控制模量桩在江六高速公路拓宽道路中应用探究.doc

控制模量桩在江六高速公路拓宽道路中应用探究 　　【摘 要】通过拼宽道路利用CMC桩进行地基处理的研究，掌握CMC桩施工工艺及施工控制要点。通过拼宽道路CMC桩研究，了解道路荷载与地基变形间的关系，解决新老路基间的地基不均匀沉降问题；解决拼宽道路中静压管桩布置缺陷问题；为今后拼宽道路地基处理提供一种科学、有效、经济的地基处理方案。通过CMC桩的研究，有助于提高公司在该领域内的市场竞争力；有助于公司在工程建设领域整体形象的提升。 【关键词】控制模量桩；软土地区；拓宽工程；不均匀沉降；整体稳定性 一、课题来源及研究意义 （一）课题来源 目前我国经济正步入工业化、信息化和跳跃式发展阶段，私家车的迅速增加，物流业的快速发展均需要方便、快捷、安全的交通服务。 老路的通行能力，行车安全性，舒适性逐渐无法满足日益增长的社会发展需要。土地资源的日益紧张，建设成本的逐年增加，也制约着道路工程建设。 为了满足这些地区交通量增长的需要，对已有道路的扩建、升级显得十分必要。道路扩建既能充分利用原有道路，又能缩短建设周期，还能有效减少建设用地。因此道路扩建对经济发达、人口密集、土地紧张的地区显得尤为重要。 道路扩建面临的最大技术问题就是拼接新老路间的不均匀沉降。拼宽道路不均匀沉降的外在表现便是路面开裂。为了有效降低新老路基间的沉降差异，通常需对拼宽路基进行二方面处理。一、地基加固处理，减小拼宽路基基础沉降量；二、提高路基压实度，减小拼宽路基自身沉降。 道路工程根据地质条件的不同，地基加固方法众多，本文结合胜建集团2009年中标的“江都至六合高速公路邗江二标”道路加宽工程，对拼宽道路采用控制模量桩（CMC桩）进行地基处理进行部分研究。 CMC桩全称为：Controlled Modulus Columns 译为中文即为“控制模量桩”。 （二）研究意义 通过拼宽道路利用CMC桩进行地基处理的研究，掌握CMC桩施工工艺及施工控制要点。 通过拼宽道路CMC桩研究，了解道路荷载与地基变形间的关系，解决新老路基间的地基不均匀沉降问题；解决拼宽道路中静压管桩布置缺陷问题；为今后拼宽道路地基处理提供一种科学、有效、经济的地基处理方案。 通过CMC桩的研究，有助于提高公司在该领域内的市场竞争力；有助于公司在工程建设领域整体形象的提升。 二、国内外现状 CMC桩理念最早由法国提出，上世纪90年代在欧洲用于实际施工，最初应用在英吉利海峡隧道，大型储油罐、发电厂的基础中。 目前国内外高速公路建设水平较为成熟，但在道路拓宽领域的研究较少。自1997年国内首条高速公路加宽工程：广佛高速公路扩建工程动工以来，国内先后有海南环岛东线、沪杭甬、沈大、沪宁、南京绕城等高速公路相继局部或全线扩建加宽。受制于道路扩建研究及理论的制约，工程建设往往采用高额投资换取相应的安全及使用要求，尤其是的地基处理方面，目前仍然没有很成熟的设计理念出现，大多数的设计是通过部分理论加部分经验进行设计。 2008年东南大学在国内最早提出CMC桩理念，并在江六高速公路拼宽道路地基处理中首次应用。 该工程是国内首次在拼宽道路中进行CMC桩研究。随着，今后道路交通量的快速提升，拼宽道路的逐步增加，拼宽道路的新老地基间不均匀沉降问题及新拼宽道路地基沉降研究也将会日益增多。 三、主要成果 通过CMC桩的研究，掌握了该项目的施工工艺及工程施工过程中的质量控制要点；了解拼宽道路中CMC桩对地基变形的影响；通过CMC桩的运用能够解决，拼宽道路工程中受静压管桩工艺缺陷造成的桩位布置不合理问题；初步掌握了CMC桩的经济性能，为今后同类工程施工能够取得较好的经济效益打下了基础。 四、研究内容 此次控制模量桩施工选取在江六高速公路邗江二标路基填方最高段落进行实施，施工长度232.6m，最大填土高度7.34m，老路基宽26.5m，拓宽后路基宽42m，双侧各拓宽7.75m。 桩径40cm，桩长16m，桩体为C20的素混凝土，桩间距3.0m，梅花形布置，桩帽1.4×1.4×0.3m，桩帽顶设40cm碎石垫层，碎石垫层内设双层双向钢塑格栅。 地质条件：①-素填土2m，②1-粉土层5m，②2-粉土夹粉砂层8m，②3-粉砂夹粉土层12m，②4-粉土夹粉砂层10m，②5-粉土层7m，②6-粉细砂层6m。 具体设计图纸如下。 图1 控制模量桩拓宽路基横断面图 图2 控制模量桩拓宽路基平面布置图（梅花型布置） （一）施工工艺 CMC桩施工工艺介绍：通过具有大扭矩的钻机设备，将一个特殊设计的中孔正反螺旋钻头在钻进地基的过程中侧向挤压土体，达到预定深度时，在提升过程中通过钻头内腔以低压喷