長短樁復合地基在軟基工程中的應用

王恩仙+陳太皓

摘 要：結合具體工程，筆者介紹了長短樁在公路軟基工程中的應用，雙灰樁作為長樁，沉管灌注樁為短樁，實踐表明，長短樁復合地基能有效提高軟基承載力，減少沉降。

關鍵詞：長短樁；雙灰樁；沉管灌注樁；承載力；沉降

1 工程概況

某高速公路K2+135～K3+675段所在路段地原為一人工挖掘的景觀湖，現已被素填土填墊，填墊層厚度約為4.5m，現狀地面標高為2.3m，公路設計地面標高3.2m，地下水位標高1.0m。

根據地質報告，土層自上而下為：（1）人工填土層（Qml）。①-1素填土，土層厚度約為4.500m ，①-2淤泥質土，土層厚度約為3.00m；（2）第I陸相層（Q34al）②淤泥質粉質粘土，層厚約為3.0m，可塑一軟塑，孔隙比較大，中等偏高壓縮性；（3）第工海相層（Q24m）。③-1主要為粉質粘土，層厚為2.80m～3 .40m，灰色，流塑～軟塑，中壓縮性，③-2粉土，ZK5孔在該層揭示為粉性的粉質粘土，層厚1.00m～1.50m，灰色，稍密，中壓縮性；（4）第n陸相層（以al） o④粉質粘土層（夾雜少量粉土），層厚為2.20m～3.5m，淺灰～褐黃色，可塑，飽和，中壓縮性；（5）第III陸相層（Qe3al）。本層未揭穿，最大揭示厚度10m，最小揭示厚度8m，主要由粉質粘土組成，其間夾少量粘土、粉土。

2 地基加固處理方案

從地質報告的土層分布來看，第①層承載力極低，底板下素填土及淤泥土層厚達5.00m；第②層土經計算沉降量達380mm。顯然，土層承載力及沉降均不能滿足要求，必須采取相關措施進行處理。

根據本工程的地質情況及荷載，可利用柔性材料的短樁對上部欠固結土及軟弱土層進行加固，提高上層土的強度，然后再打剛性材料的長樁到承載力高的深層土層。結合當地施工經驗及做法，采用雙灰樁（短樁）與沉管灌注樁（長樁）兩種樁型綜合處理地基。

此方案的原理是雙灰樁適用于飽和的淤泥土及欠固結的素填土地基，樁穿透淤泥及素填土層，雙灰樁與樁間土形成新的等效天然地基，利用樁的擠密原理達到提高承載力的目的。

在雙灰樁之間施打沉管灌注樁，即沉管灌注樁與等效天然地基形成復合地基。地基承載力將由復合地基承載力和樁體承載力兩部分組成。

3 長短樁復合地基的設計

3.1 短樁的設計

短樁采用雙灰樁，即生石灰與粉煤灰按1：1比例摻合而成；設計樁徑為Φ325mm，充盈系數為1.5，成樁直徑為Φ380mm，樁穿透淤泥及雜填土層，進人第②層土內1.10m，樁長6.0m。處理范圍達到底板外緣2m。

石灰樁體抗壓強度根據當地經驗取300kPa，考慮雙灰樁施工對樁間土擠密作用，樁間土承載力fsk取為55kPa；設計要求通過雙灰樁加固使復合地基的承載力達到fspk1=95kpa，變形模量應滿足E0≥5.0MPa。根據《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2002）公式fspk1=m1fpk1+α1β1（1-m1）fsk，求出雙灰樁復合地基置換率m，為0.125，雙灰樁間距1100mm，正方形布置。

3.2 長樁的設計

長樁采用樁徑為Φ377的沉管灌注樁，樁端進人第⑤層土2.2m，樁長17m。通過優化，雙灰樁為84l）根，樁間距1100mm；沉管灌注樁為182根，樁間距2200mm，布置如圖。

4 工程檢測

4.1 樁體最大承受力

根據測試的結果，樁的最大承受力能夠達到約為240kPa，而這段復合地基的設計值的最大承受力為127kPa，因此復合地基的最大承受力是可以滿足需要的。

測試結果表明，荷載量在增加時，樁土應力的比值會不斷減小，荷載力減小時，樁土的應力的比值就會相對變得比較大。所以在復合式的地基里長短樁會成為主要的受力對象，會被破壞，而土不能很好的幫助承受壓力，隨著荷載量的逐步加大，樁體反而會減小效應。

4.2 樁體的沉降觀測

4.2.1 根據測試結果可知，隨著路堤的荷載量不斷增加，1到 4 號測試點及其周邊的樁的沉降量也不斷增大，并且在時間 90d 之內，沉降量逐漸趨于穩定。在 0 到 30d 的范圍內，由于施工工期荷載在路堤的施加比較快，其沉降量也隨著不斷增大，我們依據土體的固結的理論知識可知，這段期間的沉降量主要是由于加荷載的地基的土彈性的變形和其地基土的固結的變形所引起的。而在 30～90 d 時間內，沉降的增長速度比較小，并且還在不斷穩定，這主要是因為土質過軟，因此在后期積累的時間就相對比較長，它的累計沉降量是不容被忽略的。

4.2.2 根據我們所研究的結果可以分析出兩個測量的斷面的總沉降量的整體趨勢，在其中 K3+010 的斷面所產生的最大沉降量值為 28.4cm，其工后的沉降量的平均值為1.31cm，而 K2+930 的斷面所產生的最大沉降量達到了25cm。在施工期時，沉降量主要是體現在填入土時，當汽車或者壓路機碾壓路面后就在成了土層的沉降，因此說明了長短樁的復合地基對于減少軟土地基的沉降量是相對較符合要求的。另外，在堤壩上工后的沉降量也是不斷減小的，這就說明長度樁的應用可以有效的減小路面的變形，對一些軟土地區也起到了主要的承載力，這就可以保證軟土區的地基也能夠逐步趨于穩定。

5 結語

5.1 在復合地基中長短樁承受壓力極限是 240kPa，遠遠的大于其設計值，這就表明了長短樁的復合地基對高速公路中的軟土基地的處理效果比較好。

5.2 長短樁對于處理軟土地基的測試表明，該方法能夠滿足承受力的需求，還可以減少工后的沉降量，這樣就可以縮短工期，這就符合了經濟的發展對于公路的建造所提出的要求，該測試也可以為其他的工程提供參考性意見。

參考文獻

[1] 歐麗，葉梅新，顏東煌.長短樁復合地基應力與沉降分析[J].鐵道科學與工程學報，2006：3（6）.

[2] 龔曉南.復合地基設計和施工指南[M].北京：人民交通出版社，2003.

作者簡介：王恩仙（1985- ），男，漢族，海南澄邁人，在讀工程碩士，從事工程施工管理研究工作。