樁網(wǎng)復合路基樁頂差異沉降控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及路基樁施工，尤其涉及路基樁頂沉降控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]樁網(wǎng)復合路基通常構(gòu)造包括樁網(wǎng)體系、水平加筋褥墊層體系、回填土拱體系，其優(yōu)點是利用樁網(wǎng)增強體將上部道路荷載均勻向地基深層傳遞，可提高軟土地基承載力，有效控制沉降，在多軟土地區(qū)廣泛應(yīng)用。但在深厚流塑淤泥層及持力層較薄、若場界條件下，對道路的控沉方面還是存在很多隱患，主要源于欠固結(jié)軟土的遠期固結(jié)沉降，樁周負摩阻的不確定性及勘查、施工誤差，水平加筋褥墊層很難協(xié)調(diào)掉長期的樁體差異沉降，長期來看樁網(wǎng)沉降差異很難有效控制，在該類地區(qū)控沉應(yīng)用成功率較低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種樁網(wǎng)復合路基樁頂差異沉降控制方法。本發(fā)明從濱海相淤泥軟土區(qū)路基處理的工程實踐中產(chǎn)生，主要解決長久樁網(wǎng)差異沉降問題。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，一種樁網(wǎng)復合路基樁頂差異沉降控制方法，它包括如下步驟:
步驟一:分析道路地質(zhì)勘查報告，設(shè)計樁網(wǎng)及上部褥墊層；
步驟二:結(jié)合施工可能誤差及后續(xù)場界條件變化進行沉降風險評估；
步驟三:樁頂系梁或板帶混凝土截面及配筋設(shè)計；
步驟四:按順序完成樁網(wǎng)、系梁及褥墊層施工。
[0005]所述的一種樁網(wǎng)復合路基樁頂差異沉降控制方法，所述步驟一包括:
a)分析地質(zhì)勘查報告繪制道路全幅全線軟土層平面分布圖，豎向軟土分層厚度，注明分類軟土物理力學指標，根據(jù)壓縮試驗確定淤泥的先期固結(jié)壓力，分析淤泥的欠固結(jié)程度；核查沿線地質(zhì)探孔資料，繪制道路左、右幅縱、橫向分層厚度的連續(xù)曲線圖。
[0006]b)根據(jù)荷載、工后沉降控制目標、持力層深度進行樁間距及樁長設(shè)計；
c)根據(jù)荷載擴散原理及單樁承載力校核確定土拱厚度及水平加筋褥墊層設(shè)置，應(yīng)力擴散角取各土層的綜合應(yīng)力擴散角；
d)不計淤泥層對樁身的摩阻力，適當記取拋石淤泥層對樁身摩阻力；控沉計算應(yīng)考慮淤泥對樁身的負摩阻力，負摩阻應(yīng)力大小可按太沙基方法取十字板剪切強度值，中性點的位置可按經(jīng)驗取值；
e)對天然含水率ω> 50%，天然空隙比e > 1.5，塑性指數(shù)Ip>22的淤泥軟土宜選擇半剛性或剛性樁；
f)根據(jù)工后沉降目標、單樁荷載及“a”中軟土分層類型資料，合理歸并樁長，優(yōu)化樁網(wǎng)設(shè)計。
[0007]所述的一種樁網(wǎng)復合路基樁頂差異沉降控制方法，所述步驟一的e)中的半剛性或剛性樁為沉管灌注素混凝土樁、預制混凝土樁或PHC管樁。
[0008]所述的一種樁網(wǎng)復合路基樁頂差異沉降控制方法，所述步驟二包括:
a)樁網(wǎng)施工必然存在一定施工偏差，包括樁長進入持力層偏差、現(xiàn)澆沉管樁樁身質(zhì)量偏差等，應(yīng)結(jié)合樁基檢測結(jié)果進行承載力及控沉風險評估，對潛在的樁基沉降差異區(qū)域進行標識；
b)地質(zhì)勘查報告揭示的淤泥分層厚度及持力層分層厚度、埋深等僅為有限數(shù)量勘查孔歸納的結(jié)果，必然存在地質(zhì)突變區(qū)域，影響到局部片區(qū)或個別樁基的控沉能力，應(yīng)進行控沉效能再評估；
c)路基沿線場界條件不同，淤泥分層厚度不同，水文條件及土層應(yīng)力歷史不同，場地自然沉降引起樁周負摩阻力有一定區(qū)別，會引起樁基產(chǎn)生差異沉降，引起路面不均勻沉降，應(yīng)辨識場界條件，利用太沙基方法計算負摩阻力，并計算不同片區(qū)的群樁沉降以及相鄰片區(qū)的沉降差值，標識出控沉風險區(qū)域。
[0009]所述的一種樁網(wǎng)復合路基樁頂差異沉降控制方法，所述步驟三包括:
a)根據(jù)步驟二所完成的評估結(jié)果，對不同類型區(qū)域樁網(wǎng)頂部設(shè)置鋼筋混凝土板帶或樁頂鋼筋混凝土連系梁，低風險區(qū)域可設(shè)置薄鋼筋混凝土薄板帶，厚度為0.5D ;高風險區(qū)設(shè)置鋼筋混凝土系梁，梁高1D，系梁節(jié)點樁帽尺寸為2D，D為樁徑，樁徑連系梁的高寬比為2.0-3.5 ;對于沉管素混凝土樁網(wǎng)系梁、板帶、樁帽混凝土強度宜高于樁基混凝土一個以上等級；
b)根據(jù)上部傳遞至樁頂?shù)暮奢d及步驟二所述完成的評估結(jié)果，利用位移法對系梁及薄板帶進行構(gòu)造配筋，按井字梁形式配筋。
[0010]c)系梁或薄板帶配筋應(yīng)考慮雙層正、負彎矩處配筋，系梁或板帶組成的網(wǎng)系結(jié)構(gòu)可根據(jù)樁網(wǎng)分區(qū)設(shè)置伸縮縫。
[0011]d)伸縮縫在近樁頭一側(cè)三分之一的樁間距范圍內(nèi)設(shè)置，樁網(wǎng)內(nèi)伸縮縫梅花形錯開，伸縮縫應(yīng)為上下搭接相互約束但水平可自由伸縮的形式。
[0012]所述的一種樁網(wǎng)復合路基樁頂差異沉降控制方法，所述步驟四包括:
a)樁網(wǎng)施工前宜場平到樁頂以上500mm，并確保場地平整、密實；
b)系梁及節(jié)點樁帽宜采用人工開挖土模澆筑混凝土方法，墊塊嚴格控制鋼筋保護層；
c)對樁網(wǎng)間土及系梁、樁帽周圍進行人工再夯實，待現(xiàn)澆混凝土強度達到90%以上可進行上部褥墊層施工。
[0013]本發(fā)明在一般常規(guī)樁網(wǎng)復合地基樁網(wǎng)及上部褥墊層設(shè)計的基礎(chǔ)上，特別在剛性或半剛性群樁樁頂增加鋼筋混凝土板帶或鋼筋混凝土系梁，主要調(diào)節(jié)由于持力層軟弱差異、后期淤泥軟基負摩阻等引起的樁體沉降差異。解決長久樁網(wǎng)差異沉降問題。
[0014]【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明示意圖。
[0015]圖中:1.剛性或半剛性樁體；2.樁帽；3.鋼筋混凝土系梁或板帶。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，本發(fā)明所述樁網(wǎng)復合路基樁頂差異沉降控制方法包括如下步驟: 步驟一:分析道路地質(zhì)勘查報告，設(shè)計樁網(wǎng)及上部褥墊層； a)分析地質(zhì)勘查報告繪制道路全幅全線軟土層平面分布圖，豎向軟土分層厚度，注明分類軟土物理力學指標，根據(jù)壓縮試驗確定淤泥的先期固結(jié)壓力，對比淤泥的先期固結(jié)壓力和有效自重應(yīng)力，分析淤泥的固結(jié)程度，并在平面圖上標注欠固結(jié)區(qū)域；核查沿線地質(zhì)探孔資料，繪制道路左、右幅縱、橫向分層厚度的連續(xù)曲線圖。
[0017]b)根據(jù)荷載、工后沉降控制目標、持力層深度進行樁型、樁間距及樁長設(shè)計；
c)根據(jù)荷載擴散原理確定土拱厚度及水平加筋褥墊層設(shè)置，樁頂上覆土層應(yīng)力擴散角取樁頂以上各土層的綜合應(yīng)力擴散角，用經(jīng)驗公式計算土拱厚度，保證所有樁和樁間土共同承受上部傳遞下來的荷載，當設(shè)置土工格柵時可適當降低土拱厚度；
d)宜不計淤泥層對樁身的摩阻力，適當記取拋石淤泥層對樁身摩阻力；控沉計算應(yīng)考慮淤泥對樁身的負摩阻力，由于樁頂負摩阻力的大小受樁周土層和樁端土的強度與變形性質(zhì)、土層的應(yīng)力歷史、地面堆載的大小和范圍、地下水降低的幅度和范圍等因素的影響，難以精確計算負摩阻力，負摩阻力大小可按太沙基方法取十字板剪切強度值，中性點的位置可按查表取值，當樁距較小時群樁效應(yīng)會減小負摩阻力，應(yīng)先計算群樁效應(yīng)系數(shù)，再計算單樁的負摩阻力；
e)對天然含水率ω> 50%，天然空隙比e > 1.5，塑性指數(shù)Ip>22的淤泥軟土宜選擇半剛性或剛性樁，如沉管灌注素混凝土樁、預制混凝土樁、P