刚性桩复合地基在高速公路软基处理中的应用28

刚性桩桩复合合地基基在高高速公公路软软基处处理中中的应应用余闯闯博博士士刘松玉玉教教授东南大大学岩岩土工工程研研究所所第七届届全国国桩基基工程程学术术会议议(浙浙江宁宁波)10/26/20221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10/26/20222引言软土路路基上上桥头头段沉沉降较较大，，形成成桥面面和路路面的的高差差，产产生““桥头头跳车车”现现象。。采用用水泥泥搅拌拌桩等等方法法处理理桥头头段软软土路路基，，对于于深厚厚软土土路基基，其其加固固深度度受到到限制制。高速公公路的的改扩扩建，，控制制新老老路基基的差差异沉沉降，，以及及工期期紧迫迫等要要求也也促使使了刚刚性桩桩复合合地基基的应应用。。10/26/20223引言刚性桩复复合地基基具有施施工质量量易控制制、施工工速度快快、工后后沉降及及不均匀匀沉降小小、地基基处理深深度大、、复合地地基承载载力大、、造价比比较适中中等突出出优点，，在高速速公路软软基处理理中得到到广泛的的重视，，并有初初步的应应用，但但是缺乏乏系统的的理论分分析。10/26/20224主要内容容引言刚性桩复复合地基基在软土土路基处处理的现现状及基基本形式式刚性桩复复合地基基在路基基处理中中的关键键问题工程实例例研究结论10/26/20225应用现状状刚性桩复复合地基基（也可可称之为为复合桩桩基）在在工民建建中应用用时，通通常采用用桩筏（（板）的的形式，，通过筏筏（板））将上部部荷载充充分传递递到桩上上面，如如果直接接将这种种形式应应用到路路堤上，，则造价价过于昂昂贵。10/26/20226应用形式式之一刚性桩复复合地基基应用到到高速公公路中通通常会采采用两种种形式：：一种是是在桩顶顶（通常常是预应应力管桩桩、钻孔孔桩等刚刚度较大大的桩））在上部部填土和和桩头之之间可以以设置一一层或多多层加筋筋材料以以将更多多的荷载载传递到到桩上。。管桩大面面积的应应用是本本届年会会的特点点之一！！10/26/20227国外应用用的现状状这种形式式在德国国、瑞典典、挪威威、美国国、日本本、东南南亚地区区有着广广泛的应应用。其中英国国有专门门的设计计规范（（BS8006））德国也有有设计规规范（EBGEO2002)10/26/20228国内的应应用现状状沪宁高速速公路扩扩建、杭杭甬高速速公路拓拓宽工程程的一期期工程，上海F1赛车场软软土路基基也都采采用了预预应力管管桩加土土工织物物的处理理形式。。东南大学学岩土所所在连盐高速速公路中中就PTC预应力管管桩复合合地基在在深厚海海相软土土中的应应用进行行了研究究。10/26/20229应用基本本形式二二另一种形形式就是是采用CFG桩（或低低强度素素混凝土土桩），，通过合合理的设设置垫层层的材料料、厚度度以及调调整桩间间距，将将更多的的荷载传传递到桩桩体中去去。10/26/202210国内应用用现状CFG桩复合地地基最先先在新台台高速公公路软基基处理上上进行系系统试验验和研究究，取得得了许多多有益的的成果。。接着国国内多条条高速公公路，如如京珠(北京-珠海)高速公路路粤境南南(汤塘-太和)第26标段、淮安安-盐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)第六合同段段连盐高速公公路中采用用了这种复复合地基处处理形式。。10/26/202211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10/26/202212关键问题刚性桩复合合地基应用用到路基处处理当中，，其沉降及及不均匀沉沉降小、地地基处理深深度大、复复合地基承承载力大、、造价比较较适中等突突出优点的的非常显著著的，关键键是如何控控制造价，，以便于其其推广应用用。其中控制造造价的关键键因素就是是桩间距，，如何合理理的确定桩桩间距就成成为了刚性性桩复合地地基在高速速公路软土土路基处理理中的首要要问题。这这也就涉及及到两个基基本问题，，一个是荷荷载传递机机理的分析析；二就是是沉降及工工后沉降的的计算和预预测问题。。10/26/202213荷载传递机机理刚性桩复合合地基应用用到路基处处理当中，，通常间距距较大，而而且带有桩桩帽（可称称为桩承式式路堤），，其受力较较为复杂，，桩间土上上部的路堤堤土体和桩桩帽顶部土土体的差异异沉降会使使桩顶水平平面上一定定范围内路路堤填料产产生应力重重分布。10/26/202214土拱拱理理论论土拱拱效效应应形形成成后后，，路路堤堤荷荷载载向向桩桩顶顶转转移移的的大大小小与与路路堤堤填填料料的的性性质质、、填填料料的的高高度度、、桩桩间间距距和和桩桩帽帽的的大大小小有有关关。。工工程程中中关关心心的的是是桩桩间间距距和和桩桩帽帽大大小小的的选选择择问问题题。。桩桩间间距距过过大大，，桩桩帽帽过过小小，，土土拱拱效效应应不不足足，，桩桩间间土土承承受受荷荷载载太太大大，，桩桩顶顶和和桩桩间间土土差差异异沉沉降降超超出出允允许许范范围围，，路路堤堤顶顶面面产产生生““蘑蘑菇菇””状状突突起起；；反反之之，，则则达达不不到到桩桩承承式式路路堤堤应应有有的的经经济济效效果果。。10/26/202215土拱拱理理论论研研究究现现状状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应应。。在在Liang和Zeng以及及Chen和Martin等人人工工作作的的基基础础上上，，Low曾经经用用模模型型试试验验研研究究了了砂砂填填料料在在桩桩梁梁(桩桩顶顶用用梁梁连连接接)上上部部的的平平面面土土拱拱效效应应。。Hewlett通过过模模型型试试验验，，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间间土土拱拱效效应应。。10/26/202216研究究现现状状陈云云敏敏、、贾贾宁宁等等从从单单桩桩有有效效处处理理范范围围内内路路堤堤受受力力平平衡衡出出发发，，改改进进了了Hewlett的空空间间土土拱拱极极限限分分析析方方法法，，研研究究了了桩桩帽帽大大小小、、桩桩间间距距和和填填料料内内摩摩擦擦角角对对桩桩体体荷荷载载分分担担比比的的影影响响，，并并与与Hewlett的极极限限分分析析方方法法结结果果作作了了对对比比，，绘绘制制了了桩桩体体荷荷载载等等值值线线图图。。10/26/202217主要内容引言刚性桩复合地地基在软土路路基处理现状状及基本形式式刚性桩复合地地基在路基处处理中的关键键问题工程实例研究究结论10/26/202218工程实例研究究PTC预应力管桩试试验段位于连连盐高速公路路灌云四-2标新沂河特特大桥北桥头头（K32+759.6~K32+933.55））。10/26/202219地质情况10/26/202220刚性桩桩复合合地基基设计计参数数设计采采用的的PTC管桩直直径为为400mm，，壁厚70mm，，桩长24m，由两节节12m长的组组成，，桩距距为2.0m、2.5m、、3.0m，混凝土土强度度等级级C60，分上、、下两两节施施工，，采用用端板板焊接接接头头，桩桩底开开口未未设桩桩靴，，采用用的施施工方方法为为锤击击法。。10/26/202221桩帽下下土压压力的的变化化曲线线10/26/202222沉降观测测曲线10/26/202223侧斜10/26/202224主要内容容引言刚性桩复复合地基基在软土土路基处处理现状状及基本本形式刚性桩复复合地基基在路基基处理中中的关键键问题工程实例例研究结论10/26/202225结论刚性桩复复合地基基近几年年在我国国高速公公路软基基处理中中就有了了初步的的应用，，但是目目前没有有统一的的设计规规范，大大多根据据经验来来设计，，造成了了许多不不必要的的浪费。。10/26/202226结论本文分析析了刚性性桩在高高速公路路软土路路基处理理中的应应用问题题，并指指出了其其中的