[發(fā)明專利]一種樁承變剛度加筋墊層復(fù)合地基及其施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710242901.5
• 申請(qǐng)日: 2017-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN106894432B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 連峰;劉治;王明濤;胡現(xiàn)虎;翟午琛;張廣龍;李乾龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東省建筑科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): E02D27/12
• 分類號(hào): E02D27/12;E02D5/58
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供了一種樁承變剛度加筋墊層復(fù)合地基及其施工方法，通過(guò)成樁機(jī)具在軟弱地基中完成剛性樁的樁體施工，平整地面，鋪設(shè)150～300mm厚砂石層，平整壓實(shí)后鋪設(shè)第一層土工格柵，在第一層土工格柵上鋪設(shè)150～300mm厚碎石層，平整壓實(shí)后鋪設(shè)第二層土工格柵，在第二層土工格柵上攤鋪150～300mm厚水泥穩(wěn)定碎石層；最后完成路堤填筑。本發(fā)明通過(guò)分層次調(diào)節(jié)加筋墊層剛度，達(dá)到充分發(fā)揮樁間土的承載力，減小路面不均勻沉降、突破上部填土限制等目的。該發(fā)明適用于處理黏性土、粉土、淤泥、淤泥質(zhì)土地基，可用于填土路堤、柔性面層堆場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)跑道、油罐、糧庫(kù)等構(gòu)筑物的地基加固與處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種樁承變剛度加筋墊層復(fù)合地基及其施工方法，適用于土木工程-地基基礎(chǔ)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，土木工程中復(fù)合地基設(shè)計(jì)理論都是基于剛性基礎(chǔ)下復(fù)合地基研究成果提出的，柔性基礎(chǔ)下復(fù)合地基研究成果較少。剛性基礎(chǔ)與柔性基礎(chǔ)下的復(fù)合地基是不同的，存在著較大差異：1、樁荷載集中系數(shù)、樁土荷載比、樁土應(yīng)力比等無(wú)論發(fā)展規(guī)律還是量值都有很大差異；樁對(duì)復(fù)合地基承載力的貢獻(xiàn)，剛性基礎(chǔ)要大于柔性基礎(chǔ)。2、柔性基礎(chǔ)與剛性基礎(chǔ)下的復(fù)合地基的破壞機(jī)理不同。剛性基礎(chǔ)下樁土變形一致，在相同的變形時(shí)，樁首先承受較大荷載，并首先進(jìn)入極限狀態(tài)，隨總荷載的增加，樁土應(yīng)力比先增大再減小；柔性基礎(chǔ)下樁土變形可相對(duì)自由發(fā)展，土首先承擔(dān)較大荷載，并隨荷載增加率先進(jìn)入極限狀態(tài)，樁土應(yīng)力比呈現(xiàn)先遞減后上升的趨勢(shì)。為了協(xié)調(diào)樁土受力，充分發(fā)揮兩者的潛力，需要根據(jù)兩種基礎(chǔ)特點(diǎn)對(duì)墊層進(jìn)行設(shè)計(jì)。

與本發(fā)明最接近的是樁網(wǎng)復(fù)合地基和樁承式路堤(以下簡(jiǎn)稱“樁承堤”)。

在樁承堤中荷載通過(guò)土拱作用和土工格柵加筋墊層兜提作用傳遞到剛性樁上，樁間土不直接參與承擔(dān)荷載，荷載全部由樁承擔(dān)，因此樁承堤中的樁應(yīng)是端承剛性樁。樁網(wǎng)復(fù)合地基中加筋墊層下樁間土直接參與承擔(dān)荷載，荷載由樁和樁間土共同承擔(dān)，樁網(wǎng)復(fù)合地基中的樁一般應(yīng)是摩擦型樁，如采用端承樁則應(yīng)根據(jù)加筋墊層的協(xié)調(diào)能力保守估計(jì)樁間土分擔(dān)荷載。

樁承式路堤在樁頂設(shè)置加筋體，上部路堤荷載通過(guò)加筋體傳遞到樁上，其實(shí)質(zhì)是利用樁來(lái)承擔(dān)上部路堤荷載，對(duì)于樁間土承載力基本不予考慮，因此用樁量非常大，不符合節(jié)能減排的趨勢(shì)，此外該技術(shù)對(duì)上部路堤高度有最低要求，達(dá)不到此要求，就形不成土拱，隨之而來(lái)的樁土差異沉降會(huì)導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，限制了其應(yīng)用。

樁網(wǎng)復(fù)合地基在樁頂設(shè)置加筋碎石墊層，考慮利用樁間土承載力，用樁量雖然減少了，但仍存在樁間土承載力的發(fā)揮和路面工后差異沉降控制兩者難以統(tǒng)一的問(wèn)題：樁間土承載能力的發(fā)揮必然伴隨著較大的沉降，會(huì)導(dǎo)致路面產(chǎn)生較大的差異沉降，影響車輛的安全運(yùn)行。樁頂設(shè)置剛度較大的加筋墊層能夠有效控制差異沉降，但其有限的協(xié)調(diào)變形能力反過(guò)來(lái)又影響了樁間土承載能力的發(fā)揮。這一矛盾使樁網(wǎng)復(fù)合地基的應(yīng)用受到限制。樁網(wǎng)復(fù)合地基同樣存在上部路堤填土高度限制的問(wèn)題。

綜上，已有技術(shù)存在不足有：1、用樁量大；2、填土高度限制；3、樁間土承載力發(fā)揮不足；4、路面差異沉降不易控制。對(duì)于路堤、糧庫(kù)、油罐、堆場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)跑道等基礎(chǔ)設(shè)施及構(gòu)筑物來(lái)講，這些問(wèn)題直接影響到設(shè)施的正常使用，或是耗資較大。

解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于提高加筋墊層的調(diào)節(jié)能力，目前已有技術(shù)均未解決此問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種樁承變剛度加筋墊層復(fù)合地基及其施工方法，通過(guò)分層次調(diào)節(jié)樁頂加筋墊層的剛度，解決用樁量大、路堤高度限制、樁間土承載力發(fā)揮不足、路面差異沉降不易控制等問(wèn)題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種樁承變剛度加筋墊層復(fù)合地基，包括剛性樁復(fù)合地基層、砂石層、加筋碎石層、水泥穩(wěn)定碎石層；其中，所述剛性樁復(fù)合地基層包括地基土層以及設(shè)置在地基土層中的剛性樁；所述加筋碎石層包括第一層土工格柵、碎石層、第二層土工格柵。