软土路空基加固.doc

软 土 路 基 加 固 1 复合地基概论 当天然地基不能满足结构对地基的要求时，需要进行地基处理或采用桩基础。地基处理的方法很多，尤其是近二十年来，随着土工工程建设持续、告诉发展，地基处理技术已经有了极大的发展。 复合地基是指天然地基处理过程中部分土体得到加强、或被加强、或被置换、或在天然地基中设置加筋材料。加固区是由基体（天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。根据地基中增强体的方向可分为水平增强体和竖向增强体复合地基。水平增强复合体地基主要包括各种加筋材料，如土工聚合物，金属材料格栅等形成的复合地基。竖向增强体习惯上称为状体复合地基。桩体复合地基根据竖向增强体的性质可分为三类：散体材料复合地基，柔性桩复合地基和刚性桩复合地基。 散体材料复合地基的桩体是由散体材料组成的，桩身材料没有粘结强度，单独不能形成桩体，只有依靠周围土体的围箍作用才能形成桩体。散体材料桩复合地基的承载力主要取决于散体材料的内摩擦角和周围地基土能够提供的桩侧侧阻力。散体材料复合地基的桩体主要形式为碎石桩、砂桩等。 柔性桩复合地基的桩体刚度较小，但桩体具有一定的粘结强度。柔性桩由部分强度高的土与其它掺合料构成，桩身强度较高。为保证桩土共同作用，通常在桩顶设置一定厚度的褥垫层。 刚性桩复合地基较散体材料桩复合地基和柔性桩复合地基具有更高的承载力和压缩模量，而且复合地基承载力具有较大的调整幅度。 散体材料桩复合地基，柔性桩复合地基和刚性桩复合地基，由于其作用机理不同，破坏模式不同，其承载特性及变形特性也不相同，三类复合地基有各自的承载力及沉降计算方法，其设计方法也有一些差异，因此应分别加以研究。 近年来，在砂石桩、水泥土类桩等柔性桩复合地基的理论和实践逐渐成熟的情况下，刚性桩复合地基技术也日益得到广泛推广。其中水泥粉煤灰桩（简称CFG)就是刚性桩中的一种，由于这种桩刚度较大，不仅可以发挥桩的侧阻，桩端若落在好的土层，还可以比较好的发挥端阻作用。刚性桩复合地基与其他类型的复合地基相比，地基的承载力提高幅度大，桩体质量和桩身完整性都比较好，目前已在全国23个省、市自治区推广应用，特别是近几年来，CFG桩复合地基技术在高速铁路路基中广泛应用，现在已成为地基处理最为普遍的地基处理技术之一。 刚性桩复合地基的设计思想是由中国建筑科学研究院黄熙龄院士提出，中国建筑科学研究院地基基础研究所于1991年开发成功的CFG桩复合地基。 为了提高复合地基承载力、减少沉降，将碎石中掺入水泥和粉煤灰，于是形成了粘结强度较高的CFG（Cement Flyash Gravel）桩，CFG桩具有刚性桩的形状。为保证桩-土能共同作用，在桩顶铺设一定厚度的砂石褥垫层，以利于桩顶向下刺入，由桩体、桩间土和褥垫层一起构成了CFG桩复合地基。 阎明礼、吴春林、张东刚等对CFG桩复合地基进行了系统的研究。阎明礼曾对CFG桩的作用机理，设计方法进行了全面的阐述。吴春林采用CFG桩加固软黏土，也取得了较好的效果。他还讨论了CFG桩复合地基承载力的简易计算方法。张雁也对CFG复合地基形状进行过分析。 褥垫层技术是刚性桩复合地基的核心技术。杨军对褥垫层的作用进行了讨论，阎明礼研究了CFG桩复合地基中褥垫层技术。王长科考虑了基础-垫层-复合地基共同工作时褥垫层的调整均化作用。娄国充考虑了带褥垫层的桩式复合地基各部分的工作特性及相互影响，分析研究了其受荷机理、影响桩土应力比和复合地基承载力的诸多因素。李宁采用数值方法对复合地基中褥垫层的作用机理进行了研究，刘润分析了带褥垫层复合地基的作用机理，并进行了现场试验研究。毛前、化建新也讨论了褥垫层的作用。 除了CFG桩复合地基外，研究者开发了很对其他种类的刚性桩复合地基，例如二灰混凝土桩复合地基。粉煤灰混凝土桩复合地基及其他低标号混凝土桩复合地基等。 傅景辉推导出在荷载作用下，当桩端土层为温克尔地基时，桩土应力比的设计计算公式，并对影响应力比的因素进行了讨论。郑刚讨论了刚性桩复合地基承载力的检验方法等。 国外应用较多的是碎石桩和砂桩。Asaoka研究了挤密砂桩对深厚软土的固结作用。Oikawa探讨了挤密砂桩设置后对软土产生的扰动。Leung对五组不同直径的砂桩进行了荷载试验，研究砂桩在不同的置换率下（1%-16%）桩土荷载分担及应力集中系数。Juran研究了挤密砂桩复合地基的沉降问题。Bargardo对曼谷黏土进行了不同粒径及不同配比的砂石桩的大型静荷载试验。 日本除进行砂桩、碎石桩的研究外，也应用了石灰桩和水泥土桩。日本是复合地基研究和应用较多的国家，也是石灰桩应用最广泛的国家，尤其是石灰桩施工机械自动化程度较高。总而言之，由于复合地基中增强体材料种类较多，导致增强体刚度变化很大，渗透固结特性差别较大，而地基土性质也相差甚远，因此各类增强体复合地基作用机理各不相同，