軟弱地基加筋處治技術(shù)研究綜述

【摘要】隨著我國房建等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，軟土問題日益突出，各種軟弱地基處治技術(shù)也隨之得以發(fā)展。本文就軟弱地基加筋處治技術(shù)進行了歸納總結(jié)，并對各種加筋方法進行了分析，以其為我國軟弱土地基的加筋處治提供參考。

【關(guān)鍵詞】軟弱地基;處治技術(shù);單向加筋;雙向加筋

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加快，以房屋建筑為代表的工程項目難免在軟土地層上施做，這為工程建設(shè)帶來了巨大挑戰(zhàn)，在軟基處治過程中，如何實現(xiàn)又好又快的加固效果，一直是工程界和學(xué)術(shù)界研究的重點。

1、軟弱地基加筋處治方法分類

加筋處治天然軟基，就是在軟基中設(shè)置加筋材料，從而形成一種由基體與增強體兩部分構(gòu)成的人工復(fù)合地基[1]。復(fù)合地基可結(jié)合基體及增強體共同承擔(dān)上部荷載，充分利用天然地基自身承載能力，協(xié)調(diào)地基變形，同時還具有施工速度快、造價低的優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于軟基建設(shè)領(lǐng)域[2]。

根據(jù)加筋類型及土工合成材料種類，目前的軟弱地基處治方法可歸為單向加筋和雙向加筋增強地基，其中單向加筋又可以分為豎向加筋和水平向加筋增強地基;雙向加筋可分為土工格柵-碎石樁及土工格室-碎石樁地基。

2、單向加筋增強地基研究現(xiàn)狀

2.1 水平向加筋增強地基

水平向加筋地基是指在基礎(chǔ)下一定范圍內(nèi)鋪設(shè)土工加筋材料并與砂石、碎石等墊層材料組成加筋墊層。對于筋材，有學(xué)者探討了筋材的長度、數(shù)量及層間距對其極限承載力的影響;對于填料，有學(xué)者對填土種類、填土密實度對其極限承載力的影響;相關(guān)研究表明：加筋參數(shù)相同時，水平加筋地基的承載力隨筋材抗彎剛度的增大而增加，填土密實度與加筋地基極限承載力的大小成正比。同時現(xiàn)場試驗發(fā)現(xiàn)，碎石墊層可提高墊層的剛度，應(yīng)力擴散明顯增強，地基的承載力明顯提高，地基沉降相應(yīng)減小[3]。

2.2 豎向加筋增強地基

豎向加筋增強地基指采取土工材料加筋約束散體材料樁產(chǎn)生側(cè)向變形。散體材料樁是最早出現(xiàn)在豎向加筋增強地基之中，然而散體材料沒有膠結(jié)強度、自身不可以形成樁體，需靠樁周土體的環(huán)箍效用提供側(cè)向約束力。當(dāng)樁周土體強度過低而提供的側(cè)向約束不足時，樁體易發(fā)生側(cè)向鼓脹變形，從而使整個地基發(fā)生破壞[4]。國內(nèi)學(xué)者就加筋碎石樁多樁復(fù)合地基的承載變形特性展開了相關(guān)的室內(nèi)及現(xiàn)場研究[5]，目前的研究表明對碎石樁，當(dāng)利用土工材料的環(huán)箍約束效用時，可有效提升碎石樁的樁身剛度并控制樁體鼓脹變形，從而提高地基承載力并減少沉降。

3、雙向加筋增強地基

3.1 土工格柵-碎石樁復(fù)合地基

在墊層中增加土工格柵加筋層可與加筋碎石樁構(gòu)成雙向增強型復(fù)合地基，兼具土工格柵加筋墊層及碎石樁的優(yōu)點。通過室內(nèi)試驗發(fā)現(xiàn)加筋墊層可有效分散荷載，顯著提升地基的承載力，減少地基沉降量。工程實踐也證明，雙向加筋處治后的復(fù)合地基承載力得到極大提高，地基總沉降及路橋過渡段的差異沉降得到有效控制[6]。Prasenjit Debnath等[7]研究表明，使用土工格柵加筋砂墊層后，地基承載力增加了8.45倍，同時碎石樁的鼓脹也顯著降低。因此，土工格柵-碎石聯(lián)合處理軟基可有效提高地基承載力，增強地基穩(wěn)定性并減少沉降。

3.2 土工格室-碎石樁復(fù)合地基

土工格室是一種三維立體加筋材料，與土工格柵加筋材料相比，具有強度高、剛度大、整體性好等優(yōu)點，可改善復(fù)合地基的外部應(yīng)力環(huán)境。目前研究表明[8]，土工格室-碎石樁聯(lián)合處理軟土地基可以提升地基承載力、減小地基沉降及差異沉降，相較于土工格柵+碎石樁的復(fù)合地基，土工格室碎石墊層加筋復(fù)合體更能有效將路堤上部的荷載向四周擴散，均化軟弱土地基頂部應(yīng)力的分布，改善軟基外部的應(yīng)力環(huán)境，提升復(fù)合地基承載力。

結(jié)語：

由于實際工程中會出現(xiàn)各種復(fù)雜狀況，同時考慮到提高地基的承載力、控制沉降變形、維持地基穩(wěn)定等技術(shù)經(jīng)濟方面的目的，如果僅應(yīng)用單一的地基處理方法，難以滿足實際工程需求或達到預(yù)期的處治效果。隨著對軟弱地基理論研究認識的提升及工程實踐經(jīng)驗的積累，綜合采用多種地基處理方法已在軟土地基領(lǐng)域逐漸發(fā)展起來。隨著工程技術(shù)的逐步提升，各類土工合成材料與增強體的結(jié)合運用大大豐富了軟土地基的處治手段并提高了加固處治效率。

然而，作為一種不可再生的化工材料，土工材料生產(chǎn)過程中會對環(huán)境造成污染，成為制約其發(fā)展的重要因素，也不符合我國低碳環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，因此實際工程中根據(jù)具體工程情況采取合理的綠色環(huán)保加筋材料是接下來軟弱地基處治技術(shù)發(fā)展的一個新方向。

參考文獻：

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[7]Prasenjit Debnath，Ashim Kanti Dey. Bearing capacity of geogrid reinforced sand over encased stone columns in soft clay[J].Geotextiles and Geomembranes， 2017，45（6）：653-664

[8]張玲，趙明華，馬繽輝，等.土工格室-碎石樁雙向增強復(fù)合地基大比例室內(nèi)模型試驗[J].中國公路學(xué)報，2013，26（06）：1-8.

作者簡介：

李檢保（1970.06-），男，漢，湖南岳陽人，學(xué)士，岳陽市公路橋梁基建總公司。

基金項目：

湖南省2019年建設(shè)科技計劃項目（項目號：KY201918、KY201919）