厚覆盖层深厚软基处理技术综述

        1.引言
沿海地区不可避免会遇到软土地基，其地基表层多为冲湖湘、湖沼相的灰黄色粉质黏土，其下为海相灰、灰黑色淤泥质土，总体多表现为厚覆盖层深埋软基的地质条件。对这种浅层广泛分布一定厚度的硬壳层，其下为工程性质较差的海相软土地基，若不加处理，下部深厚海相软土在受到上部路堤及车辆荷载作用下产生的超静孔隙水会沿粉砂这一透水覆盖层外排至地面，从而会产生长期且较大量的工后沉降，其中造成的工程病害以桥头跳车现象和建筑不均匀沉降现象尤为突出。为解决此类问题需以合适的方法、有针对性的对深厚软基进行处理。对于软基处理的方法主要有强夯降水及桩，改良的主要途径包括提高地基透水特性、降低土层压缩性和提高其抗剪强度等。厚覆盖层深厚软基处理的途径与普通软基类似，但是由于厚覆盖层深厚软基的特点，使得处理难度增加，部分处理方法效果减弱，后期沉降大。
为充分了解软基处理技术在厚覆盖层深厚软基处理上的适用性，首先综合介绍常见厚覆盖层软基处理方法，进而探讨其在厚覆盖层深厚软基处理上的适用范围和特点。
2.排水固结法
排水固结法是通过将土体中孔隙水排出，使孔隙比减小，产生固结变形。在厚覆盖层软基中的应用主要是真空堆载预压、真空降水联合强夯法。
2.1堆载预压
堆载预压法是在天然地基上施加压力，由压力传递使得下部软土加速排水固结，可以有效降低地下水位和孔隙水压力，并使土体有效应力增加，有效加固深度可达10m以上。
2.2真空井点降水联合强夯法
真空井点降水联合强夯法是排水固结法和动力固结法的综合应用，真空井点降水联合强夯法在饱和土体的动力特性和动力固结机理的基础上，将真空井点降水与动力强夯联合利用的一种动力排水固结法。其特点是：夯前采取真空降水，降低地下水位、减小土体含水量及饱和度。
排水固结法施工简单、造价低廉，但工期长，工后沉降大，适用于一般路段下厚覆盖层软基的处理。唐彤芝等根据现场监测资料研究真空堆载预压处理厚覆盖层下深厚淤泥质软土地基的深层沉降等固结变形特征，结果表明厚覆盖层的存在不利于软土的排水加固，厚覆盖层较厚时，孔隙水压力响应滞后。
3.灌入固化物法
灌入固化物是通过一定的技术手段将固化物灌入软土层中和软土形成固结体，形成复合地基以提高地基承载力。由于软基上覆的厚覆盖层影响，目前在厚覆盖层软基处理中使用较多的是高压旋喷桩、水泥土搅拌桩、CFG桩及管桩。
3.1水泥搅拌桩法
水泥搅拌桩法是将桩体范围内软土就地拌入水泥等固化材料使其硬化，从而在地基中形成水泥土桩的处理方法。以搅拌桩为主、桩间土参与承担地面荷载，搅拌桩、垫层和桩间土共同作用形成水泥搅拌桩复合地基。
该技术因其加固效果好、施工快速、造价低等特点在高速公路建设中得到广泛应用，但受土质条件限制较多如软土的塑性指数、含水率大小和有机质含量，存在施工工艺参数不易控制、深层成桩困难、深层加固效果难以保证等问题。
3.2预制预应力管桩法
利用静压桩机或动力打桩机将生产厂家预制的钢筋混凝土预应力空心薄壁管桩沉入地基，地面荷载主要通过管桩向深层硬土层或基岩传递，同时桩间土也承担部分荷载，桩、褥垫层和桩间土一起组成复合地基。该方法生产和施工技术成熟，施工质量容易控制，加固深度大，加固效果好，但成本高。
3.3 CFG桩
CFG桩是在碎石桩的基础上掺加适量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成一种粘结强度较高的半刚性桩体，又称水泥粉煤灰碎石桩。CFG桩可在桩长范围内发挥其摩擦力和端承力，桩体强度具有可调性，和褥垫层、桩间土一起组成复合地基，可大幅度提高地基承载力，减少地基沉降。
CFG桩加固深度大、成桩质量容易控制，成本介于水泥搅拌桩和预制预应力管桩之间，应用于高速公路软基处理起步较晚，目前己积累一定的工程应用经验，但对其深厚超软地基中成桩工艺、加固机理以及设计计算方法等方面尚缺乏系统深入的研究。
灌入固化物法在深厚软基处理上应用效果较好，可有效控制工后沉降。霍曼琳等依托广州某工程对深层淤泥土中高压旋喷桩的浆液及施工工艺进行了研究，证明高压旋喷桩在深层淤泥土中加固的有效性。夏力农等提出一种新型设计方法，将高压旋喷桩用于直接加固地基中软弱下卧层，从而达到保留上层土层良好力学性质，仅对软弱土层做处理的目的。
4.置换法
置换法是将软土置换为强度高的土体。在深厚软基处理上主要有换土垫层法和强夯置换法等。
4.1换填法
换填法是将软基表层土体置换为强度高的土体。如水泥土换填路基、碎石路基。此类方法可使得软基表层形成硬壳层，具有减小压力分布的特点，对减少建筑物不均匀沉降具有作用，但是长期沉降无法保证。
4.2强夯置换法
强夯置换法将碎石强夯在地基中形成碎石墩体，与墩间土形成复合地基。普通强夯法处理饱和软土效果差，孔隙水压力消散慢，处理深度极为有限，张良全结合普通强夯法和桩式置换法提出了可用于深厚软弱如此处理的整式强夯置换法，并在实际工程中進行应用，弥补了传统方法的一些不足，处理深度提高，效果更好。
置换法主要通过对深厚软基的表面形成硬壳层，可以有效扩散基底压力，提高承载力并减少沉降。置换法对较深层软土的影响较小，加固效果不明显，对于较厚覆盖层的深厚软基后期仍可能存在较大后期沉降。
5.结语
综合对比所述厚覆盖层软基处理方法有如下结论：排水固结法处理深度有限，效果不够理想，在桥头路基等沉降要求高的地方不宜适用。灌入固化物法效果较好，其中高压旋喷桩法处理深度可达到深厚软基的软土层位置，但是造价高，对于桥头路基或软土层较为深厚的地方可适用。置换法仅处理地基上部，对深厚软土层的影响不够，后期沉降大，造价低，对于一般深厚软基或路堤高的路基可适用。对厚覆盖层软基处理需综合考虑下卧软土层的深度、厚度、软土性质及路堤高度，并结合技术及经济合理性做出合适选择。
（基金项目：浙江省交通运输厅科技计划项目（2014H01）））
参考文献：
[1]唐彤芝，张红，岳斌，等.真空联合堆载预压加固覆盖层深厚软土地基研究[J].工业建筑.2013，43（2）：61-66. (责任编辑：论文发表网)转贴于八度论文发表网: http://www.8dulw.com(论文网__代写代发论文_论文发表_毕业论文_免费论文范文网_论文格式_广东论文网_广州论文网)