軟土路基中多型樁復合地基的應用研究（交通）

                              吁  燃  王曙光

            （貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司  貴陽  550081）

摘要為了充分發揮碎石樁與素混凝土樁的優點，將碎石樁與素混凝土樁組合成多型樁復合地

基。通過理論計算，分析碎石樁與素混凝土樁組成的多型樁復合地基受力原理。以某高速公路深層軟土路基的處理為例，采用多型樁復合地基對該軟土路基進行處理，取得了良好的經濟效益。

關鍵詞  碎石樁  素混凝土樁  多型樁  復合地基  軟土

    復合地基是指部分土體被增強或被置換形成增強體，由增強體和周圍地基土共同承擔荷載的地基。目前，在公路軟基處理中，大多采用單一樁型的復合地基，其設計方法較為成熟。但是單一樁型復合地基所處理的問題相對簡單，存在一定的弊端。如，柔性樁的樁身強度低，當樁頂被壓壞時，樁全長范圍的側摩阻力沒有發揮出來；剛性樁樁體強度較高，若發生剛性樁刺人破壞，則樁體材料強度沒有充分發揮出來，造成工程浪費。因此，采用2種以上樁型組成的多型樁復合地基可避免上述不足。本文對碎石樁及素混凝土樁組成的多型樁復合地基承載力進行理論分析，并結合實際工程，進行理論計算和驗證。

1  碎石樁一素混凝土樁多型樁的加固機理

    碎石樁是一種散粒樁，其承載力主要和樁身材料的性質、密度和樁周土的側限阻力有關，它能將上部所受的豎向荷載轉變為水平受力狀態。同時，由于碎石樁對樁周土起到了擠密和置換作用，所以樁間土的強度也得到了一定的提高，從而有效提高了復合地基承載力。一般碎石樁復合地基可以使得天然地基承載力提高15%～35%。

    而素混凝土樁復合地基加固機理主要體現在上部荷載作用下，施加于剛性較大的素混凝土樁上，并通過墊層的協調作用，使得素混凝土樁和樁間土共同承擔上部荷載。碎石樁和素混凝土樁采用相同的施工機具，將兩者的優點有效地結合起來，素混凝土樁樁身強度較高，主要用于控制路基沉降，碎石樁主要的作用是提高土體強度。兩者組合成長短樁分布，碎石樁做短樁，素混凝土樁做長樁，經二者聯合處理后的復合地基承載力得到大幅度提高，地基變形得以降低和控制，整體造價又得到了很好的控制，提高了復合地基的整體安全性和經濟性。碎石樁一素混凝土樁多型樁復合地基見圖1。

2碎石樁一素混凝土樁復合地基的計算

2.1  復合地基承載力計算

    具有粘結強度的樁與散體材料樁組合形成的復合地基承載力特征值如下。

為具有粘結強度的樁的單樁承載力發揮系數。

2.2  多樁型復合地基的復合模量

    對于具有粘結強度的樁與散體材料樁組合形成的復合地基，加固區土層壓縮模量提高系數如下式：

3  工程實例

3.1工程概述

    某高速公路貴州境大海子段，樁號為K170+400～K171+450，軟土路基長度為1 050 m。根據勘探資料顯示，軟土深度不均，一般為3～12m，最大深度達15 m，需處理的面積達20 000m²。典型地質斷面見圖2，該區域軟土的物理力學性質見表1。

3.2治理設計

    根據以上參數計算，采用碎石樁一素混凝土樁長短樁的復合地基的處理方式，能夠有效地解決地基承載力及沉降問題。設計中碎石樁的樁徑為0. 45 m、長度為7m、碎石樁的間距為2.4 m。素混凝土樁的樁徑為0. 45 m、樁長9～15 m、樁距2.4 m，碎石樁短樁與素混凝土樁長樁交叉布置。該多型樁復合地基處理方式與常規的剛性樁復合地基方式相比，處理費用節省約1500萬元。詳細的處理方案見圖3，圖4。

4結語

    (1)該段路基已于2015年11月驗收合格，該段高速公路于2015年12月建成通車。該多型樁處理方案經過實際工程檢驗，證明經濟可行。

    (2)由于采用碎石樁一素混凝土樁的復合地基，最大限度地發揮了柔性樁和剛性樁的優點，使得復合地基的承載力和壓縮模量得到了提高，并具有很好的經濟性。

    (3)由于涵洞對承載力和沉降的要求較高，該段路基在處理過程中，對涵洞基礎范圍內的軟土還是采用全素混凝土樁復合地基。今后的研究方向可以考慮在涵洞等對沉降要求較高的結構物基底采用多型樁復合地基進行處理。