夏靜 陳躍軍 孔慶東

摘 要：目前國內(nèi)常見厚覆蓋層深厚軟基處理方法主要分為排水固結(jié)法、灌入固化物法及置換法，由于厚覆蓋層深厚軟基的地質(zhì)特性，不同軟基處理技術(shù)方法對厚覆蓋層深厚軟基的適用性和效果不同。本文介紹國內(nèi)常見的厚覆蓋層深厚軟基處理技術(shù)，并分別討論其處理技術(shù)特點(diǎn)，重點(diǎn)探討其在厚覆蓋層深厚軟基處理的施工效果及適用特性，對深厚軟基處理技術(shù)進(jìn)行總結(jié)。

關(guān)鍵詞：軟基處理 厚覆蓋層深厚軟基 排水固結(jié)法 灌入固化物法 置換法

1.引言

沿海地區(qū)不可避免會(huì)遇到軟土地基，其地基表層多為沖湖湘、湖沼相的灰黃色粉質(zhì)黏土，其下為海相灰、灰黑色淤泥質(zhì)土，總體多表現(xiàn)為厚覆蓋層深埋軟基的地質(zhì)條件。對這種淺層廣泛分布一定厚度的硬殼層，其下為工程性質(zhì)較差的海相軟土地基，若不加處理，下部深厚海相軟土在受到上部路堤及車輛荷載作用下產(chǎn)生的超靜孔隙水會(huì)沿粉砂這一透水覆蓋層外排至地面，從而會(huì)產(chǎn)生長期且較大量的工后沉降，其中造成的工程病害以橋頭跳車現(xiàn)象和建筑不均勻沉降現(xiàn)象尤為突出。為解決此類問題需以合適的方法、有針對性的對深厚軟基進(jìn)行處理。對于軟基處理的方法主要有強(qiáng)夯降水及樁，改良的主要途徑包括提高地基透水特性、降低土層壓縮性和提高其抗剪強(qiáng)度等。厚覆蓋層深厚軟基處理的途徑與普通軟基類似，但是由于厚覆蓋層深厚軟基的特點(diǎn)，使得處理難度增加，部分處理方法效果減弱，后期沉降大。

為充分了解軟基處理技術(shù)在厚覆蓋層深厚軟基處理上的適用性，首先綜合介紹常見厚覆蓋層軟基處理方法，進(jìn)而探討其在厚覆蓋層深厚軟基處理上的適用范圍和特點(diǎn)。

2.排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是通過將土體中孔隙水排出，使孔隙比減小，產(chǎn)生固結(jié)變形。在厚覆蓋層軟基中的應(yīng)用主要是真空堆載預(yù)壓、真空降水聯(lián)合強(qiáng)夯法。

2.1堆載預(yù)壓

堆載預(yù)壓法是在天然地基上施加壓力，由壓力傳遞使得下部軟土加速排水固結(jié)，可以有效降低地下水位和孔隙水壓力，并使土體有效應(yīng)力增加，有效加固深度可達(dá)10m以上。

2.2真空井點(diǎn)降水聯(lián)合強(qiáng)夯法

真空井點(diǎn)降水聯(lián)合強(qiáng)夯法是排水固結(jié)法和動(dòng)力固結(jié)法的綜合應(yīng)用，真空井點(diǎn)降水聯(lián)合強(qiáng)夯法在飽和土體的動(dòng)力特性和動(dòng)力固結(jié)機(jī)理的基礎(chǔ)上，將真空井點(diǎn)降水與動(dòng)力強(qiáng)夯聯(lián)合利用的一種動(dòng)力排水固結(jié)法。其特點(diǎn)是：夯前采取真空降水，降低地下水位、減小土體含水量及飽和度。

排水固結(jié)法施工簡單、造價(jià)低廉，但工期長，工后沉降大，適用于一般路段下厚覆蓋層軟基的處理。唐彤芝等根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測資料研究真空堆載預(yù)壓處理厚覆蓋層下深厚淤泥質(zhì)軟土地基的深層沉降等固結(jié)變形特征，結(jié)果表明厚覆蓋層的存在不利于軟土的排水加固，厚覆蓋層較厚時(shí)，孔隙水壓力響應(yīng)滯后。

3.灌入固化物法

灌入固化物是通過一定的技術(shù)手段將固化物灌入軟土層中和軟土形成固結(jié)體，形成復(fù)合地基以提高地基承載力。由于軟基上覆的厚覆蓋層影響，目前在厚覆蓋層軟基處理中使用較多的是高壓旋噴樁、水泥土攪拌樁、CFG樁及管樁。

3.1水泥攪拌樁法

水泥攪拌樁法是將樁體范圍內(nèi)軟土就地拌入水泥等固化材料使其硬化，從而在地基中形成水泥土樁的處理方法。以攪拌樁為主、樁間土參與承擔(dān)地面荷載，攪拌樁、墊層和樁間土共同作用形成水泥攪拌樁復(fù)合地基。

該技術(shù)因其加固效果好、施工快速、造價(jià)低等特點(diǎn)在高速公路建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，但受土質(zhì)條件限制較多如軟土的塑性指數(shù)、含水率大小和有機(jī)質(zhì)含量，存在施工工藝參數(shù)不易控制、深層成樁困難、深層加固效果難以保證等問題。

3.2預(yù)制預(yù)應(yīng)力管樁法

利用靜壓樁機(jī)或動(dòng)力打樁機(jī)將生產(chǎn)廠家預(yù)制的鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力空心薄壁管樁沉入地基，地面荷載主要通過管樁向深層硬土層或基巖傳遞，同時(shí)樁間土也承擔(dān)部分荷載，樁、褥墊層和樁間土一起組成復(fù)合地基。該方法生產(chǎn)和施工技術(shù)成熟，施工質(zhì)量容易控制，加固深度大，加固效果好，但成本高。

3.3 CFG樁

CFG樁是在碎石樁的基礎(chǔ)上摻加適量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成一種粘結(jié)強(qiáng)度較高的半剛性樁體，又稱水泥粉煤灰碎石樁。CFG樁可在樁長范圍內(nèi)發(fā)揮其摩擦力和端承力，樁體強(qiáng)度具有可調(diào)性，和褥墊層、樁間土一起組成復(fù)合地基，可大幅度提高地基承載力，減少地基沉降。

CFG樁加固深度大、成樁質(zhì)量容易控制，成本介于水泥攪拌樁和預(yù)制預(yù)應(yīng)力管樁之間，應(yīng)用于高速公路軟基處理起步較晚，目前己積累一定的工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，但對其深厚超軟地基中成樁工藝、加固機(jī)理以及設(shè)計(jì)計(jì)算方法等方面尚缺乏系統(tǒng)深入的研究。

灌入固化物法在深厚軟基處理上應(yīng)用效果較好，可有效控制工后沉降。霍曼琳等依托廣州某工程對深層淤泥土中高壓旋噴樁的漿液及施工工藝進(jìn)行了研究，證明高壓旋噴樁在深層淤泥土中加固的有效性。夏力農(nóng)等提出一種新型設(shè)計(jì)方法，將高壓旋噴樁用于直接加固地基中軟弱下臥層，從而達(dá)到保留上層土層良好力學(xué)性質(zhì)，僅對軟弱土層做處理的目的。

4.置換法

置換法是將軟土置換為強(qiáng)度高的土體。在深厚軟基處理上主要有換土墊層法和強(qiáng)夯置換法等。

4.1換填法

換填法是將軟基表層土體置換為強(qiáng)度高的土體。如水泥土換填路基、碎石路基。此類方法可使得軟基表層形成硬殼層，具有減小壓力分布的特點(diǎn)，對減少建筑物不均勻沉降具有作用，但是長期沉降無法保證。

4.2強(qiáng)夯置換法

強(qiáng)夯置換法將碎石強(qiáng)夯在地基中形成碎石墩體，與墩間土形成復(fù)合地基。普通強(qiáng)夯法處理飽和軟土效果差，孔隙水壓力消散慢，處理深度極為有限，張良全結(jié)合普通強(qiáng)夯法和樁式置換法提出了可用于深厚軟弱如此處理的整式強(qiáng)夯置換法，并在實(shí)際工程中進(jìn)行應(yīng)用，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法的一些不足，處理深度提高，效果更好。

置換法主要通過對深厚軟基的表面形成硬殼層，可以有效擴(kuò)散基底壓力，提高承載力并減少沉降。置換法對較深層軟土的影響較小，加固效果不明顯，對于較厚覆蓋層的深厚軟基后期仍可能存在較大后期沉降。

5.結(jié)語

綜合對比所述厚覆蓋層軟基處理方法有如下結(jié)論：排水固結(jié)法處理深度有限，效果不夠理想，在橋頭路基等沉降要求高的地方不宜適用。灌入固化物法效果較好，其中高壓旋噴樁法處理深度可達(dá)到深厚軟基的軟土層位置，但是造價(jià)高，對于橋頭路基或軟土層較為深厚的地方可適用。置換法僅處理地基上部，對深厚軟土層的影響不夠，后期沉降大，造價(jià)低，對于一般深厚軟基或路堤高的路基可適用。對厚覆蓋層軟基處理需綜合考慮下臥軟土層的深度、厚度、軟土性質(zhì)及路堤高度，并結(jié)合技術(shù)及經(jīng)濟(jì)合理性做出合適選擇。

（基金項(xiàng)目：浙江省交通運(yùn)輸廳科技計(jì)劃項(xiàng)目（2014H01）））

參考文獻(xiàn)：

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