基的密实度和强度。
地基改良是通过改变土壤的物理性质和结构,提高土壤的稳定性和强度。
常用的地基改良方法有加固灌浆法、加固墩台法、加固桩群法等。
加固灌浆法是在软土地基上钻孔灌浆,将固化剂注入土体中,与土体反应形成胶结固化体,增加土壤的强度和稳定性。
加固墩台法是在软土地基上建设加固墩台,通过墩台的自重作用,提高土体的有效应力,增强土壤的承载力和抗沉降能力。
加固桩群法是在软土地基上设置多个加固桩,通过桩与土体的摩擦作用和桩基础的承载作用,提高地基的稳定性和强度。
二、软土地基施工注意事项1.软土地基施工前,需要进行详细的现场勘测和土壤测试,确定地基的性质和承载能力,合理选择地基加固或者改良的方法。
2.施工过程中,需要注意土壤的湿度和可塑性指数,控制土体的水分含量和土体的干燥程度,以保证施工质量和土壤的稳定性。
3.施工中需要合理安排施工顺序和节奏,防止对周围环境和现有结构造成不利影响,合理控制施工期限。
4.在施工中需要注意地基加固和改良的施工工艺和操作规范,保证施工质量和施工安全。
5.施工完成后,需要进行验收检测,确保地基加固和改良后的土壤满足设计要求。
水泥搅拌桩在软土地基处理中的应用

水泥搅拌桩在软土地基处理中的应用4.4.2桩端土的压缩变形复合地基底面的附加应力为55.7KPa,自重应力为140Kpa,土层的压缩模量为30MPa;6米下的附加应力为46.9KPa,自重应力为200kPa;对应的e值=e1-e2=0.015。
经过计算并参考周边项目的e-P曲线,在桩端6米范围内,压缩量<5cm。
4.4.3经计算和分析,复合地基的沉降量GOcnu满足规范的要求。
4.5管基、井底等特殊部位处理项目的污水管的管底高程低于复合地基顶面标高,为保证污水管的管底有足够的承载力,在管底部位至少保证有三根桩形成复合地基来承载。
并保证管底有50CnI砂垫层。
5、水泥搅拌桩施工方法5.1材料要求采用32.5级以上的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。
采用饮用水,使用非饮用水需控制硫酸盐和含盐量。
PH值,4。
5.2施工方法5.3.1清理平整施工场地施工前开挖排水沟及时排除地面积水,平整施工场地,回填50cm碎石并碾压密实作为施工面。
搅拌桩停浆面高于设计桩顶面50cm,搅拌桩施工完毕后,回填50Cm砂垫层,碾压密实后作为路基垫层。
5.4.2标出钻孔位置在整平后的场地上按设计要求标出搅拌桩位置(误差不得大于2cm),并测量场地的高程,确定喷浆标高和停浆标高。
5.5.3前台钻机定位、钻进及后台拌合水泥浆钻机就位,对正桩位(桩位误差不大于2cm),调平桩机机身,保证桩的垂直度(允许偏差1.5%),启动主电机钻进至设计深度(搅拌桩穿透淤泥层进入持力层约50cm)o在前台就位钻进的同时,后方应按照试验室提供的水泥浆配合比制浆,制备好的水泥砂浆不得离析,泵送必须连续,注浆压力控制在0.4MPa~0.6MPa0水泥浆池宜设两个,一个用以控制配比,一个做泵送池。
控制浆液的罐数、水泥及外掺剂的用量及泵送浆液的时间应由专人记录。
针对施工现场施工班组操作人员作业水平不高的现象,可以在拌浆桶上用油漆标识水位线,然后交底给现场作业人员,在注水到该水位线时,加多少包水泥搅拌就是设计的配合比。
现浇管桩技术在城市道路软基加固施工中的应用

现浇管桩技术在城市道路软基加固施工中的应用在城市建设的大项目中,城市道路建设非常重要,目前我国城市道路建设已将取得了不小进步,然而众多困难及问题仍会出现在公路施工过程中,尤其以软土地基最为突出,也是在公路施工中普遍存在的难题。
文章将结合以往案例中存在的问题及施工经验,对软土地基加固技术的应用作出详细分析。
标签:软基加固;道路施工;混凝土;粉喷桩引言自古以来我国疆土面积辽阔,地质情况非常复杂,尤其是软土地基范围广的地域,当修建的公路和建筑物选择在这样地质条件下时,都要对地基进行软基处理,这样可以提高地基的稳定性能,同时减少地基下沉的现象,软基处理方法决定着整个道理施工工程质量及工期,进而影响经济利益,目前在建筑工程行业里最为紧要的问题是找到一种新桩,既使用少量的混凝土,还可以降低成本,但承载力却高,同时可以显著提高地基的稳定性能,由于当前缺乏实心桩和预制管桩,因此在施工过程中,研发出薄壁管桩软土地基加固技术和施工工艺,既有经济价值,提高效率,同时具有现场浇筑混凝土的特点,这种技术在我国已经应用到很多高等公路的修建中。
1 软土地基路基病害类型当前道路施工中,软土地基仍然存在很大的危害性,对此不进行适当处理或者处理不恰当,都会引起地基缺乏稳定性,导致路面下沉,程度或大或小不均匀,给道路带来了不小的危害。
淤泥和淤泥质土统称为软土,软土最大的特点是相对多的天然含水性、较低的承载能力及较高的压缩性等。
我国软土地区遍布沿海平原和内陆湖泊河川地区。
软土地基中含有很大的天然孔隙,1.0左右大小,受到外界因素的影响较大,在现代城市中道路建设的基本要求中软土地基不符合标准。
针对软土地基的处理,加固是目前最主要的方式,处理过程中不得当会引起道路出现下沉和断裂的现象。
软土地基还有个危害,会产生滑动现象,此时路基会不稳,路面变形,尤其在填土时受到负荷压力,软土地基会不同程度沉降,路面凹凸不平,破坏道路结构,尤其是和桥梁的接口位置,如果出现沉降,将直接引起道路安全问题。
谈现浇混凝土管桩在软土地基处理应用

谈现浇混凝土管桩在软土地基处理应用我国地域辽阔,地质条件极为复杂,特别是在沿海地区及内地湖河沉积地区存在着许多复杂的软土地基,在这些地质条件下修建高质量的公路及建筑物都要开展软基处理,以增加地基的稳定性及减少沉降,软基处理方法的选择对工程质量、工期和经济效益均有重要的影响,寻求使用较少的混凝土方量,以实现造价低、承载力高,并且地基的稳定性增加明显的新桩形成为岩土工程界的迫切需要解决的问题,正是考虑到实心桩及预制管桩的缺陷,工程实践中开发了高效经济的现场浇筑混凝土管桩软土地基加固技术和施工工艺,且已开始在高等级公路中推广应用。
本文就现浇混凝土管桩在公路软土地基处理中的应用谈一些体会。
一、工程概况某公路工程地基土层为8m~18m深粉质粘土,设计路堤填土最大高度为6.0m,通过堆载预压、真空预压、粉喷桩等方案比较,最终确定了浇筑混凝土管桩复合地基加固技术方案,设计桩长从6m~11.8m不等,设计直径1000mm,壁厚120mm,混凝土等级C20,坍落度5cm~8cm,桩间距横向3.0m,纵向间距排与排之间3.5m,采用正方形布置,设计7.8m长管桩竖向极限承载力600kN.二、现浇混凝土管桩技术简介1、现浇混凝土管桩技术优点现浇混凝土管桩技术吸收了预应力混凝土管桩、振动沉管桩和振动沉模薄壁防渗墙等技术的优点。
该管桩桩身强度高,直径可达1.5m,有效加固深度可达25m以上,施工工艺简单,可操作性强,便于质量控制、监视,单桩承载力高而造价相对较低。
现浇混凝土管桩复合地基技术在高等级公路软基加固中的使用,将有助于解决许多工程实践问题,节约成本,缩短工期,提高工程质量。
2、工作原理现浇混凝土管桩是近年新发展的一种新型桩技术,类似沉管灌柱桩,涉及震动、沉管、拨管、浇筑混凝土等工艺。
目前国内做法有两种,一是桩头采用预制钢筋混凝土桩尖,二是采用活瓣桩靴。
其工作原理基本一致,即依靠沉腔上部锤尖的振动将内外双层套管所形成的环形腔体在预制桩头(或活瓣桩靴)保护下打入预定的设计深度,在腔内现浇混凝土,之后振动拨管,在环形城中土体与外部的土体之间形成混凝土管桩。
水泥搅拌桩在软土路基处理中的应用

1752013年第18期 《交通世界》运输·车辆(9月下)软土地基具有含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、渗透性小、抗剪强度低、固结系数小等不利的工程性质,导致地基承载力往往不能满足工程设计的要求,因此,需要对地基进行人工加固处理。
处理软土地基有多种方法,如果处理不当,就会直接造成路基失稳或过量沉降,出现路基纵、横向断裂等病害。
水泥土搅拌桩的施工工艺水泥搅拌桩是一种加固饱和粘性土地基的方法。
它是利用水泥材料作为固化剂,采用特制的钻具钻入地基至一定深度,喷出水泥浆使之沿着钻孔深度与地基土强行拌合,由水泥浆和软土间所产生的一系列物理-化学反应使软土硬结成具有整体性、水稳定性和具有一定强度的桩体,从而提高地基强度和增大弹性模量。
水泥搅拌桩具有施工速度快、加固后中度基本不变,对下卧层不致产生附加沉降等优点。
按照施工工艺,可将其分为浆液喷射法和粉体喷射法两种,前者形成的加固体称为深层搅拌桩,后者形成的加固体称为粉喷桩,二者统称为水泥土搅拌桩。
水泥土搅拌法是用于加固饱和软粘土地基的一种新颖方法,它是利用水泥作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂(浆液状或粉体状)强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。
其所形成的加固体与桩间土共同承担上部结构的荷载,从而提高地基的承载能力,减少沉降变形,采用干法(喷粉)或湿法(喷浆),主要取决于被加固土的土层含水量。
一般当土层的天然含水量小于30%时宜采用湿法,大于50%时宜采用干法,而界于30%~50%之间时可视具体情况灵活选择。
设计计算搅拌桩配比设计根据软土2.6~6.1m ,平均锥尖阻力为0.44M p a ,平均侧壁阻力12.5kpa 。
上覆高液限图,下为粗砂及软岩的特点,按照合同对水泥土搅拌桩要求设计如下:水泥掺入比(指水泥重量与被加固的软土重量之比)大于12%,桩体28天无侧限抗压强度不低于1.5Mpa ,90天单桩承载力不小于150KN ,单位复合地基承载力不小于150Kpa ,水泥采用32.5号矿渣水泥。
X型混凝土桩施工应用论文

X型混凝土桩施工应用【摘要】南京四桥s1标项目地处江苏南京市郊,项目范围内水系综横荷塘众多,存在着许多复杂的软土地基,本着加快施工进度、减少施工成本的考虑本项目声道312拓宽段采用x型混凝土桩。
【关键词】x型桩模;活瓣桩靴;工艺简单;节省材料;适应范围广1.x型混凝土桩介绍桩基础是处理软土地基中普遍采用的一种形式,其原理是将上部的变形荷载传递传递给坚实土层,以满足上部结构对基础承载力的要求。
x 型混凝土桩就是一种新形式的异型桩,其属于一种沉管灌注桩,即利用一种截面如字母x 形的钢模代替传统的沉管灌注桩圆形钢模,振动沉模成孔后,在现场浇注混凝土成桩。
具有明显的技术、经济优点,已在工程实践中推广使用。
但作为一种新桩型,其承载性能在工程界已形成统一明确的认识。
2.现浇x型混凝土桩设备2.1现浇x形混凝土桩是处理软土地基的一种有效桩基形式其机械设备主要包括:钢管滑动底盘,卷扬机,控制台,龙门架,振动锤和桩身模板。
能源由一台220kw的柴油发电机提供。
龙门架是整个设备的重要组成部分,是振动锤以及桩身模板的运行平台。
桩身模板是整个机械的核心。
2.2桩身模板主要由以下几部分组成:法兰盘,加强勒,进料口,内部加强板和活瓣桩靴法兰盘主要起连接作用,通过法兰盘使得x形桩模与上部的振动锤形成一个整体。
由于新工艺采用了活瓣桩靴,与已有工艺相比,整个施工过程的得到了很大的改善。
活瓣桩靴在设备制作时与桩身模板同时制作完成,解决了预制桩靴需要提前预制的问题。
其次,活瓣桩靴由于与桩身模板连接成整体,解决了预制桩靴需要设置保护橡胶垫圈或草绳问题,并且可以和桩身模板自由移动,在打桩过程中不需要人工进行搬运及定位,有效地降低了人工成本。
由于可重复利用,降低了材料费,运输费,以及打设时的人工成本,从而使得每延米的造价与预制桩靴相比大大降低。
2.3活瓣桩靴设备的要求2.3.1 x形桩与普通圆截面桩的一个显著区别是充盈系数要严格控制在一定的范围对于x形桩,过大的充盈则使桩身截面积增大,周长减小,侧表面积减小,端阻有可能得到提高,但是会使侧阻有所损失。
现浇X形混凝土桩加固软土地基运用探究

张莉莉(1982. 12-),女,汉族,山东禹城市:本科,成都工业职业技术学院建筑工程学院讲师;建筑施工及管理,建筑地基加固与处理。
郎松军(1969. 11-),男,汉族,四川成都市;本科,成都工业职业技术学院建筑工程学院正高级工程师:建筑施工及管理,建筑地基加固与处理。
现浇X 形混凝土桩加固软土地基运用探究软土地基是由稳定性差与强度低软土材料为构筑物的地基,易产生变形破坏现象,需要进行加固处理。
现浇X 形混凝土桩是一种X 形截面的沉管灌注桩,能够调节软土地基应力,达到加固软土地基目的。
图1为现浇X 形混凝土桩。
作为一种新型异性桩,与传统灌注桩技术相比,现浇X 形混凝土桩外周长长、施工简便,粧侧表面积与单桩承载力得到大幅提升,能够最大限度提高桩体混凝土材料与地基土的承载能力,进而改善桩间土的特性,提高建筑地基的抗震性能与承载力,具有经济性高与加固效果高的优势。
在加固软体地基方面,现浇X 形混凝土桩施工工艺上做出了适当调整,其主要机械设备工具为常规振动沉管桩机,以桩体置换作用、挤土密实作用以及桩模护壁作用为技术原理,在进行地基测试与设计之后,通过填充方法将"X ”形状截面钢模注入地基预定设计深度,在X 形腔体中填充空中补填原料固结成桩,进而生成现浇X 形混凝土桩,实现加固软土地基的目的。
该项目以南京某段公路为工程背景,首先对工程地基现场做出科学检测,分析出该工程地基材料主要为灰色流塑状态淤泥质黏土,为软土地基工程。
随后从地基沉降量与地基承载力两 方面考量,计算出现浇X 形混凝土桩的截面周长与面积,得出现浇X 形混凝土桩软土地基承载力,采用静 载荷试验对现浇X 形混凝土桩进行质量检测;最后将现浇X 形混凝土桩填充到工程特定路段,控制软土地 基工后沉降与差异沉降,并进行典型断面现场监测。
图2为现浇X 形混凝土桩软土地基技术。
与传统圆形实心桩相比,现浇X 形混泥土桩符合当下绿色设计理念,有利于减少机械施工性能,节省大量混凝土材料,实现低造价高承载力,具有突出的经济效益与社会效益。
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现浇X形混凝土桩在四桥接线软土地基中的应用摘要:结合工程实例阐述现浇X形混凝土桩在四桥接线软土地基中的应用,为江苏省软土地基处理提供新思路。
关键词:软土地基沉降,现浇X形混凝土桩,工程造价Abstract: combined with engineering examples cast-in-situ concrete pile in X four bridge connection soft soil foundation, the application of soft ground treatment in jiangsu province to provide new ideas.Key words: soft soil foundation settlement, cast-in-situ concrete pile of X, project cost一、概述南京长江第四大桥接线工程是南京市绕越高速公路重要组成部分,起点为与宁通高速公路相交的横梁互通,跨越长江后与国道312相交于栖霞互通,终于与沪宁高速相交的麒麟枢纽。
现浇X形混凝土桩技术是利用一种截面如字母X形的钢模代替传统的沉管灌注桩圆形钢模,钢模在X形活瓣桩靴的保护下沉入地基中形成X形空腔,灌注混凝土后边振动边拔管,X形活瓣桩靴自动打开,使混凝土进入X形空腔内,形成一种X形状的现浇混凝土桩。
与传统灌注桩技术相比,现浇X形混凝土桩具有较大的单位体积材料比表面积,因而可以在不增加工程量的前提下大大提高单桩承载力,使用较少的混凝土方量,以实现低造价、高承载力,从而提高性能价格比。
以桩径为426 mm普通混凝土桩为例,在等面积的情况下,X形混凝土桩周长是普通圆形桩截面的165.8 %;在等周长的情况下,X形混凝土桩的截面积仅为普通圆形桩截面的36.4 %,说明在保证侧摩阻力基本不变的条件下,X形混凝土桩的混凝土用量大大减小;如图1所示。
图1 现浇X形混凝土桩二、施工工艺现浇X形桩是根据等截面异形周边扩大原理,在传统圆形沉管灌注桩的基础上通过改变截面形式而增大承载力的一种新桩型,即最大程度地发挥地基土(岩)和桩本身的承载能力,充分发挥桩身材料的潜力。
现浇X形桩将传统的圆形桩模改为X形桩模(或称为沉管),并在施工工艺上做了调整,保持了传统沉管灌注桩的优点,目前已经在南京市桥北污水处理厂、南京河西江山大街、南京长江四桥北接线工程等软弱地基处理中推广应用,获得了较好的技术经济效益和社会效益。
现浇X形混凝土桩机械设备主要包括:底盘,卷扬机,控制台,龙门架,振动锤,和桩身模板。
在穿越较坚硬的夹层时,依靠桩基的自身重力不能将桩身模板打设到指定标高时,可以开动振动锤,依靠振动锤的激振力穿越夹层。
现浇X形桩采用常规振动沉管桩机静压辅助振动,将截面如字母“X”形状的钢模打入地基设计深度,投放填充料、振动拔管、空中补充加填充料,填充料固结成桩;同时可根据设计要求设置钢筋笼。
施工流程如图2所示。
图2 现浇X形桩现场施工工艺三、项目应用情况本次现浇X形混凝土桩试验段选择在南京长江第四大桥南、北接线,以下着重介绍北接线N3标K9+764~K9+888.3龙袍互通的应用情况。
互通区展布在冲积平原区和长江漫滩区内,地势低平,地面高约3.2~5.0m,河渠纵横交错。
场地内主要含水层为①2、②11和②12砂层。
勘察期间揭示钻孔稳定地下水位埋深为0.8~1.5m左右。
地震基本烈度为Ⅶ度。
互通主线及各匝道均有①1层软土分布,为灰色流塑状态淤泥质(粉质)黏土、淤泥,高压缩性,低抗剪强度,局部含腐植物,[fa0]=60~80kPa,qik=15~20kPa。
软土埋深浅,厚度不均,局部可厚达22~23m,为本区主要不良地质地层。
作为一种复合地基路基加固方案,在进行设计时主要从地基承载力及允许工后沉降量两个方面来进行考虑,工后沉降控制标准为:一般路段≤30cm、过渡段≤20cm、桥头段≤10cm。
设计截面现浇X形桩的截面尺寸(图3)由外包方形边长aX、开弧间距sX 和模板弧度θX控制。
图3现浇X形桩截面参数现浇X形桩的截面周长可按下式计算:现浇X形桩的截面面积可按下式计算:本项目试验段现浇X形混凝土桩外包方形边长aX=611mm、开弧间距sX=120mm和模板弧度θX=130°,可计算得到截面积为Aps=0.1425m2,截面周长为u=2.218m。
现浇X形混凝土桩复合地基承载力计算现浇X形桩单桩竖向承载力特征值的取值,应符合下列规定:(1)当采用单桩静载荷试验时,应按单桩竖向极限承载力的0.5倍取值;(2)当无单桩载荷试验资料时,对于初步设计可按下式估算:式中—单桩竖向极限承载力特征值(kN);—单桩竖向极限承载力标准值(kN);K——安全系数,取K=2;u——桩身外周长(m);n——桩长范围内所划分的土层数;ξP——端阻力修正系数,与持力层厚度、土的性质、桩长和截面尺寸等因素有关,可取0.65~0.9,桩端土为高压缩性土层时取低值,低压缩性土层时取高值;qsik——桩第i层土(岩)的极限侧阻力标准值(kPa);当无当地经验时,可按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94的规定取值;qpk——极限端阻力标准值(kPa);当无当地经验时,可按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94的规定取值;li ——桩穿越第i层土的厚度(m);——充盈折减系数;桩身填充料强度应满足桩的设计承载力要求,即:式中,fc——填充料轴心抗压强度设计值(kPa),按现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB 50010)取值;Ψc——工作条件系数,取0.6~0.8;——桩身截面面积(m2)。
现浇X形桩复合地基承载力特征值应通过现场单桩复合地基载荷试验确定,初步设计时也可按下式估算:mX =d2/式中fspk—复合地基承载力特征值(kPa);mX ——桩土面积置换率;d ——桩身等效圆直径(m);de ——一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径(m),按等边三角形布桩时,de可按1.05d0取值;正方形布桩时,de可按1.13d0取值;矩形布桩时,de 可按1.13 取值;d0、d1、d2分别为桩间距、纵向间距和横向间距(m);Ra——单桩竖向承载力特征值(kN);β——桩间土承载力折减系数,宜按地区经验取值,如无经验时可取0.75~0.95,天然地基承载力较高时取大值;fsk——处理后桩间土承载力特征值(kPa),宜按当地经验取值,如无经验时,可取天然地基承载力特征值。
试验段加固方案设计K9+764~K9+888.3段分布有较深厚的淤泥质黏土,深度为20~23 m。
K9+764~K9+794.3一般路段,原设计处理方案为PTC桩,其工后沉降约为2.50 cm,而K9+794.3~K9+818.3段圆管涵及其过渡段,原设计处理方案为湿喷桩,其工后沉降约为21.4 cm,差异沉降约为19 cm。
K9+818.3~K9+888.3段,软基深度约在12~18 m之间,设计桩长为10 m,其工后沉降约为24.5 cm。
工后工后沉降差较大,对该区段软基处理方案进表3-1 K9+764~K9+888.3段优化方案行优化。
为了便于进行施工质量控制,且达到经济高效的目标,优化方案为:K9+764~K9+794.3段,采用现浇X形混凝土桩复合地基进行处理,桩长20 m、桩间距为1.8 m;K9+794.3~K9+818.3段,桩长16~18 m、桩间距为2.0 m;K9+818.3~K9+848.3段,桩长14 m、桩间距为2.2 m;K9+848.3~K9+888.3段,桩长12 m、桩间距为2.2 m。
具体经济技术比较如表3-1所示。
由表3-1可知,K9+764~K9+888.3段采用现浇X形混凝土桩加固后,与原设计方案相比,新方案有效的控制整个路段的工后沉降和差异沉降。
现浇X形混凝土桩的现场质量检测采用低应变检测、静载荷试验和桩头开挖检测三种方法对四桥连接线现浇X 形混凝土桩进行质量检测,结果表明:(1)采用低应变方法对三个标段的263根桩进行检测,被测桩波速正常,未见异常反射,均属于I类桩。
(2)采用静载荷试验对四根单桩和2根单桩复合地基进行了检测,被测桩的承载力都能达到设计要求。
单桩竖向抗压极限承载力为最小600kN,试验点单桩复合地基载荷极限承载力为900kN(承压板面积2.8m2)。
(3)现场开挖了3根桩的桩头进行检测,被开挖桩的成形效果良好。
现浇X形混凝土桩复合地基现场监测现浇X形桩为刚性复合地基,置换率比较小,桩土应力比比较高。
路堤填筑初期桩顶和桩间土的沉降均较小,沉降发生的速率较慢,尤其是桩顶几乎不发生沉降,此时荷载主要由桩间土承担;当路堤填筑高度逐渐增大时,桩顶和桩间土沉降速率均有增大的趋势,但桩间土的沉降速率要大于桩顶的沉降速率,路堤荷载在桩顶和桩间土上进行着调整。
对K9+764~K9+888.3的表面沉降、分层沉降、深层水平位移、孔隙水压力、土压力的监测结果表明,随着填土高度的增加,表面沉降、分层沉降、深层水平位移、孔隙水压力和土压力都逐渐增大。
现浇X形混凝土桩表现出刚性桩的受力特性,桩深范围内的土层压缩量主要发生于桩深范围的中上部,桩顶应力比桩间土应力大得多,加固区内孔压的变化不明显。
四、结论N3标的前期沉降观测持续到2011年10月30日,最后几期沉降观测的月沉降量基本均在0~2mm之间,月沉降量达到施工路面要求。
根据前期沉降实测结果对N3标路基工后沉降进行了预测,见图5。
预测工后沉降在K9+780最大,15年工后沉降为21.4cm,满足一般路段工后沉降小于30cm的要求。
其余路段的工后沉降均在20cm以下。
与原设计方案PTC管桩和湿喷桩方案相比,以相同的工程造价达到了更小的工后沉降,且消除了不同处理方案之间的沉降差异,达到了良好的社会和经济效益。
从现有的试验成果来看,现浇X形桩具有加固机理清晰、施工质量易于控制、成桩质量好、桩体的承载力高、检测方便,检测费用省、经济性优越等优点。
考虑到该方法的优越性建议在省内的高速公路建设中予以推广,以期产生更大的社会经济效益!图4K9+780表面沉降过程线图5N3标基于实测沉降预测的工后沉降注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。