夯实水泥土楔形桩复合地基法加固高速公路软土地基的技术评估

发布时间：2020-03-18 18:56

【摘要】：目前，在高速公路工程中涌现了很多软土地基加固技术，为我国的高速公路建设做出了很大贡献。本文针对近年来（2011年）所出现的一种新型软基加固技术—土工格室+夯实水泥土楔形桩复合地基技术开展了相关研究，并依托广州市南沙开发区黄榄高速T2标段的工程案例，对土工格室+夯实水泥土楔形桩复合地基处理高速公路软土地基工艺流程、技术可靠性与经济合理性等方面进行较为深入的评估与探讨。本文主要开展了下列工作： 1.结合现有双向增强体复合地基施工技术要点，阐述了土工格室夯实水泥土楔形桩复合地基的成孔方法、水泥土混合料夯填工艺、桩头处理方法、土工格室加筋垫层铺设等一系列工艺流程与施工要点。 2.进行了土工格室加筋垫层大比例模型试验，探讨了加筋材料、加筋位置对地基承载能力的影响；进行了土工格室+夯实水泥土楔形桩复合地基与土工格室+夯实水泥土圆柱形桩复合地基对比模型试验，分析了土工格室+夯实水泥土楔形桩复合地基在处理软土地基中的优越性；依托实际工程，针对钉形水泥土搅拌桩复合地基与夯实水泥土楔形桩复合地基进行了长期荷载作用下的长期沉降观测，探讨了土工格室+夯实水泥土楔形桩复合地基技术的可靠性。 3.依托实际工程，进行了高速公路软基加固工程中多种技术的经济指标评价,并基于灰色关联分析法的原理，对初步拟定的五种技术：水泥土搅拌桩法、真空预压+塑料排水板法、碎石桩法、袋装砂井+堆载预压法、土工格室夯实水泥土楔形桩复合地基进行了经济指标对比分析，探讨了土工格室-夯实水泥土楔形桩复合地基技术的经济合理性。本文的研究主要得到如下结论：1）夯实水泥土楔形桩成桩的施工简便，可有效的抵御桩孔的垮塌风险，能明显地提高成桩率，具有较好工程适用性与可靠性；铺设土工格室能适用高速公路软基处理的发展趋势；2）在相同荷载作用下，土工格室加筋碎石垫层的承载能力大于纯碎石垫层；土工格室铺设位置对加筋垫层的承载性状有一定影响，土工格室越靠近垫层底面的地基承载力越高，且能较好地调整地基的不均匀沉降，土工格室加筋垫层能较好地满足高速公路软基加固的要求；3）在工程地质条件、水泥掺量、桩长、桩体体积等条件相同的情况下，夯实水泥土楔形桩复合地基的承载力高于夯实水泥土圆柱形桩复合地基的承载力，前者的沉降值明显小于后者的沉降值，夯实水泥土楔形桩复合地基技术体现出较强的技术优越性；4）在现场试验段的长期沉降观测中，钉形水泥土搅拌桩的各层土最终的沉降量均比夯实水泥土楔形桩的各层沉降量大，土工格室夯实水泥土楔形桩复合地基表现出较为明显的技术可靠性；5）根据明确的各经济、技术、环境因素的指标，并引入灰色关联分析法原理对比分析，土工格室夯实水泥土楔形桩复合地基的经济合理性要优于其他四种预选方案。
【图文】：

楔形桩,夯实水泥土,施工流程,土质

底→制备水泥土→分层夯填成桩→检查成桩量→铺设土工格室碎石垫层→完成。2、定位放线对于夯实水泥土桩的定位放线，应根据桩位图以及基准控制点，准确的测定出每位置。然后用在桩位上灌制白灰并插上木质短棍进行表示，木棍的插入土中的深于 20cm，并控制桩位的偏差在±20mm 之内。经检查无误之后，才能进行桩身。3、成桩施工本课题研究的夯实水泥土楔形桩的施工工艺主要利用挤土成孔方法。根据场地条异，分两种情况进行桩体施工：第一种情况（如图 3-4 所示）：场地土质情况较好，成孔后的孔壁不易坍塌。施为：1）利用设计好的楔形桩模打入土层中，桩模达到预设深度后，再拔出桩模；标尺进行桩孔量测与检查，桩孔符合要求后再进行下一步工序，不符合要求的桩复进行桩模的再贯入，直至满足要求；3）成孔完成之后，再把水泥土分层填入实（根据预设的密实度要求进行层数划分），直至顶顶标高。

楔形桩,夯实水泥土,施工流程,土质

夯实水泥土楔形桩复合地基法加固高速公路软土地基的技术评估二种情况（如图 3-5 所示）：场地土质情况较差，成孔后的孔壁容易坍塌。施：1）在预设桩位点将空心的钢护筒（与楔形桩等长；直径视具体情况而定，，楔形桩模的桩顶直径）打入软土层中；2）钢护筒达到预设深度后，再将楔形钢护筒的软土中，桩模达到预设深度后，再拔出桩模；3）进行第一种情况中步及以后工序。钢护筒的拔出应保持一定的速率，既要保持管口与较上一层夯定距离（避免因软土涌入，导致桩身质量受损），也不至于因为拔管将已夯填土带出。根据试验结果，建议：钢护筒在后一层填料夯实前拔出，且拔出长度厚度的一半。
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U416.16

【参考文献】