混凝土攪拌樁對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濟性，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因素。結果表明，樁長、樁徑和樁身模量對軟基頂面最大沉降量的影響規律較為一致。

關鍵詞：混凝土攪拌樁；公路軟基；沉降量；樁長；樁徑；樁身模量 文獻標識碼：A

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

混凝土攪拌樁的復合地基較好地解決了路基不均勻沉降的問題，混凝土攪拌樁應用較為廣泛，特別是對于公路軟土路基，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，避免公路通車后產生由路基沉降所造成的道路塌陷等病害，減少公路養護費用。樁長、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、樁徑和樁身模量的不同會對其處治公路軟基沉降效果產生差異。

1 計算模型創建

為研究不同因素對混凝土攪拌樁處治路基沉降的效果，本文進行三種不同工況下的混凝土攪拌樁樁長、樁徑和樁身模量同軟土路基頂面最大沉降量關系的計算。第一種工況地基的長為60m、寬為30m、高為15m，地基上的軟土路基長寬同地基相同，高為6m；第二種工況地基長為60m、寬為30m、高為30m，軟土路基高為15m；第三種工況地基長為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如表1～表3

所示：

2 混凝土攪拌樁樁長與軟基頂面最大沉降量的關系

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

第一，工況一時，當樁長為10m時其沉降量最大，當樁長為15m時沉降量最小，路基頂面最大沉降量逐漸減小；工況二時，當樁長為14m時其沉降量最大，當樁長為17m時沉降量最小，路基頂面最大沉降量逐漸減小；工況三時，當樁長為13m時其沉降量最大，當樁長為16m時沉降量最小，路基頂面最大沉降量逐漸減小。

第二，混凝土攪拌樁樁長是軟土路基頂面最大沉降量的主要影響因素之一，樁長越大，軟基頂面最大沉降量越小，但是對于每種工況，當樁長為某值時，沉降量減小的幅度明顯變小：第一種工況時，樁長超過12m時，沉降量的減小趨勢變緩；第二種工況時，樁長超過15m時，沉降量的減小趨勢變緩；第三種工況時，樁長超過14m時，沉降量的減小趨勢變緩。

3 混凝土攪拌樁樁徑與軟基頂面最大沉降量的關系

針對三種不同工況，為分析不同樁徑對路基沉降的影響，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取值相同，均為15m；樁間距取值相同，均為1.5m。通過對三種不同工況和不同樁徑進行計算，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，當樁徑達到某值時，軟基頂面最大沉降量減小趨勢變緩。

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

第三，針對三種工況，路基頂面最大沉降量在樁徑大于0.6m時，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，既滿足了工程需要，又實現了工程經濟性。

4 混凝土攪拌樁樁身模量與軟基頂面最大沉降量的關系

針對三種不同工況，為分析不同樁身模量對路基沉降的影響，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取值相同，均為15m；樁間距取值相同，均為1.5m；樁徑統一取值為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，當樁身模量小于50MPa時，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，當樁身模量達到某值時，軟基頂面最大沉降量減小趨勢變緩。

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

圍值。

5 結語

第一，混凝土攪拌樁樁長是軟土路基頂面最大沉降量的主要影響因素之一，樁長越大，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，樁長只需達到軟土層底部即可。

第二，路基頂面最大沉降量隨著樁徑的增加而逐漸減小。混凝土攪拌樁樁徑取值宜為0.6m。

第三，樁身模量越大，軟基頂面最大沉降量越小，當樁身模量達到75MPa時，軟基頂面最大沉降量減小趨勢變緩，樁身模量達到125MPa時，改變樁身模量對軟基頂面最大沉降量基本無影響。因此，75～125MPa的樁身模量較為穩定，可作為施工時選擇樁身模量的參考范

圍值。

參考文獻

[1] 李濤.混凝土攪拌樁在軟路基中的應用[J].交通世界（建養·機械），2012，（8）.

[2] 歐陽光.高速公路橋頭深厚軟土地基的水泥攪拌樁處理[J].交通標準化，2013，（1）.

（責任編輯：小 燕）