CFG桩在高速公路软土地基加固中的应用

CFG桩在高速公路软土地基加固中的应用1 工程概况某高速公路的典型地层为:第①层为硬壳层(亚粘土) ,第②层为软土层,第③层为硬粘土层。根据钻孔揭示的资料,在30. 0 m～30. 5 m之间,夹着一层粉砂。2 地基处理方案的选择与设计2. 1 方案选择第②层为软土层,其地基允许承载力为50 kPa ,而上面的路基荷载要求地基承载力达到120 kPa ,工后沉降为30 cm ,针对这样的地基承载力和变形要求,选择了CFG桩。CFG桩具有一定的粘结强度和桩体强度,因而具有较长的临界桩长,可通过延长桩长提高桩的承载力,减少变形。由于CFG桩具有很大的桩土应力比,所以它具有较高的置换加筋作用,使地基承载力得到大大的提高,根据以前的工程经验,CFG桩复合地基承载力可以提高到天然地基允许承载力的2 倍～3 倍。另外,CFG桩不仅可以使地基承载力得到很大的提高,而且还可以通过设置褥垫层来调节桩土协调变形,使桩间土的强度得到充分发挥,从而具有较好的经济效果。因此,用CFG桩处理使地基承载力从50 kPa 提高到90 kPa 不仅是可行的,而且是经济的。2. 2 CFG桩设计CFG桩复合地基设计主要确定5 个主要设计参数,即桩长、桩径、桩间距、桩体强度、褥垫层及材料。1) 桩长l :由地质剖面图和土的物理力学指标可以看出,第③层为硬粘土层, 该层承载力的标准值为90 kPa , 压缩模量为7. 5 MPa ,为了减少下卧层变形和总体沉降量, ③层可作为桩端持力层,因此桩长取为17. 5 m。2) 桩径d :取决于所选用的设备,目前使用的沉管桩机的套管直径以377 mm 居多,所以设计桩径d = 400 mm。3) 桩间距s :在桩长、桩径确定后,计算桩间距之前需确定天然地基承载力f k 、计算单桩承载力标准值Rk 和计算复合地基承载力标准值f spk 。首先根据公式(1) 计算单桩承载力。式中: Rk ———单桩承载力标准值,kN ;up ———桩的周长,m;n ———桩长范围内所划分的土层数;qsi , qp ———桩周第i 层土的侧阻力、桩端端阻力标准值,kPa ;li ———第i 层土的厚度,m。计算得到Rk = 425 kN ,然后根据天然地基承载力和设计要求的复合地基承载力按公式(2) 计算桩间距,桩间距一般要求在3 d～6 d 范围内。式中: f spk ———复合地基承载力桩标准值,kPa ;m ———面积置换率;A p ———桩的截面积,m2 ;α———桩间土强度提高系数;β———桩间土承载力折减系数,宜按地区经验取值,如无经验时可取0. 75～0. 95 ,天然地基承载力较高时取最大值;f sk ...