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        公路路堤下水泥攪拌樁樁土應(yīng)力比的研究

        2018-07-20 00:50:24楊華
        建材與裝飾 2018年32期
        關(guān)鍵詞:樁間路堤剛性

        楊華

        (瀏陽經(jīng)開區(qū)投資發(fā)展有限公司 湖南長沙 410007)

        1 前言

        樁土應(yīng)力比,即樁頂平均應(yīng)力與樁間土平均應(yīng)力之比,它是反映樁體與樁間土協(xié)同工作的重要參數(shù)。復(fù)合地基的受力過程,就是樁與土相互作用、總荷載在樁與土之間分配的過程。因此它是計(jì)算復(fù)合地基承載力的一個(gè)重要指標(biāo),在復(fù)合地基設(shè)計(jì)中尤為重要。路堤剛度較小屬于柔性基礎(chǔ),柔性基礎(chǔ)下水泥攪拌樁的樁土應(yīng)力比特性與剛性基礎(chǔ)不同[1~2],加強(qiáng)路堤下樁土應(yīng)力比的研究很有必要。

        2 工程概況

        申嘉湖高速公路嘉興段全長約60km,包括16座大橋,3座高架橋,9座互通式立交。該路段位于杭嘉湖平原區(qū),主要為第四紀(jì)全新世沉積物,軟基路段長達(dá)20.8km,主要為淤泥質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)亞粘土組成,最大軟土厚度達(dá)20多米。

        為減小路堤與橋梁結(jié)構(gòu)物不均勻沉降,防止“橋頭跳車”,在橋梁兩側(cè)30m范圍內(nèi)的軟弱土路段內(nèi),采用水泥攪拌樁處理,等邊三角形布樁,樁徑為0.5m,樁間距為1.2m,樁長為10~14m不等。為了調(diào)節(jié)樁土應(yīng)力比以及防止樁間與基底脫開,在樁頂設(shè)置厚50cm砂墊層。

        3 現(xiàn)場試驗(yàn)及結(jié)果分析

        選用K35+880斷面1、K50+880斷面2進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn),路基最大填土高度約6m,填土容重19kN/m3。在樁間土埋設(shè)土中土壓力盒,在樁頂承臺上下兩面埋設(shè)界面土壓力盒。

        3.1 樁土應(yīng)力比n隨填土的變化

        從圖1中可以看出,在填筑初期荷載較?。ㄌ钔粮叨刃∮?m),樁間土承擔(dān)了大部分填土荷載,樁土應(yīng)力比接近1;隨著填土荷載的增加(填土高度1~4.5m),樁頂應(yīng)力逐漸增大,而樁間土應(yīng)力增加幅度小于樁頂,樁體承擔(dān)了主要荷載,此時(shí)樁土應(yīng)力比增長較快超過4;當(dāng)填土荷載進(jìn)一步增加(填土高度超過4.5m)后,樁頂應(yīng)力繼續(xù)增加,樁間土應(yīng)力也隨著增大,樁土應(yīng)力比增加幅度較小并趨向穩(wěn)定。斷面2變化曲線反映的規(guī)律也基本一致。

        圖1 斷面1、斷面2樁-樁間土應(yīng)力隨填土荷載變化曲線

        3.2 樁土應(yīng)力比隨時(shí)間的變化規(guī)律

        圖2為在各級填土荷載下實(shí)測的樁土應(yīng)力比隨時(shí)間的變化曲線,時(shí)間零點(diǎn)統(tǒng)一取各級荷載的停止加載點(diǎn)??芍?,樁土應(yīng)力比隨時(shí)間增加的變化幅度很小,因此設(shè)計(jì)時(shí)可以忽略固結(jié)時(shí)間對樁土應(yīng)力比的影響。

        3.3 路堤下攪拌樁樁土應(yīng)力比n取值的探討

        填土荷載較小約1m高時(shí),n值接近1,此時(shí)樁沒有發(fā)揮其作用,故設(shè)計(jì)時(shí)不能取1。當(dāng)填土達(dá)到一定的高度時(shí),n值變化較小并趨于穩(wěn)定,最終不超過5。筆者認(rèn)為在填土高度不超過6m時(shí),樁土應(yīng)力比取2~5比較合適。

        圖2 樁土應(yīng)力比隨時(shí)間變化曲線

        4 結(jié)論

        路堤下攪拌樁的樁土應(yīng)力比n隨荷載的變化與剛性基礎(chǔ)不同。填土初期n值接近1,隨填土高度增加而增大,當(dāng)填土到一定高度時(shí),n值趨于穩(wěn)定,而剛性基礎(chǔ)下n呈向上凸曲線的特征[1~2];樁土應(yīng)力比隨固結(jié)時(shí)間的變化幅度很小,設(shè)計(jì)時(shí)可以不考慮時(shí)間對n的影響;路堤下樁土應(yīng)力比要比剛性基礎(chǔ)小得多,本文n值為2~5,而剛性基礎(chǔ)下樁土應(yīng)力比為5~20[1]。路堤下攪拌樁的樁土應(yīng)力比取2~5比較合適。

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