Feed订阅

碎石桩在软土路基处理中的应用

时间:2013-10-08  来源:  编辑:  浏览:5624次
贵新公路K+~K+段软基具有软土厚度深面积大的特点…试验用的圆形承载板与等效影响圆直径相等,加载总荷载至少是复合地基设计值的倍…软基处理措施及计算依据.处理方案贵新公路K+~K+段,最高填方.米,最低填方.米,填方面积平方米…软基的基本概况贵新公路K+~K+路段,地处山间谷盆…
碎石桩在软土路基处理中的应用摘要:我省具有典型的山峦纵横、沟壑遍布的喀什特地形地貌,软土在山间谷地分布较广。随着高等级公路建设规模不断扩大,路线经常不可避免地穿过软土地段,所以软基处理在高等级公路设计施工中已经是个很重要的议题。

关键词:桩基础路基



1、引言

由于软土含水量大,压缩性高,因而软土地基强度低,从而导致路堤因不均匀沉降或剩余沉降量过大而破坏。因此要保证路基稳定首先就得进行软基的固接处理。

贵新公路K119+170~K119+348段软基具有软土厚度深、面积大的特点。针对这一情况采用了振压沉管碎石桩对其进行固接处理。以下就处理情况作简要介绍。

2、软基的基本概况

贵新公路K119+170~K119+348路段,地处山间谷盆。由于地势平坦,排水不畅,地下水发育(左侧有两个涌水泉点),长年淤积而形成大面积的软土。经地质钻孔揭示,该段软基上覆流塑~软塑状淤泥质土层,呈灰黑色,具腥臭味,遍布整个面积,厚1.5~2.5米;其下为淤泥质土层,含碎石,呈软塑~可塑状态,饱水,强度低,厚6.0~14.8米;下伏基岩为二迭系上统吴家坪组薄层硅质灰岩夹粘土岩,其顶部风化强烈。对软土取样四组进行实验其物理力学性质如表所示。

物理性质力学性质

含水量w(%)48.9~63.6固结试验压缩系数a100~200(Mpa-1)0.990~1.520

密度P(g/cm3)1.54~1.66压缩模量Es100~200(Mpa)1.522~2.243

比重Gs2.56~2.60直接剪切试验凝聚力C(Kpa)6~24

孔隙比e1.332~1.741内摩擦角Ф(度)7.2~13.5

液限WL(%)65.70~84.6烧失量(%)9.43~11.35

塑限WP(%)34.90~43.90

塑性指数Ip29.90~43.00土样类别有机质高液限粉土灰黑色粘土,含腐质草根及砾石

天然稠度Wc0.19~0.56

从表上可以看出该段软土天然含水量高,孔隙比大,压缩性高,抗剪强度低。

3、软基处理措施及计算依据

3.1处理方案

贵新公路K119+170~K119+348段,最高填方9.46米,最低填方3.66米,填方面积8302平方米。因软基深度较大(7~17米),地势平坦,面积较大,不易采用换土填石或抛石挤淤处理。经过会审论证,决定采用振压沉管碎石桩对其进行固结处理。碎石桩采用正方形排列,全平面同一桩径、桩间距。根据部颁《规范》及以往施工经验,选择桩间距为1.2米,桩直径根据振冲器外径定为32.5米,碎石桩要求穿过风化岩层。碎石桩施工结束后,在地基上铺设20厘米厚的碎石垫层,以加强路基排水。

3.2计算依据

路堤填料为粘土,其主要计算参数取值:γ土=18kN/m3,C土=25Kpa,Ψ土=15。;软基主要计算参数取值:γ软=16kN/m3,C软=15Kpa,Ψ软=7。,固结系数Cv=1.5x10-7m2/s。

根据填方高度、填土容重、附加应力、软土深度和压缩系数,通过计算可得加固前路基沉降量S前=82cm。

加固后路基总沉降减少量S减=[1/1+(n-1)η]×S前

式中n______桩土应力比,对于粘性土n=2~4,取n=2

η_____面积置换率

η=d2/de2

d____桩直径

de____等效圆直径,由于桩孔为正方形布置所以de=1.13倍桩间距

η=0.325/(1.13×1.2)2

=0.05744

S减=[1/1+(2-1)0.05744

=78cm

通过计算可知,地基采用碎石桩处理后,总沉降量减少78cm,剩余沉降4cm,满足沉降量控制要求。

单桩承载力[б]桩=20×C软/K

C软____凝聚力,C软=15KPa

K____安全系数,K=1.25

[б]桩=20×15/1.25

=240Kpa

复合地基承载力[б]复=β[б]土×[1+η(n/β)-η]

η_____面积置换率,η=0.0574

[б]土_____桩间天然地基土的承载力

n=[б]桩/[б]土,称为桩土应力比,据有关资料,其值在2-12之间变化,本文取值为2[б]土=[б]桩/2=240/2=120Kpa

β____桩间土承载力折减系数,取值1.0,因为桩土应力比已经考虑了这一因素。

[б]复=1×120×[1+0.0574(2/1)-0.0574]=126.9KPa

通过以上计算证明,加固后的地基承载力得以较大提高,沉降量控制在可靠的范围内,并且承载力的计算结果为后期的承载试验提拱了可靠的数字依据。

4、施工工艺及注意事项

施工前,应清除流塑状淤泥,铺设0.5米厚的石屑临时垫层,整平场地,以便施工机械进场。垫层应严格控制粒径,以免无法进行成孔。然后放线定出孔位。施工顺序应从左到右,先边部后中部,便于复合地基土体固结程度随时间延长不断深入。施工时要注意水、电、料三者的控制。水要充足,但水量不易过多,以防把填料回出流走;电主要是控制振密过程中的密实电流;料要注意加料不得过猛,原则上要勤加料,但每批不宜加得太多。碎石采料粒径不得大于5cm。完工后加铺20cm厚的碎石垫层,以利于排水。

5、承载试验检测及结论

经过一个月的紧张施工,共完成碎石桩总进尺73122米,成孔5916个,灌入碎石约11000立方米。根据地基承载力计算数据,进行了三组五个点承载板静载试验,两个桩上点,三过桩间土。试验用的圆形承载板与等效影响圆直径相等,加载总荷载至少是复合地基设计值的一倍。荷载按25Kpa为一级分级加载,每级加载后,分时观测沉降值直至每小时变形值小于0.1mm,即认为底板已处于相对稳定而终止观测,然后进行下一级加载,直至试验结束。其结束试验的条件为:累计加荷值达300Kpa,或在此荷载之前地基出现明显变形,底板周边出现裂缝、隆起等现象。卸载时测读回弹量,直至变形结束。

整理观测数据,绘制沉降S、荷载P、时间T三者之间的关系曲线可以看出曲线由两段近似直线所组成,曲率变化不大,分级沉降值亦无明显增大,各个点的累计观测沉降量均小于设计值4cm,当加载至300Kpa以内均未出现板底复合地基破坏迹象。所以加固后的复合地基处于压密阶段,承载能力有很大的提高,软基处理是成功的。并且固结效果随着时间还应有所增加,故以后填方施工不能过快,应严格按规范分层进行填筑,并作好堆载与路堤沉降观测,以沉降值控制填方施工速率。

(杜杨昆)

来源:中国论文下载中心

项目对接平台
关于我们| 服务条款| 免责声明| 会员服务| 帮助中心| 联系我们| 友情链接
版权所有:拉勾信息技术有限公司 2005-2017 All Rights Reserved. 豫ICP备11015194号
地址:中国郑州市金水区姚寨路133号金成时代广场9号楼7层706 邮编:450008
联系我们:0371-60925574
欢迎您加入园林苗木行业交流群,群一:150293173 群二:215447311 中国景观网1群