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2015-01-14 12:05 建設(shè)工程教育網(wǎng)整理 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,高速公路交通量迅速增長,經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)高速公路擴建工程勢在必行。高速公路擴建中,路基擴建方式主要有兩側(cè)拼寬、單側(cè)拼寬,以及交錯拼寬三種方式,其中兩側(cè)拼寬對基穩(wěn)定性要求最高。由于維持原車流通行的需要,建設(shè)中必須合理組織,安全施工。對于擴建工程路基處理,由于保通工作的要求,軟基處理的安全性尤其顯得重要。本文結(jié)合福泉高速公路擴建工程實例,介紹松木樁擋土墻軟基處理的設(shè)計方法及施工工藝。
1、工程概況
福泉高速公路擴建工程PA2標段K310+140處存在軟基。該段高速公路路基拼寬方式為右側(cè)單側(cè)拼寬,同時要求保持老路通車,因此擴建中須保證老路路基的穩(wěn)定安全。公路右側(cè)河上為一便橋,為使機耕路與便橋順接,擴建中于公路右側(cè)設(shè)置一段路肩擋土墻。
該段地質(zhì)縱斷面為:表層2m素填土,下臥3m淤泥,其下依次為殘積性粉質(zhì)亞粘土、殘積砂質(zhì)粘性土、殘積砂質(zhì)粘性土。若采用換填方式則恐開挖中老路路基淤泥流動,影響老路路基穩(wěn)定,如果換填中采用鋼板樁支擋則成本更加高昂。而采用混凝土管樁不僅成本昂貴,且機械難以進場操作。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟必選,采用松木樁處理該段擋土墻軟土地基。
2、松木樁地基處理原理
軟基的處理方法有很多,如粉噴樁、換填、拋石以及灌注樁等,實際中可根據(jù)情況進行選擇。松木含有豐富的松脂,而松脂能很好地防止地下水和細菌對其的腐蝕,有水浸萬年松之說,所以松木樁適宜在地下水位以下工作。但對于地下水位變化幅度較大或地下水具有較強腐蝕性的地區(qū),則不宜使用松木樁。
松木樁的處理分為兩種。若持力層較淺,則可以可采用端承樁;而在軟基較厚,且承載力要求相對較低的路基中,則采用間距較小的短木樁(通常樁間距小于樁直徑的3倍),由于樁間軟土擠密作用,形成復(fù)合地基,從而達到設(shè)計承載力。
松木樁在材料價格、運輸、施工機械等方面也具有良好的優(yōu)勢,加之松木分布較廣,符合因地制宜,就地取材的公路建設(shè)原則,因而采用松木樁處理公路的軟基成為公路軟基處理中一種經(jīng)濟適用的方法。在地下水位高,,軟土層厚小于5m的公路軟基段、橋梁墩臺基礎(chǔ),以及涵洞、擋土墻基礎(chǔ)處理中常常采用松木樁處理,以提高地基承載力到達設(shè)計要求。
3、松木樁擋土墻地基處理設(shè)計
3.1承載力計算
根據(jù)地質(zhì)剖面,擋墻設(shè)計段落第三層為殘積性粉質(zhì)粘土,根據(jù)土工實驗承載力為120kPa,又擋墻基礎(chǔ)至該層約為3m,持力層埋深較淺,故采用端承樁進行設(shè)計計算,松木樁的單樁承載力按下式計算:
Pa=ψα[σ] A
式中:Pa——單樁承載力;
Ψ——縱向彎曲系數(shù),與樁間土質(zhì)有關(guān),一般可取1;
a——樁材料的應(yīng)力折減系數(shù),木樁取0.5;
[σ]——樁材料的容許壓力,kPa.
根據(jù)擋土墻計算結(jié)果,擋土墻高3~3.5m,擋土墻基礎(chǔ)基底應(yīng)力最大為124kN,當以松木為材料,取樁直徑為15cm時,[σ]為2773.4kPa,算得單樁承載力:Pa=24……5kN/根,則每平方米所需樁數(shù)為n=5.06根/m2,取整為5根/m2.
3.2松木樁平面及擋墻立面布置
樁孔的布置應(yīng)盡量減少未擠密的空白面積,因此樁孔宜按等邊三角線排列,形成梅花形布置,經(jīng)計算取樁間距0.5m可滿足承載力要求。
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