不同搅拌桩现场对比试验研究

广东公路交通

GuangDongGongLuJiaoTong

总第124期

文章编号：1671－7619（2013）01－0048－03

不同搅拌桩现场对比试验研究

潘观强

（中国铁建港航局集团岩土工程有限公司，广州511442）

摘要：不均匀变形控制已成为路桥拼接地段桥头地基处理工程中的难点，借鉴于钉形水泥土双向搅拌桩这一新工艺，将钉形双向水泥土搅拌桩用于匝道桥与拓宽路基拼接段，从成桩质量、单桩及复合地基承载力、工期沉降量、经济效益等方面与常规双向桩及普通单向桩对比，在应用的层次上论证钉形双向搅拌桩存在较高的实用性，可为其推广及类似工况下的地基处理提供参考。关键词：

路桥拼接;地基处理;钉形双向水泥土搅拌桩;复合地基

文献标识码：B

中图分类号：U416．16

0引言

桥头地基处理工程中由于桥桩基与道路复合地基在力学性能方面存在很大差异，桥头路基不均匀沉降问题在所难免，尤其在整体抗剪性能差的软基路段该问题更加明显。借鉴于工程中普遍采用水泥土搅拌桩处理各种新筑路基的研究和应

钉形水泥土搅拌桩成功结合了双向搅拌桩与用，钉形桩技术

［1］

－12m以下A区存在约5m厚的质情况差别不大，

B、C两区为性质较好的亚粘土，淤泥质亚粘土，且粉地质情况好于A区。自C匝道砂层顶面高于A区，

桥台至主线加宽段路面标高随桩号的增加由左路肩

4．57m、右路肩4．03m增加到与主线一致的左路肩5．47m、右路肩4．73m。三路段路面、路基宽度一致，23．0m。表1为三种搅拌桩施工参数。分别为9．5m、钉形双向桩、常规双向桩和常规单向桩的置换率分0．134、0．134。别为0．339、

，以其高桩身强度、高置换率和相对

［2－4］

较高的经济效益

已在申嘉湖杭高速公路成功

处理了厚度大于20m的深厚软基，其累计沉降量小于同地质与工况下塑料排水板地基累计沉降量

［5］

的1/3。为此笔者将其应用于桥头路基的处理

工程，以广东中江高速公路小榄互通C匝道桥主线拼接段桥台软基处理为依托工程，通过与非钉工期沉降量、桩土压力比及型搅拌桩在成桩质量、经济性方面进行了比较，论证了钉形桩用于桥台软基路段的适用性，可为今后不同地基拼接地段不均匀沉降的控制提供参考。

图1

钉形双向桩与常规双向桩试验区位置

1试验区概况

本试验区位于C匝道桥与主线右幅拓宽路基的弯接路段（如图1），分三部分：A区与匝道桥连接，为钉形双向搅拌桩施工区，范围为CK0+266～CK0+306，长40m；B区与主线加宽路基连接，为双向搅拌桩施工区，范围为CK0+306～CK0+370，长64m；C区为匝道汇入主线的加速区，范围为CK0+370～CK0+397，为普通搅拌桩施工区，长27m。图2所示的地质柱状图表明A、B、C区0～－12m的地·48·

图2

试验区地质柱状图

作者简介：潘观强（1974－），男，广东吴川人，工程师，从事路桥工程的施工管理工作。E－mail：jianghaiqing@163．com．

2013年第1期潘观强

表1

不同搅拌桩现场对比试验研究

钉形双向桩与常规双向桩设计参数

桩头径/m扩大头长度/m1．10．50．5

4——

桩排类型正三角形正三角形正三角形

总第124期

区号ABC

桩型钉形双向常规双向常规单向

桩长/m16．420．320．3

桩间距/m1．81．31．3

桩径/m0．60．50．5

水灰比掺水泥量/（kg·m－1）0．500．500．50

4m以上250，以下75

7575

2成桩质量检测

两种桩的成桩工艺均采用两组浆片反向旋

转的“一喷两搅”工艺，与常规搅拌桩的单向浆片“四喷四搅”相比提高了施工效率。单双向搅拌桩成桩28d后对桩体进行标准贯入试验，测得双单向搅拌桩平均标贯击数分别为16．1击和向、

13．6击，各自分别为原状地基土强度的4．4倍、2．1倍。图3中两种复合地基同深度桩、土标贯击数比对比曲线表明，双向搅拌桩使原地基强度增长程度基本高于单向桩。

桩载荷试验s/d等于0．006所对应的压力值。本

2

载荷试验所用承压板面积为0．95m，由此可确定双向桩、钉形桩的复合地基承载力特征单向桩、

126．0kPa、209．3kPa，值分别为65．8kPa、其中单向桩和双向桩在达到极限承载力的累计沉降分8．5mm，别为11．5mm、钉形双向桩在300kN荷载下仍未破坏。等荷载下三种搅拌桩沉降量最大最小的为钉形桩。单桩静载荷试验的为单向桩，

表明，钉形桩复合地基承载力和抗地面沉降性能

均高于双向搅拌桩，更高于单向搅拌桩复合地基。

图3复合地基各深度桩、土标贯击数比曲线

图4

三种桩单桩载荷试验Q－s图

在双向和单向搅拌桩28d龄期无侧限抗压

强度对比试验中采用双向搅拌桩芯样44个，平均抗压强度为1．22MPa，变异系数为0．388。常规搅拌桩试验芯样19个，平均抗压强度为0．99MPa，变异系数为0．361。试验表明两种搅拌桩不同深度处的芯样28d抗压强度均大于0．8MPa，双向搅拌桩15～20m深度处芯样的抗压强度基本可满足设计要求。双向搅拌桩成桩效果较单向搅拌桩好，且在15～20m深度范围内芯样的无可用于加固15m深度以上侧限抗压强度仍较高，的软土。

试验区工期累计填土约4m，钉形桩区填土厚度略大于双向桩区。填土前分别在两区取典型断面进行沉降观测，每个沉降观测断面于桩顶、桩间分别设置3个沉降观测点，工期观测结果如图5，可见加载过程中两种桩复合地基的桩间和桩顶沉降基本一致。两区填土至0．7m后，双向桩复合地基沉降量开始明显大于钉形桩复合地基，两区填土结束时的累计沉降量分别为91mm、72mm。填土期间埋设于桩顶、桩身及桩间土的土压力盒测得数据表明：各处土压力随填厚增加而增大，钉形桩桩顶压力略小于双向桩，16m深度的桩身压力均大于双向桩，而8m、尤其在快速填土的110d～130d期间，钉形桩和双向桩于8m处桩身压力增加量分别为94．4kPa、41．7kPa，16m处桩身压力增加量分别为26．3

·49·

3地基处理效果分析

成桩后对同龄期的普通单向桩、双向桩、钉

形双向桩分别进行单桩静载荷试验。图3为三

［7－8］

，种桩Q－s图，根据实测数据参考规范对于

水泥土搅拌桩复合地基，其承载力特征值可取单

2013年第1期广东公路交通总第124期

kPa、22．1kPa，这表明钉形桩通过较大面积的桩头在较小的桩端压强下承担了较大的桩身轴力，且随着时间的增加各深度处压力消散明显，钉形桩较双向桩更适用于快速填土的施工路段。

（2）从地基处理效果看，本工程所用钉形桩

单桩承载力特征值大于200kPa，远大于双向搅拌桩和常规单向搅拌桩复合地基。从填土期的监测数据可发现钉形桩可通过较大面积的桩头在较小的桩端应力下承担了较大的桩身轴力，且随着时间的增加各深度处压力消散明显，钉形桩复合地基桩间土和桩顶累计沉降量随时间变化线在快速填土期间分离明显，这表明钉形桩较双向桩更适用于快速填土的施工路段。

参考文献：

［1］刘松玉，朱志铎，席培胜，易耀林．钉形搅拌桩．岩土工程学与常规搅拌桩加固软土地基的对比研究［J］

图5填土期间试验区沉降图

2009，（7）：1059－1068．报，

［2］向玮，刘松玉，经绯，刘志彬．变径水泥土搅拌桩J］．工程勘察，2009，（3）：22－处理软土地基的应用研究［26．

［3］曹德洪，刘松玉，经绯，陈永辉．大直径钉形双向J］．公路，2010，（9）：99－105．水泥土搅拌桩［

［4］刘松玉，易耀林，朱志铎．双向搅拌桩加固高速公J］．岩石力学与工程学报，路软土地基现场对比试验研究［2008，（11）：2272－2280．

［5］曹德洪，李雪平，刘松玉，经绯．大直径钉形双向．公路，搅拌桩加固高速公路深厚软基的试验分析［J］2010，（9）：60－64．

［6］工程地质手册［M］．北京：中国建筑工业出版社，2007．

［7］建筑地基处理技术规范JGJ79－2002［S］．北京：2002．中国建筑工业出版社，

(收稿日期:2012－09－25)

图6填土期间试验区桩土压力图

4结语

（1）双向水泥土搅拌桩在施工效率、成桩质

量、桩身强度等方面均比单向搅拌桩好，无侧限抗压强度表明双向搅拌桩在桩顶15m以下处的强度仍然较高，可用于15m以上深度的软基处理。

ResearchonIn-situ-testofDifferentMixingPiles

PANGuanqiang

（GeotechnicalEngineeringCo．，Ltd．ofChinaRailwayConstructionPMBGroup，Guangzhou511442，China）Abstract：Inhomogeneousdeformationcontrolhasbeendifficultiesinbridgeheadtreatment，byadoptingthenewtech-nologyofT-shapedbi-directionalsoil-cementmixingcolumn，theT-shapedcolumnhasbeenusedintheconnectionbe-tweentheroadandbridge．Inthepaper，comparisonofthecolumnquality，singleandpilegroupbearingcapacity，set-directionalandthetlementduringconstructionandeconomicbenefits，etc．betweenthistechnologyandthecommonbi-commonsingle-directionalcolumnshasbeenconducted，whichhasshownthattheT-shapedbi-directionalmixingcol-umnisbetterthanothertypes，whichcanalsoprovidepracticalsupportforspreadingitselftothesimilargroundtreat-ment．

Keywords：road-bridgeconnection；groundtreatment；T-shapebi-directionalsoil-cementmixingpile；compositefoun-dation

·50·