混凝土攪拌樁對(duì)公路軟基沉降的影響

周姍姍

摘要：為了提高混凝土攪拌樁處治公路軟基的合理性和經(jīng)濟(jì)性，采用有限元軟件建立混凝土攪拌樁處治公路軟土路基模型，分析混凝土攪拌樁影響軟土路基頂面最大沉降量的三個(gè)因素。結(jié)果表明，樁長(zhǎng)、樁徑和樁身模量對(duì)軟基頂面最大沉降量的影響規(guī)律較為一致。

關(guān)鍵詞：混凝土攪拌樁；公路軟基；沉降量；樁長(zhǎng)；樁徑；樁身模量 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U213 文章編號(hào)：1009-2374（2016）14-0107-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.14.054

混凝土攪拌樁的復(fù)合地基較好地解決了路基不均勻沉降的問(wèn)題，混凝土攪拌樁應(yīng)用較為廣泛，特別是對(duì)于公路軟土路基，將混凝土攪拌樁置于軟基中，可以提高軟土路基的剛性，起到加固作用，從而減小軟土路基沉降，避免公路通車后產(chǎn)生由路基沉降所造成的道路塌陷等病害，減少公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。樁長(zhǎng)、樁徑和樁身模量是混凝土攪拌樁處治公路軟基沉降的影響因素，混凝土攪拌樁樁長(zhǎng)、樁徑和樁身模量的不同會(huì)對(duì)其處治公路軟基沉降效果產(chǎn)生差異。

1 計(jì)算模型創(chuàng)建

為研究不同因素對(duì)混凝土攪拌樁處治路基沉降的效果，本文進(jìn)行三種不同工況下的混凝土攪拌樁樁長(zhǎng)、樁徑和樁身模量同軟土路基頂面最大沉降量關(guān)系的計(jì)算。第一種工況地基的長(zhǎng)為60m、寬為30m、高為15m，地基上的軟土路基長(zhǎng)寬同地基相同，高為6m；第二種工況地基長(zhǎng)為60m、寬為30m、高為30m，軟土路基高為15m；第三種工況地基長(zhǎng)為60m、寬為30m、高為40m，軟土路基高為6m。路基各層厚度及材料參數(shù)如表1～表3

所示：

2 混凝土攪拌樁樁長(zhǎng)與軟基頂面最大沉降量的關(guān)系

以上三種工況的模型參數(shù)均不相同，計(jì)算結(jié)果也不相同，需將計(jì)算模型分別按三種工況進(jìn)行計(jì)算，混凝土攪拌樁在三種工況下的樁長(zhǎng)取值分別為：工況一時(shí)，樁長(zhǎng)分別為10m、12m、13m、15m；工況二時(shí)，樁長(zhǎng)分別為14m、15m、16m、17m；工況三時(shí)，樁長(zhǎng)分別為13m、14m、15m、16m。其中每種工況和樁長(zhǎng)的樁徑取值相同，均為0.5m，樁間距取值相同，均為1.5m。

第一，工況一時(shí)，當(dāng)樁長(zhǎng)為10m時(shí)其沉降量最大，當(dāng)樁長(zhǎng)為15m時(shí)沉降量最小，路基頂面最大沉降量逐漸減??；工況二時(shí)，當(dāng)樁長(zhǎng)為14m時(shí)其沉降量最大，當(dāng)樁長(zhǎng)為17m時(shí)沉降量最小，路基頂面最大沉降量逐漸減??；工況三時(shí)，當(dāng)樁長(zhǎng)為13m時(shí)其沉降量最大，當(dāng)樁長(zhǎng)為16m時(shí)沉降量最小，路基頂面最大沉降量逐漸減小。

第二，混凝土攪拌樁樁長(zhǎng)是軟土路基頂面最大沉降量的主要影響因素之一，樁長(zhǎng)越大，軟基頂面最大沉降量越小，但是對(duì)于每種工況，當(dāng)樁長(zhǎng)為某值時(shí)，沉降量減小的幅度明顯變?。旱谝环N工況時(shí)，樁長(zhǎng)超過(guò)12m時(shí)，沉降量的減小趨勢(shì)變緩；第二種工況時(shí)，樁長(zhǎng)超過(guò)15m時(shí)，沉降量的減小趨勢(shì)變緩；第三種工況時(shí)，樁長(zhǎng)超過(guò)14m時(shí)，沉降量的減小趨勢(shì)變緩。

3 混凝土攪拌樁樁徑與軟基頂面最大沉降量的關(guān)系

針對(duì)三種不同工況，為分析不同樁徑對(duì)路基沉降的影響，混凝土攪拌樁在三種不同工況下的樁徑取值相同，分別為0.3m、0.5m、0.6m、0.8m、1m。其中每種工況和樁徑的樁長(zhǎng)取值相同，均為15m；樁間距取值相同，均為1.5m。通過(guò)對(duì)三種不同工況和不同樁徑進(jìn)行計(jì)算，得出不同工況下每種樁徑的沉降量，路基頂面最大沉降量隨樁徑變化曲線。

第一，混凝土攪拌樁樁徑也是軟土路基頂面最大沉降量的主要影響因素之一，樁徑越大，軟基頂面最大沉降量越小，當(dāng)樁徑達(dá)到某值時(shí)，軟基頂面最大沉降量減小趨勢(shì)變緩。

第二，當(dāng)樁徑小于0.6m時(shí)，路基頂面最大沉降量隨著樁徑的增加，下降速度較快；當(dāng)樁徑大于0.6m時(shí)，路基頂面最大沉降量隨著樁徑的增加，下降速度較慢。

第三，針對(duì)三種工況，路基頂面最大沉降量在樁徑大于0.6m時(shí)，變化較小，隨著混凝土攪拌樁樁徑的增加，施工成本逐漸增加。混凝土攪拌樁樁徑取0.6m時(shí)，既滿足了工程需要，又實(shí)現(xiàn)了工程經(jīng)濟(jì)性。

4 混凝土攪拌樁樁身模量與軟基頂面最大沉降量的關(guān)系

針對(duì)三種不同工況，為分析不同樁身模量對(duì)路基沉降的影響，混凝土攪拌樁在三種不同工況下的樁身模量取值相同，分別為25MPa、50MPa、75MPa、100MPa、125MPa、150MPa。其中，每種工況和樁身模量的樁長(zhǎng)取值相同，均為15m；樁間距取值相同，均為1.5m；樁徑統(tǒng)一取值為0.5m。

第一，工況一和工況三的路基填土高度相同，其路基頂面最大沉降量的大小與變化趨勢(shì)基本相同，而工況二的路基填土高度大于工況一和工況三，其路基頂面最大沉降量的變化趨勢(shì)與工況一和工況三基本相同，但是最大沉降量明顯大于其他兩種工況。

第二，三種工況中，當(dāng)樁身模量小于50MPa時(shí)，路基頂面的最大沉降量均較大。

第三，混凝土攪拌樁樁身模量同樣是軟土路基頂面最大沉降量的主要影響因素之一，樁身模量越大，軟基頂面最大沉降量越小，當(dāng)樁身模量達(dá)到某值時(shí)，軟基頂面最大沉降量減小趨勢(shì)變緩。

第四，樁身模量越大，軟基頂面最大沉降量越小，但是相應(yīng)的施工成本也隨之增多，由于樁身模量大于125MPa時(shí)軟基頂面最大沉降量基本不變，小于75MPa時(shí)軟基頂面最大沉降量變化較大，因此75～125MPa的樁身模量較為穩(wěn)定，可作為施工時(shí)選擇樁身模量的參考范

圍值。

5 結(jié)語(yǔ)

第一，混凝土攪拌樁樁長(zhǎng)是軟土路基頂面最大沉降量的主要影響因素之一，樁長(zhǎng)越大，軟基頂面最大沉降量越小，在滿足軟土路基沉降量的情況下，樁長(zhǎng)只需達(dá)到軟土層底部即可。

第二，路基頂面最大沉降量隨著樁徑的增加而逐漸減小?；炷翑嚢铇稑稄饺≈狄藶?.6m。

第三，樁身模量越大，軟基頂面最大沉降量越小，當(dāng)樁身模量達(dá)到75MPa時(shí)，軟基頂面最大沉降量減小趨勢(shì)變緩，樁身模量達(dá)到125MPa時(shí)，改變樁身模量對(duì)軟基頂面最大沉降量基本無(wú)影響。因此，75～125MPa的樁身模量較為穩(wěn)定，可作為施工時(shí)選擇樁身模量的參考范

圍值。

參考文獻(xiàn)

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[2] 歐陽(yáng)光.高速公路橋頭深厚軟土地基的水泥攪拌樁處理[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2013，（1）.

（責(zé)任編輯：小 燕）