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            預應力塑料波紋管管樁聯合塑料排水板加固軟土地基的加固方法

            來源:預應力塑料波紋管應用 作者:預應力塑料波紋管 發布日期:2018-07-24

              在沿海地區修建高速公路時,軟土地基的處理一直是一個難以解決的問題。在分析前人相關軟基處理方法的基礎上,結合實際工程,提出預應力塑料波紋管管樁聯合塑料排水板加固軟土地基的加固方法。

              處理方法中塑料排水板在復合地基中起到排水通道的作用,兩種軟基處理方法的結合,使得處理效果更好。同時,還對該方法的加固機制進行初步探討,且通過現場的工程實例分析,對預應力塑料波紋管管樁聯合塑料排水板方法加固軟土地基的處理效果進行驗證和分析,證明該方法適用于工期緊、軟基埋深大的軟土地基。

              預應力塑料波紋管管樁聯合塑料排水板加固軟土地基的加固方法

            1、軟土地基的處理現狀

              自20世紀90年代以來,我國高速公路建設進入一個快速發展時期。到2004年底,我國高速公路通車里程超過3.4×10°km,排世界第二位。沿海地區,特別是長江三角洲、珠江三角洲經濟較發達地區,也是我國高速公路較為密集地區。在沿海地區修建高速公路所遇到的軟土問題成工程建設中必須面對的難題,高速公路中軟土地基處理也一直是高速公路修建中的一個技術難題。

              現對于高速公路軟土地基的處理,主要采用復合地基處理方法。在近10a高速公路的快速發展中,我國高速公路的軟基處理技術也處于一個不斷完善,不斷改進的研究過程中。

              

            2、常用的軟土地基的處理方法

              目前高速公路軟土地基處理的主要方法有:排水固結法、強夯法、振沖密實法、爆破擠密法、土樁、灰土樁法、石灰樁法、深層攪拌法、振沖置換法、沉管碎石樁法、強夯置換法、EPS超輕質料填土法和加筋土法等。

              但是對于一些深厚層的軟土,這些方法較難以滿足處理要求,最為常用的水泥土樁法也是適用于軟土埋深<20m的軟基路段。如軟土埋深太大,而現在的攪拌機械還未能進行有效地加固處理。因此在較深厚的軟土層中,一是采用高架橋通過,但費用較高;二則是采用強度較高的預應力塑料波紋管管樁進行處理。但相對于其他的軟基處理方法,采用預應力塑料波紋管管樁對軟基進行處理的費用相對還是較高,因此在高速公路上一般較為慎重采用。

              

            3、預應力塑料波紋管管樁聯合塑料排水板加固軟土地基方法的提出

              預應力塑料波紋管管樁作為一種打入預制樁處理軟土地基國內外已做大量的研究。對預應力塑料波紋管管樁在沉樁過程中,樁周土體將產生的超靜孔隙水壓力。這方面國外研究較早,開展的得工作也較多。H.G.Poulos和E.H.Davisl]及M.F.Randolph等2~]均有相關的研究成果。

              研究結果表明,沉樁引起的超靜孔隙水壓力值較大,最大值甚至超過有效上覆壓力,且超靜孔隙水壓力值隨距樁距離的增加而降低。國內在此方面也有諸多研究成果,不少學者開展相關試驗及理論研究,如劉熙峰等5~]從沉樁擠土效應,給出預制塑料波紋管管樁沉樁過程超靜孔壓的理論計算公式。

              在預應力塑料波紋管管樁施工過程中,把塑料波紋管管樁與塑料排水板聯合起來進行加固軟土地基,同樣可使預應力塑料波紋管管樁施工過程產生的超靜孔隙水壓力在短時間內消散,從而使樁間土體的強度在較短的時間內得以加強,使塑料波紋管管樁樁間土體的強度提高,從而更好發揮樁間土體的作用,并降低剛性樁處理軟土地基產生的土拱效應。

              樁管與塑料排水板的聯合處理可很好處理高速公路中的深厚軟土地基,特別是對于橋頭段及橋頭過渡段,彌補粉噴樁處理軟土地基深只有20m以內的缺陷。

              

            4、采用預應力塑料波紋管管樁法的要點

              在預應力塑料波紋管管樁群樁中間加設塑料排水板,塑料排水板可成為預應力塑料波紋管管樁中樁間土體的一個超靜孔隙水壓的消散通道,預應力塑料波紋管管樁沉樁過程中產生的超靜孔隙水壓力在短時間內迅速消散,從而使樁間土體的強度在短時間內固結。根據吳燕開對排水粉噴樁的研究結果表明,在塑料排水板的作用下,粉噴樁施工過程產生的超靜孔隙水壓力在短時間內消散的速度要比未加設塑料排水板的速度快,樁間土體的強度提高也較快。

              超靜孔隙水壓力的消散過程即是樁間土體固結過程,利用塑料排水板作為樁間土體固結的排水通道,迅速把塑料波紋管管樁施工過程及路基填筑過程樁間土體產生的超靜孔隙水壓力短時間內消散,使得樁間土體固結,強度提高較快。

              同時,由于塑料排水板的存在,使得樁間土體的固結加快,降低塑料波紋管管樁的負摩阻力,使得復合地基的效果更加明顯。由于預應力塑料波紋管管樁半徑小、強度高,因此為充分發揮塑料波紋管管樁的強度特性,在利用塑料波紋管管樁處理軟土地基時,均在塑料波紋管管樁樁頭處加設樁帽,這樣就更好發揮出塑料波紋管管樁與樁間土體的作用,使樁與樁間土體可形成較為理想的復合地基。

              

            5、預應力塑料波紋管管樁聯合塑料排水板加固軟土地基方法的優缺點分析

              采用預應力塑料波紋管管樁聯合塑料排水板處理的軟土地基,其加固效果具有快速、效果好等特點,且其加固深度不受限制,對于軟基埋深超過20m的軟土地基,是一種較為理想的軟基加固方法。

              但由于塑料波紋管管樁的價格與其他處理方法相比,價格相對偏高,會增加軟土地基的處理費用,因此,在選擇該方法時,要綜合考慮。從其工期要求、軟基的處理深度及其他方法處理的效果進行全方位的比較,選擇一種最為有效、又能保證工期、質量的處理方法,是工程建設成功的關鍵。

              

            結語

              通過以上分析可知,對于工期緊、軟土埋深較大的軟土地基,采用預應力塑料波紋管管樁聯合塑料排水排處理軟土地基是一處較好的處理方法。特別是在樁間土體中加設塑料排水板后,不但縮短排水路徑,也加快排水速度,使塑料波紋管管樁成樁過程、路堤填筑過程產生的超靜孔隙水壓力在短時間內迅速消散,從而使樁間土體的強度得到提高,改善樁間土體的強度特性。

              預應力塑料波紋管管樁在加設樁帽后,樁間距也可適當加大,這樣,在高速公路的軟基處理中,其經濟性、適用性就可得到較大改善,是今后深厚軟基處理中較為理想的一種處理方法。

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