预应力混凝土桩联合搅拌桩处理高速公路软土地基技术

刖1B近年来，预应力管桩因施工方法较简洁、施工速度较快、污染较小、造价相对桩基较经济等缘由，被广泛地运用到工业民用建筑的桩基设计当中，但作为疏桩方案的复合地基新技术应用于高速马路软基处理在国内才刚刚兴起，预应力管桩复合地基用于处理高速马路软基路段时，管桩与桩间土能共同分担上部荷载，能有效地提高路基的承载力、削减总沉降量、降低工后沉降、防止桥头“跳车”等问题但若对软土地区预应力管桩的应用条件相识不清，对运用方法驾驭不当，也简洁出现预应力管桩的偏位、倾斜甚至断裂等各类施工质量问题预应力管桩复合地基设计2预应力混凝土管桩的特点

2.1节能、环保且桩身质量好由于桩是工厂化制造，其生产已经工业化、程序1化，材料经过严格筛选，管桩经过离心成型及高温养护，制造工艺先进，质量检验完善，是现场制作的其他桩型所不具备的沉桩施工工艺简洁，质量易限制，施工进度快管桩运输吊桩便利，接桩2快捷，可依据不同配桩限制桩长以适应不同地质状况，同时成桩后不要养护时间，可大大缩短施工工期与其他软土地基处理方法相比，单桩承载力高，处理深度大3在高速马路软土地基处理中应用，工程平安风险小，工后沉降限制有效4预应力管桩复合地基的经济性分析

2.2目前，软土地基处理的方法许多，其中采纳复合地基进行软土地基处理的主要方法有柔性桩法水泥土桩、石灰土桩、二灰土桩等、散体粒料桩法沉管碎、砂石桩，振冲碎、砂石桩、低强度混凝土桩法桩、素混村镇达成CFG电线杆迁移问题，进场以来始终未进行该涵洞基础处理施工，但两侧插板预压路基照常施工至路床标高，年后方才进行涵洞及其过渡段管桩地基处理施工，但在进1行基底开挖施工时，由于未实行任何支护措施，开挖后发觉两侧土体向涵洞开挖段滑移，基底两侧桩位不同程度地向中心轴线倾斜，桩身最大水平位移达部分

3.0m,桩身被剪断，涵洞两侧路基填土坡体局部开裂经卸土减载、对偏位小于的50cm桩进行纠偏处理、对断桩进行补强处理、桩顶设置格子梁，以确保斜桩处于稳定状态等措施处理后，现该段运行良好（）重视预应力管桩施工质量问题的善后处理在软土地区若对预应力管桩的应5用条件相识不清，对运用方法驾驭不当，极易出现预应力管桩的偏位、倾斜甚至断裂等问题当出现预应力管桩的偏位、倾斜甚至断裂等各类施工质量问题后，首先必需对现有问题桩进行低应变动测，并对全部管桩的偏位、倾斜程度、断桩状况做一具体统计；再依据桩型、地质条件、工程质量问题产生的缘由、低应变动测结果、倾斜偏位统计状况等综合推断分析；在此基础上,针对不同状况制定处理原则一般可按以下基本处理步骤执行）马上停止施工，加强监控，做好应急打算；1）卸土减载；2）倾斜一侧刚好抢做围护，并加固、补桩纠偏，保持桩基两侧土压力平衡；3）对倾斜程度小的管桩，可采纳灌芯补强和纠偏后灌芯补强处理；4）对倾斜程度较大的桩，可在桩顶设置格子梁或将桩帽现浇成整板，以确保斜5桩处于稳定状态；）对断桩，宜废弃并重新补桩6结论4（）对于深度以上的软基处理，预应力管桩疏桩方案具有技术质量和经120m济效益上的优势，主要在于其施工工艺简洁，施工进度快，单桩承载力高，桩身质量牢靠，处理深度大，工后沉降限制有效克服了水泥搅拌桩在大深度条件下的质量不稳定，施工困难等缺点，同时较桩等半刚性桩经济合理，对于沿江沿海的CFG深厚软基处理有着良好的发展前景由于预应力管桩抗压性好、抗剪性较差，设计施工时应扬长避短，克服“预2应力管桩质量简洁限制”的麻痹思想，尽量做好管桩地基处理段落与非管桩地基处理段落的施工组织支配，确保桩基两侧土压力平衡，避开出现较大的人为基坑或人为边坡参考文献］雷金波，徐泽中，1殷宗泽.带帽管桩在深厚软土地基处理中的应用［］.路基工程,PTC J

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2005.凝土桩）及高强度预应力管桩法每一种方法都有它的适用范围，都有其优越性，也有其局限性，在满意地基处理工程质量的前提下，影响工程造价的因素主要有桩材、桩长、桩的密度预应力管桩疏桩方案的复合地基是刚性摩擦桩复合地基，由于路基为柔性基础，而预应力管桩为一刚性桩，为了限制刚性桩“上刺”入路堤的量值.设计中在预尉希成，

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20102.应力管桩顶部设置了桩帽，在桩帽的顶部设置了褥垫层，以便于路基荷载的应力扩散，同时利用大桩距（疏桩方案）与垫层作用调整桩、土荷载分担比，最大程度地将“桩”和“土”的作用予以发挥，来提高地基处理效果由于预应力管桩疏桩方案的复合地基承载力及路基的沉降计算尚无行业标准，工程中关切的是桩间距和桩帽大小的选择问题桩间距过大，桩帽过小，桩间土承受荷载太大，桩顶和桩间土差异沉降超出允许范围，路堤顶面会起伏不平，影响正常运用；反之，桩间距过小，采纳桩基计算理论，则工程费用过高，达不到应有的经济效果武汉某高速马路途径湖塘地区，其下覆淤泥及淤泥质土分布有上下两层，埋深2左右，软土的强度低、透水性差、压缩性大、灵敏度高、变形稳定时间长，设0m计中为达到优化、验证、完善软基设计、指导施工、提高工程质量、降低工程造价、节约运营修理费用之目的，对该项目进行了软基处理专题探讨试验工作设计中在满意设计要求的条件下，从桩土共同工作限制沉降量的原理动身，对预应力管桩疏桩方案与桩、水泥搅拌桩复合地基进行造价比较，其CFG中管桩桩间距采纳正方形排列，桩径壁厚桩帽大小为

3.0m,

0.40m,70mm,

1.4mX；桩桩径梅花形布桩水泥搅拌桩桩径

1.4mX

0.35m CF G

0.40m,

0.50m,梅花形布桩表为种13方案的造价分析检验结果表种类型桩造价对比分析13桩/元•桩距C FGm—2L=

1.5m桩长/管桩/（元•）m m—2水泥搅拌桩/元•桩距m—2L=

1.3m

2769.

0211.

012.

036631540947216.

3243350017.

05752818.

0362836748055619.037433244938----------

861221.

039736249122.04093-------------------

7751223.

042039153324.04--------------------

3240655425.04444215752----------

6.

045543659627.0467451617-------------

28.

047946563729.049048----------

065830.0502495679从表可以看出，种桩型随处理深度的变更造价呈不同幅度增长，其中管桩疏13桩方案增幅最小，桩增幅次之，水泥搅拌桩增幅最大，当处理深度达到CFG20m以上时，管桩疏桩方案较桩、CFG水泥搅拌桩不仅在技术上因其桩身质量牢靠，克服了水泥搅拌桩在大深度条件下的质量不稳定，施工困难等缺点；同时也克服了桩成桩缩颈等质量问题，其工程造价也因其疏桩方案而经济性优势愈独CFG创显预应力管桩复合地基设计主要内容及工程实例预应力管桩复合

2.3地基设计，主要是通过调整桩体中心间距来变更复合地基的置换率，通过调整桩帽尺寸，来变更桩体及桩间土体所担当荷载的大小及桩土应力比，从而使复合地基的稳定及沉降满意马路规范的相关要求，其设计内容主要有）预应力管桩1桩型的选择及其布桩方式的选择；）桩间距、桩帽尺寸的选择；）桩长的确定；）234垫层材料的选择及厚度的确定；）复合地基稳定及沉降量计算由于预应力管桩复5合地基用于处理高速马路软基路段时，可改善复合地基的整体工作性能，提高复合地基的承载力，增加土基稳定性，提高地基处理效果，达到经济合理优化设计的目的武汉某高速马路处理深厚（深度大于）软基路段时，通过对预应力管桩疏桩方案与桩、水泥搅拌桩复合地20m CFG基进行经济技术比较，最终举荐采纳了预应力管桩复合地基设计方案，该方案选用辘厚的预应力管桩，40cm,7c m依据不同的工况条件与地层组合，经过计算，桩间距分别采纳和300cm250c m,桩帽尺寸采纳单桩顶部设桩帽及碎石垫层，复合地基140cmX140cmX35c m,80c m中管桩的桩土应力比n=90〜120,相比较，水泥搅拌桩n=5〜10,CFG桩n=20〜50,管桩桩体承载作用明显，桩帽能更好地发挥桩土的共同作用，大幅提高了复合地基的承载力，较好地体现了沉降限制的疏桩设计思想，经测算，经济效益明显当然，在项目实施过程中，个别标段的管桩处理也曾出现过一些问题（如未重视试桩导致桩长普遍加大，造成不必要的奢侈；未重视构筑物两侧及构筑物自身管桩处理面的一样性，导致反开挖时形成人为基坑，因重型施工机械的行走碾压，造成管桩的偏位、倾斜；未重视管桩地基处理段落前后的填土施工依次，形成人为边坡，造成管桩的偏位、倾斜等），但经现场刚好纠偏处理，总的来说，效果不错，通过建成后近年来的项目运行观测，采纳预应力管桩处理的软基路段，其路基整体稳定，行车3平稳，达到了预期的效果预应力管桩复合地基设计需留意的关键问题通过武汉某高速马

2.4路软基处理专题探讨试验工作中的阅历和教训，提出以下几个预应力管桩复合地基设计中需留意的关键问题重视桩间距的确定采纳预应力管桩复合地基加固地区，1地基土工程性质一般较差，处理深度较大，其设计核心思想是让桩体担当更多路堤荷载来有效地削减沉降，但过小的桩间距会使桩侧摩阻力以及桩间土的承载力不能得到充分发挥，适当地增加桩间距对发挥地基土的承载实力是有益的，也是经济的从这个角度来讲采纳较大的桩间距是合理的，但桩间距过大会使桩顶应力相对集中，从而产生过大的沉降，达不到地基处理的目的重视桩帽置换率的确定桩帽的作用主要体现在将更多的荷载通过桩帽传递到2桩体上，使得预应力管桩的承载实力得到更充分的发挥，随着桩帽尺寸的渐渐增大，复合地基的沉降量将渐渐减小，这是因为随着桩帽尺寸的增大,复合地基的置换率便在逐步提高，而桩间土所担当的荷载也在逐步减小，同时桩帽大小的调整还可以变更桩顶的应力集中程度，桩帽越大桩体向上顶起的上刺量就越小，桩与土的不匀称沉降就越小但桩帽尺寸太大则不经济其极限就是桩阀基础，桩帽尺寸太小则土拱效应不足，相同的桩间距因桩帽尺寸较小，则桩间土担当荷载相对较多，地基土发生破坏或剪应力穿透整个路堤的可能性就越大，路堤顶面就越简洁出现不匀称沉降因此，如何合理确定桩间距和桩帽尺寸是预应力管桩复合地基设计的主要内容之一由于桩间距和桩帽置换率的确定，与路基的填土高度、填料性质、下覆软土的物理力学性质亲密相关，设计时宜依据具体断面状况反复试算，通过不断调整桩间距的大小及桩帽尺寸的大小，来组合试算复合地基的稳定性及沉降量大小，使得管桩复合地基加固方案既能满意马路规范的相关要求，又平安经济合理，试算前，可参照表拟定参数2表管桩复合地基拟定参数2桩间距/桩帽大小/义适用堤高/m mmXm m以上以下

1.

80.6X

0.6X

0.

2012.

02.

00.8X

0.8X

0.

2012.

02.

51.2X

1.以下以下2X

0.

258.

03.

01.4X

1.4X

0.

306.

03.

51.8X

1.8X

0.35以下

3.0重视褥垫层的确定由于复合地基中褥垫层的厚度大小干脆影响到复合地基的3力学性能设置肯定厚度的褥垫层不仅可以使桩身应力分布更加匀称,而且可协调桩与桩间土的整体变形，但褥垫层厚度设置过小时，经常会出现桩体应力集中的现象，使桩间土的承载实力得不到很好的发挥；反之，若褥垫层厚度设置过大，桩间土的承载实力虽然可以得到充分发挥，但桩体的承载实力却因过厚的垫层扩散作用而得不到充分的利用，从而影响复合地基的作用经探讨表明褥垫层的厚度与桩间距大小亲密相关，设计中褥垫层的厚度一般为300-800mm,初拟厚度可取桩间距的1/4〜1/5重视桩长的确定对于深厚软土地基，只要桩长穿过软土层到达相对较硬的土4层，通常就可较好地限制地基的沉降变形，桩长的确定宜以打穿软土层为主，不一味地追求桩长到达很硬的土层，在一般路段的桩长设计中，桩长的具体取值应依据软基的沉降稳定性计算确定初步设计阶段或没有试验参数时，也可参照以下阅历取值即桩端进入下卧硬土层的深度，对于粘性土、粉土，一般不宜小于倍桩径；对于砂性土，一般不宜小于倍桩径；对于碎石类土，一

21.5般不宜小于倍桩径1重视涵洞段落的管桩处理设计由于涵洞考虑排水缘由，基础一般埋藏较深，5若涵洞两侧也采纳管桩处理，原则上应尽量考虑地基处理面与涵洞基础下地基处理面保持一样，若两侧处理段落较长、开挖工程量较大，则不宜采纳涵洞基础下地基处理高程面,但采纳不同的地基处理高程面时，应考虑一次性送桩，反开挖做桩帽，由于管桩抗剪性较差，为避开倒桩、歪桩，反开挖时应考虑支护设计的工程量，以免漏项预应力管桩复合地基施工需留意的几个关键问题3重视试桩工作试桩是为了给大范围的沉桩作业供应第一手施工参数资料，1如通过打桩检查桩位的地质条件是否与设计地质状况一样，以确定桩长是否增加或减短；通过选定的打桩机械类型，确定落距，终锤标准，有效桩长等打桩参数；通过试桩结果检查是否满意相关规范和设计要求，刚好提出改进措施，以指导施工如前文工程实例中2标段一起先未重视试桩，运用10t的桩锤，表层淤泥0〜1锤/m,中部粘土及亚粘土1〜4锤/m,深层淤泥1〜2锤/m,下部砂层5〜10锤/m,由于锤击数差异变更不大，不便复核地层，致使实际施工桩长普遍比设计桩长加长5〜8m,改用设计要求的的桩锤、严格限制落距，每处试桩要求不少于根，梅花形布4t5置摸清地层纵横向变更与锤击数的关系，经测试，表层淤泥1〜3锤/m,中部粘土及亚粘土6〜10锤/m,深层淤泥3~6锤/111,下部砂层15〜40锤/m,较好地复核了地层，最终以进入设计持力层的锤击数作为终锤标准，较好地限制了桩长普遍增长的现象重视施工依次由于在管桩沉桩过程中产生较大的超孔隙水压力，因此为保证管2桩的正常施工，施工时应实行有利于孔隙水压力消散的由内而外的施工依次为使管桩在施工过程中产生的超孔隙水压力快速消散，可在管桩施工区域打设肯定数量的塑料排水板，从而加快超孔隙水压力的消散和土体的固结，进一步提高土体的强度，减小地基的工后沉降量重视桥涵构筑物处的施工在桥头段落，应先进行预应力管桩的施工，待施工3结束地基由于管桩施工而发生扰动后重新固结稳定后再进行桥头钻孔灌注桩的施工，防止由于管桩施工而使已做好的桥头钻孔灌注桩发生偏位，影响其施工和耐久性在涵洞段落，由于涵洞考虑排水，基础一般埋藏较深，通常涵洞下部与两侧管桩处理高程面不一样，涵洞施工过程中反开挖施工桩帽或基础时，若重型施工机械在基坑侧未实行措施而行走碾压；亦或基坑开挖方法采纳不当如一次性开挖深度太大等，均易使基坑侧的桩体承受较大的侧向土压力，从而出现预应力管桩的偏位、倾斜甚至断裂等各类施工质量问题如前文介绍工程中标段处机耕通道，反开2K4+703挖时未实行任何防护措施，当一次性开挖深度达时，由于基坑顶的施工机械碾压3m及主动土压力引发的基坑两侧土体的重力滑动作用，致使通道底部外侧两排管桩分别向中心桩倾斜

0.5〜1m不等，出现问题后，经协商，在倾斜一侧刚好抢做围护，并加固、补桩纠偏，以保持桩基两侧土压力平衡，使问题桩得以解决因此，反开挖施工桩帽或桩顶承台时，必需依据基坑深度、侧压力大小等实行相应的围护措施，或采纳钢板桩临时支护，或实行基坑两侧卸土减小侧压力，或实行基坑分层匀称开挖，防止基坑侧土体的侧向滑移，确保管桩的桩身不致偏位、倾斜乃至断裂重视管桩地基处理段前后的填土施工依次由于管桩抗剪性较差，施工时应尽量4避开人为产生过大的侧向土压力，因此，管桩地基处理段的填土施工依次，应先填筑管桩地基处理范围内，再填筑两侧，避开从管桩地基处理段一侧向另一侧填筑，如6标段处涵洞，由于施工单位未与当地K32+378。