粉体喷射水泥搅拌桩在高速公路桥头软土地基处理中的应用研究

粉体喷射水泥搅拌桩在高速公路桥头软土地基处理中的应用研究

　文章编号:0451-0712(2003)02-0057-09　　　　中图分类号:U472.36　　　　文献标识码:A

粉体喷射水泥搅拌桩在高速公路桥头

软土地基处理中的应用研究

杨少华,徐立新,张继尧

(浙江省交通规划设计研究院　杭州市　310006)

　　摘　要:通过对粉体喷射水泥搅拌桩在浙江省高速公路桥头软土地基处理中的应用与研究,由对比试验,获得了在刚性基础条件下,桩身应力的传递规律与变形特征,以及在路堤柔性荷载作用下桩与桩间土的变形不协调性,揭示了在柔性荷载作用下复合地基的形成机理和设置垫层的必要性,经多条高速公路的施工实践,提出了由轻便触探与钻孔取芯对其进行质量检测与评定的控制标准。

　　关键词:软基处理;水泥搅拌桩;路堤荷载;试验研究;评定标准

　　浙江沿海及杭嘉湖、萧绍甬内陆平原区域,地表浅层多有软弱土层存在,在其上修筑高等级公路路堤,将产生较大沉降,影响公路建成后正常使用,甚至危及车辆运行安全。为控制工程竣工后的沉降量,工程上常通过对软弱地基的排水固结或加固处理来实现预想目标。

在沪杭高速公路的建设中,我们总结了杭甬高速公路的建设经验与教训,为寻求解决桥头跳车的有效途径,积极大胆地采用国内外已有运用的粉体喷射水泥搅拌桩(以下简称)进行软弱地基加固处理“粉喷桩”。但不足的是,该处理方法在理论与实践方面尚未成熟,尤其是在路堤柔性荷载作用下的搅拌桩复合地基的受力变形特性,尚待研究。同时,其施工质量的控制与检测,缺乏可操作性强的统一办法与标准。为此,自1996年开始,作为交通部“九五”行业联合攻关项目,首先在沪杭高速公路嘉兴段开展了此项研究。尔后,陆续在杭宁高速公路、甬台温高速公路等工程中进行了深入探索。1　试验路段概况

下为亚粘土。土的天然含水量在33%～37%。桥头路段填土高度为410m,粉喷桩长10m,桩径

50cm,桩间距115m,呈梅花型布置。

试验工作自1996年7月始,至2000年3月止,完成了试验路段地质勘察、室内土工试验及水泥土掺入比试验、试桩施工、测试仪标埋设、施工期与运营期的跟踪观测与分析、单桩和双桩复合地基的承载力及轴力测试、检测技术探讨等。2　室内试验

通过对大量室内、外试件的试验测定,取得以下成果。211　水泥掺量与无侧限抗压强度的关系

随着水泥掺入量的增加,无侧限抗压强度明显提高,但离散值较大(图1)。

212　水泥土龄期与无侧限抗压强度的关系

不同掺量的水泥土随着其龄期的增长,无侧限抗压强度明显增加(图2)。

213　水泥土抗剪强度Σf与无侧限抗压强度qu的关系

粉喷桩试验路位于沪杭高速公路浙江段嘉兴境内莲花港桥头路段,桩号K56+900～K57+010,按试验时间和位置的不同分为一期和二期。试验场地所处的地理位置及地形地貌(略)。地质情况为:地表层为粉质亚粘土,层厚约310m;第二层为污泥,层厚510m;第三层为污泥质亚粘土,层厚1015m,往

无侧限抗压强度在较低值范围时,Σf qu的值大体上在1～1 2之间,随着qu的增加,该比值有变小的倾向,大致为1 2～1 3(图3)。214　水泥土变形模量E50与无侧限抗压强度的关

系(图4)215　无侧限抗压强度与破坏变形的关系

无侧限抗压强度与破坏变形之间具有对数相关