任海民

[摘 要]近幾十年來，國內(nèi)外地基處理技術(shù)發(fā)展極為迅速，從施工方法、施工工藝、到設(shè)計(jì)理論都有了很大的發(fā)展，特別是復(fù)合地基法，越來越成熟。其中碎石樁復(fù)合地基加固土體是復(fù)合地基處理方法中常見的一種。隨著科技的發(fā)展，碎石樁的理論研究也取得很多的豐碩的成果，并且很好的運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中。但是仍然有許多棘手的問題或者未碰到的問題急需解決。由于我國公路是由東部沿海地區(qū)開始先建立起來的，所以大部分的軟基處理科研成果僅適用于東部沿海地區(qū)。所以說這存在一個地區(qū)差異性的問題。

[關(guān)鍵詞]碎石樁；復(fù)合地基；研究現(xiàn)狀

中圖分類號：TU473.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）12-0208-01

我國人民對軟土地基的處理可以說歷史悠久，而且存在大量真實(shí)可用的寶貴資料，其中許多古代的處理方法可以借鑒到現(xiàn)代的地基處理中去。隨著科技的發(fā)展，大量的軟土處理方法涌現(xiàn)出來，比如，排水固結(jié)法、復(fù)合地基法、密實(shí)法、化學(xué)加固法、加筋法等，因?yàn)槊糠N方法的作用機(jī)理的不同，所以其使用范圍也各不一樣。

第一類有排水固結(jié)法、復(fù)合地基法與密實(shí)法。排水固結(jié)法包括砂井預(yù)壓法、袋裝砂井法等。軟土地基在荷載作用下，排擠出土體內(nèi)的孔隙水，減小土體內(nèi)顆粒空隙，使土體發(fā)生固結(jié)變形。適用于處理厚度較大的飽和軟粘土地基，但需要進(jìn)行預(yù)壓。復(fù)合地基法有振沖置換法、CFG樁法，碎石樁法，水泥攪拌樁，管樁，高壓旋噴樁。以砂、碎石等材料置換軟土，與未加固部分形成復(fù)合地基，達(dá)到提高地基強(qiáng)度的目的，或者通過樁的振動、擠密等作用使地基土與樁共同受力，充分發(fā)揮樁問土的承載力和抵抗變形的能力，達(dá)到提高地基土承載力和減小地基基礎(chǔ)沉降的目的。壓實(shí)法有表層壓實(shí)法、重錘夯實(shí)法、強(qiáng)夯法、振沖擠密法、土樁法、砂井法、爆破法。采用一定的手段，通過振動、擠壓使地基土體孔隙比減小，強(qiáng)度提高，達(dá)到地基處理的目的。適用于部分砂性土、粉土和部分粘性土。

第二類方法有化學(xué)加固法，包括注漿法、深層攪拌法、旋噴法。通過注入化學(xué)漿液，將土顆粒膠結(jié)在一起，通過化學(xué)作用或機(jī)械攪拌，使土體承載力提高，沉降減小。適用于淺層軟土、濕陷性黃土全盤不寸。

第三類方法改善地基應(yīng)力和變形法。包括砂墊層法、拌合土墊層法、反壓護(hù)坡法。使地基在外荷載作用下，受力均勻，變形較小且均勻。適用于淺層軟土、濕陷性黃土等。反壓法適用于壓坡。

第四類方法加筋法。包括土工聚合物、加筋土土層錨桿、樹根樁法通過在土層中埋設(shè)強(qiáng)度較大的土工聚合物、拉筋、受力桿等提高地基承載力，減小沉降。適用于回填土，作擋墻等。

一，碎石樁復(fù)合地基發(fā)展概況

碎石樁為主要材料制成的復(fù)合地基加固樁。當(dāng)以礫砂、粗砂、中砂、圓礫、角礫、卵石、碎石等為填充料制成的密實(shí)樁體稱為砂石樁。在密實(shí)樁體的幫助下，提高地基的承載能力，因此被稱為復(fù)合地基。其發(fā)展歷史是由1937年的德國凱勒公司設(shè)計(jì)制造出的具有現(xiàn)代振沖器雛形的機(jī)具，用來擠密砂土地基獲得成功。20世紀(jì)60年代初，振沖法在德國開始用來加固粘性土地基，由于填料是碎石，故稱為碎石樁，隨后在世界各國推廣應(yīng)用。比如德國和英國等國家均把碎石樁法運(yùn)用到軟基處理的實(shí)體工程中。隨后的口本等國家也相繼用碎石樁處理軟基去的很好的效果。

在最近幾年碎石樁加固地基早己普遍的運(yùn)用到每個土木、交通、土建、水利工程等領(lǐng)域，而且發(fā)展越來越成熟，從最初的主要用來加固松砂地基，然后到后來的各種粘性地基。碎石樁加固松砂地基的工作工作機(jī)理主要是振沖擠密作用。然而碎石樁處理粘性土地基的的主要工作機(jī)理振沖置換。國內(nèi)外對振沖碎石樁法的應(yīng)用均在半理論半經(jīng)驗(yàn)的水平。首先對軟土地基現(xiàn)場做地質(zhì)勘查，根據(jù)規(guī)范或者先例進(jìn)行碎石樁的設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行試驗(yàn)段的施工，取得最佳的施工參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)修改，最后根據(jù)試驗(yàn)段的修改參數(shù)進(jìn)行最后的施工。碎石樁施工完，等3-4周后碎石樁周邊土體固結(jié)完成后進(jìn)行原位測試和單樁靜載試驗(yàn)，檢測碎石樁復(fù)合地基的處理效果。若合格進(jìn)行路基的填筑，若不合格進(jìn)行修補(bǔ)工作直至合格。然后修筑墊層形成樁網(wǎng)復(fù)合地基。由于碎石樁加固軟土地基施工簡易，能大幅度提高路基的承載力，減小路基的沉降，在很多的工程實(shí)例上己經(jīng)取得很好的效果，提供了很多的施工、加固、處理的經(jīng)驗(yàn)。

二，碎石樁復(fù)合地基的分類

按照施工方法的差別，碎石樁復(fù)合地基可分為振沖碎石樁復(fù)合地基、干法振動擠密碎石樁復(fù)合地基、沉管碎石樁復(fù)合地基，這些碎石樁復(fù)合地基都屬于前述的散體材料樁復(fù)合地基。

（1）振沖碎石樁復(fù)合地基。按照碎石樁加固機(jī)理，振沖碎石樁復(fù)合地基基本上都是靠振沖器進(jìn)行振沖擠密減少土體顆粒之間的空隙，增大密實(shí)度?；蛘咭揽空駴_器在軟土地基上形成一個孔，在孔內(nèi)填入強(qiáng)度高的碎石。

（2）干法振動擠密碎石樁復(fù)合地基。此復(fù)合地基，主要利用干法振沖器形成孔，使原樁位的土體在外力作用下和周圍的土體相互作用，提高土體的強(qiáng)度，減小土體的空隙，同時在孔內(nèi)填入強(qiáng)度高的碎石、礫石，形成碎石樁。此碎石樁和周圍的土體形成了碎石樁復(fù)合地基。

（3）沉管碎石樁復(fù)合地基。此復(fù)合地基主要是采用沉管打樁機(jī)在軟土地基進(jìn)行作業(yè)，外加高強(qiáng)度的碎石、礫石等材料，形成碎石樁復(fù)合地基。

（4）強(qiáng)夯置換碎石樁復(fù)合地基。此復(fù)合地基主要是利用夯錘的重力，在重力的作用下，擊成孔，然后填入碎石、礫石等材料，形成碎石樁復(fù)合地基。

三，碎石樁復(fù)合地基的作用

從碎石樁復(fù)合地基的作用機(jī)理和施工方法來看，其主要作用有以下幾點(diǎn)：樁體作用，由于碎石樁樁土的強(qiáng)度、剛度要比周圍土體大很多，在路基荷載的作用下，樁土之間互相作用，在受力平衡的條件下，在碎石樁樁體上面會產(chǎn)生集中應(yīng)力，這樣碎石樁樁體就會承擔(dān)更多的豎向應(yīng)力，提高了地基承載力，同時減小了地基沉降，當(dāng)然碎石樁樁體的強(qiáng)度越大，其承擔(dān)的應(yīng)力就越大，樁體的作用越明顯；墊層作用，碎石樁復(fù)合地基中的墊層就是使在路基荷載的作用下，整個復(fù)合地基都能均勻的受力，增大應(yīng)力擴(kuò)散角，減小地基沉降，防止沉降不均勻；排水作用，由于碎石樁的透水性能很好，可以很好的排除地基中的水，在路基荷載的作用下，地基中會產(chǎn)生超孔隙水，這時候通過碎石樁就可以消散；擠密作用，碎石樁在施工的同時往往會擠密周邊的土體，提高土體的強(qiáng)度，減小土體的空隙；加筋作用，在碎石樁復(fù)合地基整體的穩(wěn)定分析中，復(fù)合地基中的增強(qiáng)體有加筋效用；由于增強(qiáng)體的加筋效用，復(fù)合土體具有較高的抗剪強(qiáng)度。

綜上，可以看到碎石樁復(fù)合地基可以減小地基的沉降，增大地基的承載力，防止地基的不均勻沉降，有利于地基的排水，能很好全面的處理軟土地基。