桥头深厚软基处理中低强度桩的应用分析

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

　0引言

　　研究造成桥头跳车的主要原因，应该考虑如何减小桥头软基的工后沉降并且使桥头处理段沉降逐渐过渡到和非处理段一致。处理桥头软基的方法很多，如碎石桩法、粉喷桩法、堆载预压法等，这些方法各有优缺点。低强度桩是一种较新型的桥头软基处理方法，我们对该方法在某桥头段深厚软基处理中的应用进行了研究，对现场测试结果做了初步分析。

　　1低强度桩复合地基加固机理

　　低强度桩常用水泥、石子及其他掺和料（如砂、粉煤灰、石灰等）制成，强度一般处在5～15MPa范围内。低强度桩的施工工艺基本同沉管灌注桩施工工艺，比较简单，其桩长、桩径以及桩身强度较易控制，施工速度快，工期短。低强度桩的桩体材料可以因地制宜，利用工业原料和当地材料，工程造价低廉。低强度桩桩体置换效用较强。低强度桩桩身强度和刚度一般较大，接近刚性桩。低强度桩复合地基性状与刚性桩复合地基性状基本相似，桩体置换作用都较强，可以全桩长发挥桩的侧摩阻力，而且当桩端落在较好土层上时，还可以较好的发挥桩端阻力作用，桩间土上荷载相应减少。低强度桩桩长可以调节，地基处理深度较深。低强度桩复合地基承载力提高幅度较大，地基沉降量降低显著。低强度桩约束作用较强。在群桩复合地基中，桩对桩间土具有防止土体侧向变形的作用。相同荷载水平条件下，无侧向约束时土的侧向变形大，从而使垂直变形加大；由于桩对土体侧向变形的限制，减少了侧向变形，也就减小了垂直变形，使复合地基抵抗垂直变形的能力有所加强。

　　低强度桩可以起到加筋作用。桩体的设置可以使复合地基整体抗剪强度提高，而加固区往往是荷载持力层的主要部分，加固区复合土体具有较高的抗剪强度可有效提高地基稳定性。这样，在工期要求较短的情况下，可以快速加载。

　　2低强度桩复合地基设计与施工

　　2．1工程地质条件某桥下伏以深厚软土地基为主，厚度在30、40m左右，地下水位在0.15～1.06m之间。

　　2．2设计方案该桥头段的软基处理布置示意图。

　　为了较好的解决桥头跳车问题，对工后沉降的要求是：与桥头衔接处路基差异沉降S≤10cm，紧接桥头路段的一般路段工后沉降S≤30cm.根据设计要求，有几种方法可以选择：碎石桩复合地基、粉喷桩复合地基等。碎石桩属于散体材料桩，桩体承载力取决于桩周土能提供的侧限力，本工程的软基深厚且性质较差，故难以提供足够的侧限力，地基承载力提高幅度不大。粉喷桩加固深度一般在10．15m范围内，否则质量很难控制；粉喷桩加固范围内的沉降很小，但是在深厚软土内，下卧层的沉降较大，导致沉降和工后沉降较大。由于上述原因，本工程不拟采用上述两种处理方法。低强度桩复合地基可以避免上述两种方法的缺点，故本桥头软基采用低强度桩复合地基处理。

　　桥头段路基堆载高度不等，台背后填土达最高达2.7m，一般路段处填土为0.5m。堆载高度的不同对地基承载力的要求不一样；处理段和非处理段的沉降将会存在差异。本工程综合考虑以上因素，低强度桩复合地基采用了不改变桩距、只改变桩长的方式，使桥台、处理段和非处理段沉降逐步过渡，具体布置如图l所示。在处理范围内所有桩距为1．8m，桩径为377mm，矩形布置，置换率为3．4％。靠近桥头的桩长为18m，桩尖落在土层②，该土层性质相对比较好；而其它桩的桩尖可能落在较差土层上，沉降较大，这样正好形成了沉降的过渡，较好的解决了承载力要求不一致以及桥台、处理段和非处理段沉降差异过大的问题。为了增强软基处理的效果，同时参考其它桥头段处理的方法，在堆载之前，首先铺一层TGS-3020经编化纤高强土工格栅一层，这样可以减小沉降和差异沉降。

　　2．3低强度桩的施工①桩体材料的配合比为：水泥：石灰：粉煤灰：砂：碎石：碎石最大粒径不超过4cm，坍落度控制在12～15cm之间，成桩后7d强度8．6MPa.②采用振动沉管法施工，施工流程为：先下桩至设计深度一灌注混凝土一边振动边拔管一提升至设计标高。为防止桩体挤断，采用跳打工艺；为防止缩径，规定振动提升速度不得大于1．5m/min，且误差不大于±10cm/min.③为了防止上部桩体强度降低，故桩顶可以超灌50cm左右，成桩7d左右可以将其凿除。

　　3质量检验

　　在全部旋喷桩施工完成后，对早期施工的旋喷桩作抽芯自检。抽芯孔与旋喷孔中心距为15cm，以检验旋喷桩直径，经抽检2根，直径满足要求。经抽芯检测，粘土层内旋喷体60d单轴抗压强度大于3MPa，达到设计要求。

　　4结论

　　①低强度桩处理软基时主要起到置换和遮拦作用；②沉降观测结果表明采用低强度桩处理可以起到沉降过渡和减小沉降的作用；③低强度桩可以明显提高地基承载力，加快堆填的速度，加大填土的稳定性，缩短工期。