高速公路软基处理新技术.ppt

1、 高速公路软土地基处理新技术高速公路软土地基处理新技术刘汉龙刘汉龙 教授教授河海大学土木与交通学院河海大学土木与交通学院电话：电话：025-8378 6918，137 0515 1930传真：传真：025-8371 3073E-mail：Http：www.GeoH 70-1汇报主要内容 前言前言 现浇混凝土大直径管桩技术现浇混凝土大直径管桩技术 现浇现浇X X形混凝土桩技术形混凝土桩技术 竖向加筋碎石桩技术竖向加筋碎石桩技术 浆固散体桩复合地基技术浆固散体桩复合地基技术 轻质混合土技术轻质混合土技术 真空堆载联合预压真空堆载联合预压技术技术20 0 前言前言 排水固结法排水固结法 等载预压、超

2、载预压、真空预压、降水预压等载预压、超载预压、真空预压、降水预压 电渗排水预压、真空电渗排水预压、真空-堆载联合预压、堆载联合预压、动力固结法动力固结法 复合地基法复合地基法 柔性桩复合地基：砂桩、灰土桩、碎石桩、柔性桩复合地基：砂桩、灰土桩、碎石桩、水泥土搅拌桩（粉喷桩、浆喷桩）水泥土搅拌桩（粉喷桩、浆喷桩）刚性桩复合地基刚性桩复合地基 ：CFGCFG桩、低标号混凝土桩、桩、低标号混凝土桩、预应力管桩、现浇混凝土大直径管桩预应力管桩、现浇混凝土大直径管桩 其它方法其它方法：轻质路堤（轻质路堤（EPS、轻质混合土）、加筋路堤轻质混合土）、加筋路堤 3堆载预压排水固结法4降水预压法56碎石桩复合

3、地基法碎石桩复合地基法789汇报主要内容 前言前言 现浇混凝土大直径管桩技术现浇混凝土大直径管桩技术 现浇现浇X X形混凝土桩技术形混凝土桩技术 竖向加筋碎石桩技术竖向加筋碎石桩技术 浆固散体桩复合地基技术浆固散体桩复合地基技术 轻质混合土技术轻质混合土技术 真空堆载联合预压真空堆载联合预压技术技术10 柔性桩复合地基：砂桩、灰土桩、碎石桩、柔性桩复合地基：砂桩、灰土桩、碎石桩、水泥土搅拌桩（粉喷桩、浆喷桩）水泥土搅拌桩（粉喷桩、浆喷桩）刚性桩复合地基刚性桩复合地基 ：CFGCFG桩、混凝土灌注桩、桩、混凝土灌注桩、PHCPHC预应力管桩等预应力管桩等 加固费用低加固费用低加固效果弱加固效果弱

4、加固效果好加固效果好加固费用高加固费用高研究设想研究设想：研究一种具有刚性桩加固效果、柔性桩加固费：研究一种具有刚性桩加固效果、柔性桩加固费用、技术可靠且经济合理的桩基技术用、技术可靠且经济合理的桩基技术开发思路开发思路复合地基加固方法：复合地基加固方法：11开发思路开发思路充分发挥单方混凝土的效能，大量节省混凝土并能有效提高桩基承载力。充分发挥单方混凝土的效能，大量节省混凝土并能有效提高桩基承载力。12 现浇混凝土大直径管桩现浇混凝土大直径管桩即即PCC桩（桩（刘汉龙等，刘汉龙等，2001），），Large Diameter Pipe Pile by using Cast-in-place

5、Concrete,该技术在设备底盘和龙门支架的支撑下，依靠上部该技术在设备底盘和龙门支架的支撑下，依靠上部振动头振动头的振动力，将的振动力，将双层钢质套管双层钢质套管组成的空腔结构及焊接成一体组成的空腔结构及焊接成一体的下部的下部活瓣桩靴活瓣桩靴沉入预定的设计深度，形成地基中空的环沉入预定的设计深度，形成地基中空的环形域，在腔体内均匀灌注混凝土，之后振动拔管，灌注于形域，在腔体内均匀灌注混凝土，之后振动拔管，灌注于内管中土体与外部的土体之间便形成混凝土管桩。内管中土体与外部的土体之间便形成混凝土管桩。成模造成模造浆器浆器在沉桩和拔桩过程中，通过压入润滑泥浆保证套管顺在沉桩和拔桩过程中，通过压入

6、润滑泥浆保证套管顺利工作。活瓣桩靴在管桩打入时闭合，在拔桩时自动分开。利工作。活瓣桩靴在管桩打入时闭合，在拔桩时自动分开。PCCPCC桩概念桩概念13 PCC PCC 桩设备桩设备1 1、底盘（含卷扬机等）；、底盘（含卷扬机等）；2 2、龙门支架；、龙门支架；3 3、振动头；、振动头；4 4、钢质内外套管空腔结构；、钢质内外套管空腔结构；5 5、活瓣桩靴结构；、活瓣桩靴结构；6 6、成模造浆器等；、成模造浆器等；7 7、混凝土分流器。、混凝土分流器。14PCC PCC 桩桩机设备桩桩机设备15成模造浆器成模造浆器16模扳作用模扳作用1在振动力的作用下环形在振动力的作用下环形腔体模扳沉入土中后浇

7、腔体模扳沉入土中后浇铸混凝土，当振动模扳铸混凝土，当振动模扳提拔时，同时混凝土从提拔时，同时混凝土从环形腔体模扳下端注入环形腔体模扳下端注入环形槽孔内，空腹模扳环形槽孔内，空腹模扳起到了护壁作用，因此起到了护壁作用，因此不会出现缩壁和塌壁现不会出现缩壁和塌壁现象。保证了混凝土在槽象。保证了混凝土在槽孔内良好的充盈性和稳孔内良好的充盈性和稳定性定性2环形腔体模扳在振动提环形腔体模扳在振动提拔时，对模扳内及注入拔时，对模扳内及注入槽孔内的混凝土有连续槽孔内的混凝土有连续振捣作用，使桩体充分振捣作用，使桩体充分振动密实。同时又使混振动密实。同时又使混凝土向两侧挤压，管桩凝土向两侧挤压，管桩壁厚增加壁

8、厚增加振捣作用振捣作用挤密作用挤密作用3现浇混凝土薄壁管桩在施现浇混凝土薄壁管桩在施工过程中由于振动、挤压工过程中由于振动、挤压和排土等原因，可对桩间和排土等原因，可对桩间土起到一定的密实作用。土起到一定的密实作用。挤压、振密范围与环形腔挤压、振密范围与环形腔体模扳的厚度及原位土的体模扳的厚度及原位土的性质有关。性质有关。PCC桩技术原理桩技术原理17PCC PCC 桩施工流程桩施工流程Location Drive Pour Extract Complete18PCC 桩施工PCC桩桩顶开挖桩桩顶开挖19PCCPCC桩桩顶褥垫层桩桩顶褥垫层1 1 协调桩和桩间土的应力和变形协调桩和桩间土的应力

9、和变形2 2 防止应力集中防止应力集中20PCCPCC桩主要技术指标桩主要技术指标1 桩径为桩径为1000 1500mm。2 沉桩深度达到沉桩深度达到25m。3 管桩壁厚管桩壁厚100 150mm4 混凝土标号混凝土标号C10-C30。5 群桩间距一般群桩间距一般2.5m4.0m，6 采用梅花形或方形布置。采用梅花形或方形布置。21PCCPCC桩的应用范围桩的应用范围1 1、高速公路、高速铁路、市政道路的路基处理；、高速公路、高速铁路、市政道路的路基处理；2 2、大型油罐及煤气柜基础处理；、大型油罐及煤气柜基础处理；3 3、污水处理厂大型瀑气池、沉淀池基础处理；、污水处理厂大型瀑气池、沉淀池基

10、础处理；4 4、江河堤防的地基加固等。、江河堤防的地基加固等。5 5、多层及小高层建筑物地基处理；、多层及小高层建筑物地基处理；6 6、港口码头、海堤、防波堤等海岸工程、港口码头、海堤、防波堤等海岸工程 适用于填土、饱和及非饱和粘性土及具有良适用于填土、饱和及非饱和粘性土及具有良好挤密效果的砂土、粉土等土层。好挤密效果的砂土、粉土等土层。22技技 术内术内 容容PHC桩桩PCC桩桩成桩方式成桩方式在工厂预制，运输到现场，再在工厂预制，运输到现场，再用锤击打入，超过用锤击打入，超过12米需要焊米需要焊接连接。接连接。现场一次成桩现场一次成桩，沉模、灌注、，沉模、灌注、上拔、成桩一气呵成上拔、成桩

11、一气呵成桩径（桩径（mm）小直径：小直径：300 600大直径：大直径：1000 1500复合地基桩间距复合地基桩间距m）2.0 3.03.0 4.0，单桩加固地面的范围，单桩加固地面的范围大大挤土效应挤土效应挤土效应大，容易造成相邻桩挤土效应大，容易造成相邻桩倾斜或断桩倾斜或断桩由于直径大，壁厚小，由于直径大，壁厚小，因此沉因此沉桩时对周围土环境影响范围小桩时对周围土环境影响范围小PCCPCC桩技术经济比较桩技术经济比较-刚性桩比较刚性桩比较承载方式承载方式端承为主，遇桩端好的持力层端承为主，遇桩端好的持力层时承载力较高时承载力较高摩擦为主，摩擦为主，由于大直径内外摩由于大直径内外摩阻，承载

12、力高阻，承载力高施工质量控制施工质量控制由于采用焊接方式延伸桩长，由于采用焊接方式延伸桩长，连接质量控制不易；锤击方式连接质量控制不易；锤击方式对桩体质量有影响。对桩体质量有影响。由于在地基中先沉模，后浇混由于在地基中先沉模，后浇混凝土，再上拔管，施工过程清凝土，再上拔管，施工过程清晰，一次沉桩，晰，一次沉桩，质量易于控制质量易于控制质量检测质量检测静载检测是主要手段，小应变静载检测是主要手段，小应变检测波形不清晰检测波形不清晰可以直接开挖桩芯检测，可以直接开挖桩芯检测，也可也可以通过小应变或静载方式检测以通过小应变或静载方式检测造价造价13/4-4/523技术内容技术内容粉喷桩粉喷桩PCC桩

13、桩施工适用性施工适用性属于柔性桩，桩身强度低。属于柔性桩，桩身强度低。属于刚性桩属于刚性桩，桩身强度较高，桩身强度较高施工管理和质量控制施工管理和质量控制水泥灰量输送由高压气流控水泥灰量输送由高压气流控制，喷灰量分布不均匀，局制，喷灰量分布不均匀，局部固结差。施工隐蔽性强，部固结差。施工隐蔽性强，现场质量监督管理困难。现场质量监督管理困难。施工工艺简单，过程清晰施工工艺简单，过程清晰，便于质量监督管理。可操作便于质量监督管理。可操作性强，混凝土现场质量易控性强，混凝土现场质量易控制。制。桩基质量检测桩基质量检测检测费用高，一般占工程款检测费用高，一般占工程款3-6%。检测周期长，范围小。检测周

14、期长，范围小测试费用低测试费用低，一般占工程款，一般占工程款1-2%。由于采用无损测试，。由于采用无损测试，检测周期短检测周期短，检测范围广。，检测范围广。经济比较经济比较假设某桩长假设某桩长12m，桩径，桩径500，桩距，桩距1400，粉喷桩每延米，粉喷桩每延米综合单价为综合单价为35元。则元。则单位平单位平方加固为方加固为214元；元；假设桩长同为假设桩长同为12m，桩径，桩径1000，桩距，桩距3300，壁厚，壁厚120，现浇管桩每延米综合单价约现浇管桩每延米综合单价约为为200元。则元。则单位平方加固为单位平方加固为220元。元。小结小结基于以上比较分析：粉喷桩与现浇管桩软基加固两种处

15、理基于以上比较分析：粉喷桩与现浇管桩软基加固两种处理方法，方法，造价方面基本持平处于同一量级，约为刚性桩的造价方面基本持平处于同一量级，约为刚性桩的2/3。但现浇管桩具有地基适应性强，施工质量容易控制，承但现浇管桩具有地基适应性强，施工质量容易控制，承载力高、总沉降量小、易于质量检测程度好等粉喷桩无法载力高、总沉降量小、易于质量检测程度好等粉喷桩无法比拟的优点。比拟的优点。一句话：柔性桩成本，刚性桩效果！一句话：柔性桩成本，刚性桩效果！PCCPCC桩技术经济比较桩技术经济比较-柔性桩比较柔性桩比较24Ps(kPa)Top soilMuddy claySilty clayClayey sandS

16、andy claySilty sandTop soilMuddy claySilty clayClayey sandSandy claySilty sandTop soilMuddy claySilty clayClayey sandSandy claySilty sand现场试验现场试验2550 cm gravel cushionTwo layer of geogrid10 mm 20 mm 20 mm1 m diameter PCC piles=3.3 mGeogridSettlement PlatesSettlement Plates1.5:1Gravel cushion500PCC PileInclinometerSymmetrical axis1750015000(Unit:mm)PCCPCC桩加固设计桩加固设计26PCCPCC桩现场实施桩现场实施 27如何进行如何进行质量检测？质量检测？桩芯开挖检测桩芯开挖检测低应变检测低应变检测静载荷试验静载荷试验PCCPCC桩质量检测桩质量检测28PCCPCC桩桩芯开挖桩桩芯开挖29桩芯开挖检测桩芯开挖检测Range of improv