橋頭深厚軟基處理中低強度樁的應用分析工學論文
摘要：結合某橋頭段橋頭深厚軟基處理的工程實例，探討了低強度樁處理橋頭軟基的機理和設計思路。
關鍵詞：橋頭跳車；低強度樁；軟基處理；載荷試驗；沉降
0引言
研究造成橋頭跳車的主要原因，應該考慮如何減小橋頭軟基的工后沉降并且使橋頭處理段沉降逐漸過渡到和非處理段一致。處理橋頭軟基的方法很多，如碎石樁法、粉噴樁法、堆載預壓法等，這些方法各有優缺點。低強度樁是一種較新型的橋頭軟基處理方法，我們對該方法在某橋頭段深厚軟基處理中的應用進行了研究，對現場測試結果做了初步分析。
1低強度樁復合地基加固機理
低強度樁常用水泥、石子及其他摻和料(如砂、粉煤灰、石灰等)制成，強度一般處在5～15MPa范圍內。低強度樁的施工工藝基本同沉管灌注樁施工工藝，比較簡單，其樁長、樁徑以及樁身強度較易控制，施工速度快，工期短。低強度樁的樁體材料可以因地制宜，利用工業原料和當地材料，工程造價低廉。低強度樁樁體置換效用較強。低強度樁樁身強度和剛度一般較大，接近剛性樁。低強度樁復合地基性狀與剛性樁復合地基性狀基本相似，樁體置換作用都較強，可以全樁長發揮樁的側摩阻力，而且當樁端落在較好土層上時，還可以較好的發揮樁端阻力作用，樁間土上荷載相應減少。低強度樁樁長可以調節，地基處理深度較深。低強度樁復合地基承載力提高幅度較大，地基沉降量降低顯著。低強度樁約束作用較強。在群樁復合地基中，樁對樁間土具有防止土體側向變形的作用。相同荷載水平條件下，無側向約束時土的側向變形大，從而使垂直變形加大；由于樁對土體側向變形的限制，減少了側向變形，也就減小了垂直變形，使復合地基抵抗垂直變形的能力有所加強。
低強度樁可以起到加筋作用。樁體的設置可以使復合地基整體抗剪強度提高，而加固區往往是荷載持力層的主要部分，加固區復合土體具有較高的抗剪強度可有效提高地基穩定性。這樣，在工期要求較短的情況下，可以快速加載。
2低強度樁復合地基設計與施工
2．1工程地質條件某橋下伏以深厚軟土地基為主，厚度在30．40m左右，地下水位在0．15~1．06m之間。
2．2設計方案該橋頭段的軟基處理布置示意圖。
為了較好的解決橋頭跳車問題，對工后沉降的要求是：與橋頭銜接處路基差異沉降S≤10cm，緊接橋頭路段的一般路段工后沉降S≤30cm。根據設計要求，有幾種方法可以選擇：碎石樁復合地基、粉噴樁復合地基等。碎石樁屬于散體材料樁，樁體承載力取決于樁周土能提供的側限力，本工程的軟基深厚且性質較差，故難以提供足夠的側限力，地基承載力提高幅度不大。粉噴樁加固深度一般在10．15m范圍內，否則質量很難控制；粉噴樁加固范圍內的沉降很小，但是在深厚軟土內，下臥層的沉降較大，導致沉降和工后沉降較大。由于上述原因，本工程不擬采用上述兩種處理方法。低強度樁復合地基可以避免上述兩種方法的缺點，故本橋頭軟基采用低強度樁復合地基處理。 橋頭段路基堆載高度不等，臺背后填土達最高達2．7m，一般路段處填土為0．5m。堆載高度的不同對地基承載力的要求不一樣；處理段和非處理段的沉降將會存在差異。本工程綜合考慮以上因素，低強度樁復合地基采用了不改變樁距、只改變樁長的方式，使橋臺、處理段和非處理段沉降逐步過渡，具體布置如圖l所示。在處理范圍內所有樁距為1．8m，樁徑為377mm，矩形布置，置換率為3．4％。靠近橋頭的樁長為18m，樁尖落在土層②：，該土層性質相對比較好；而其它樁的樁尖可能落在較差土層上，沉降較大，這樣正好形成了沉降的過渡，較好的解決了承載力要求不一致以及橋臺、處理段和非處理段沉降差異過大的問題。為了增強軟基處理的效果，同時參考其它橋頭段處理的方法，在堆載之前，首先鋪一層TGS-3020經編化纖高強土工格柵一層，這樣可以減小沉降和差異沉降。
2．3低強度樁的施工①樁體材料的配合比為：水泥：石灰：粉煤灰：砂：碎石：水=1．00：0．06：0．18：5．08：5．02：0．97。碎石最大粒徑不超過4cm，坍落度控制在12～15cm之間，成樁后7d強度8．6MPa。②采用振動沉管法施工，施工流程為：先下樁至設計深度一灌注混凝土一邊振動邊拔管一提升至設計標高。為防止樁體擠斷，采用跳打工藝；為防止縮徑，規定振動提升速度不得大于1．5m/min，且誤差不大于±10cm/min。③為了防止上部樁體強度降低，故樁頂可以超灌50cm左右，成樁7d左右可以將其鑿除。
3質量檢驗
在全部旋噴樁施工完成后，對早期施工的旋噴樁作抽芯自檢。抽芯孔與旋噴孔中心距為15cm，以檢驗旋噴樁直徑，經抽檢2根，直徑滿足要求。經抽芯檢測，粘土層內旋噴體60d單軸抗壓強度大于3MPa，達到設計要求。
4結論
①低強度樁處理軟基時主要起到置換和遮攔作用；②沉降觀測結果表明采用低強度樁處理可以起到沉降過渡和減小沉降的作用；③低強度樁可以明顯提高地基承載力，加快堆填的速度，加大填土的穩定性，縮短工期。
參考文獻：
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