摘要：由于我國華東、華南地區軟土地基廣泛分布，而城市用。快速路對路基工后沉降要求嚴格，深層攪拌樁加固地基技術是(二)深層攪拌樁加固優點介紹一種比較好防工后沉降的方法。首先介紹深層攪拌樁加固地基深層攪拌法加固軟土技術，其獨特的優點如下:的原理及優點，主要深層攪拌樁工后沉降作一個探討.

　　關鍵詞：深層攪拌樁;加固;工后沉降;合，因而最大限度地利用了原土，無須開采原材料，大量節約資

　　源;(2)攪拌時不會使地基側向擠出，對周圍原有建筑物的影響

　　軟土是一種近代水下沉積的飽和松軟黏性土，具有壓縮性很小;(3)按照不同地基土的性質及工程設計要求，可以合理選高、強底低、透水性差、孔隙比大等特點，在軟土地基上修建鐵擇固化劑及其配方，設計比較靈活。如果事先加以混合，可以同路和公路路堤，極易產生地基失穩和沉降過大等工程問題。對時噴射兩種以上的混合加固材料;(4)施工時無振動、無噪聲、作為軌道基礎的路基來說，則要求其強度高、剛度大且縱向變化無污染，可在市區內和密集建筑群中進行施工;(5)土體加固均勻，以確保其長期動力穩定性和耐久性。深層攪拌法可以充后重度基本不變，對軟弱下臥層不致產生附加沉降;(6)與鋼筋分發揮深層攪拌的優勢，對地基進行深層加固，很適合軟土地混凝土樁基相比，節省了大量的鋼材，并降低了造價;(7)根據基，問世以來，發展迅速，應用廣泛。深層攪拌法利用特制的機上部結構的需要，可靈活地采用柱狀、壁狀、格柵狀和塊狀等加械，一般能使加固深度都大于10m。但深層攪拌樁施工仍然會固型式。(8)施工速度快，國產的深層攪拌樁機每臺班可成樁有工后沉降的問題，控制沉降主要是在施工中做好監測工作，提100 ～ 150m。人工成孔夯實深層樁的速度更快，日本的深層攪前計算出沉降量。拌船每小時可加固土90m3 以上。

　　一、深層攪拌樁加固設計(三)深層攪拌樁的方案設計(一)深層攪拌樁加固機理闡述依據上部荷載計算核定復合地基承載能力的標準值不應

　　深層攪拌樁是利用水泥或水泥系材料作為固化劑，通過特小于150kPa。制的深層攪拌機械，在地基深處就地將原位土和固化劑(漿液或1.持力層粉體)強制攪拌，形成深層圓柱體。強度機理主要有兩個方面利用深層攪拌軟基處理水泥土復合地基基礎，將粉質粘土的作用：(1)水泥的骨架作用，水泥與飽和軟黏土攪拌后，首先作為持力層，同時樁進入持力層不少于1.5m。發生水泥的水解和水化反應，生成水泥水化物，形成凝膠體一氫2.布樁形式氧化鈣，將土顆�；蛐⊥翀F凝結在一起，形成一種穩定的結構整采用單樁梅花形(即等邊三角形)布設，樁間距為1.3 m。體;(2)離子交換作用，水泥在水化過程中，生成的鈣離子與土3.樁身參數顆粒表面的鈉離子(或鉀離子)進行離子交換，生成穩定的鈣離樁徑取600 mm，樁長取7.0 m 左右，施工時根據實際地層子，從而提高土體的強度。情況，可做適當調整。樁身水泥摻量為15%，土容重取1800 kg/

　　當深層樁作為塊體用來擋土隔水或直接作為地基或基礎m3。選用32.5 級的普通硅酸鹽水泥，水灰比取0.5 ～ 0.8，可根時，主要考慮混合物本身的固化機理;作為復合地基時，尚要涉據現場實際地層情況確定。及樁間土力學性質的變化。一般認為，雖然固化材料可以從混4.單樁豎向承載力標準值的設計計算合體向周圍滲透，但反應緩慢，滲透范圍有限。設計時不應考攪拌樁單樁豎向承載力標準值取決于樁身強度和地基土慮，樁間土仍采用天然地基的力學指標。當深層樁作為復合地情況，一般應通過現場單樁荷載試驗確定。沒有試驗資料時，根基中的豎向增強體時，由于深層樁介于柔性樁與剛性樁之間，在據《建筑地基處理技術規范》(JGJ79-91)，單樁豎向承載力標軟土中主要呈現了樁體的作用。在正常置換率的情況下，也就準值可按下列兩式計算，取其中較小值：是說樁承擔了大部分荷載，樁通過側阻力和端阻力將荷載傳至R dk=λfcu,kAp(1) 深層土中，在樁和土共同承擔荷載的過程中，土中高應力區增Rdk=qsUpl+βApqp(2) 大，從而提高了地基的承載力。復合地基還具有墊層的擴散作式中，Rdk表示單樁豎向承載力標準值;λ表示強度折減系數，取λ=0.5;qs表示樁周土的平均摩擦力，根據該工程地質勘察資料及其它相關資料，填砂土取7 kPa，淤泥土取8 kPa，粉質粘土取14 kPa;Ap表示樁的截面積，工程采用直徑為600 mm 的樁，Ap=0.2826 m;Up表示樁身周長，工程為0.6π=1.884 m;l表示樁長，見表1;β表示樁端天然地基土的承載力折減系數，取β=0.5; qp表示樁端天然地基土的承載力標準值，根據其地質勘察資料，持力層粉質粘土，qp=190 kPa;fcu,k=1.50 MPa。

　　5.水泥土攪拌樁復合地基承載力標準值設計根據《建筑地基處理技術規范》(JGJ 79-91)，攪拌樁的承

　　載力按下式計算：

　　fsp,k=mRdk/Ap+γ(1-m)fs,k (3)

　　式中：fsp,k表示復合地基承載力設計標準值;m表示面積置

　　換率，通過樁的間距和布設情況，計算取值約為20%;γ表示樁間土承載力折減系數，取γ=0.7;fs,k表示樁間天然地基土平均承載力標準值，根據工程勘察地質資料及其它相關資料，填砂土取70kPa， 淤泥取50 kPa，粉質粘土取190 kPa。計算結果見表1。

　　表1樁基參數及承載力計算結果

　　名稱 設計樁長/m 樁周土qs均值/kPa 計算R d k 最小值/kPa 計算fs,k的平均值/kPa 計算fsp,k的平均值/kPa

　　維修車間 7 10.19 134.32 125.29 167.39

　　綜合倉庫 7 10.02 130.49 119.39 162.39

　　集裝箱置地 6.7 10.34 129.49 125.39 165.49

　　排班室 6.7 10.45 132.43 123.49 154.39

　　(四)高速公路軟土地基的實驗研究

　　1.工程地質概況

　　試驗工點范圍為SY0+038-SY0+276，長238 m。地層從上而下為：① 黏土，灰黃色，軟-硬塑，夾有少量鐵錳結核，層厚

　　0.76-3.60

　　m; ② 淤泥質粉質黏土，深灰色，流塑，含少量腐植物，局部夾有薄層粉砂，厚3.2 ～ 16.5 in;③ -1 粉質黏土夾薄層粉砂，綠灰色，軟塑，厚0 ～ 4.1 m;③ -2 黏土，深灰色-淺灰色，硬塑，厚0～ 8.1 m; ④ -1 粉砂，褐黃色，中密，飽和，厚0～ 6.7m， 不均勻夾有薄層黏土，N63.5 =5-45 擊，平均值21.5 擊。④-2 粉砂，褐黃色，深灰色，中密-密實，飽和，厚>10m，N63.5 =19-48 擊，平均值24.4 擊。地基土分層物理力學指標統計見表1，其中第2 層淤泥質粉質黏土層天然含水量和孔隙比平均值分別達到了

　　44

　　.4%和1.23，靈敏度較高，屬典型軟土。

　　表2 試驗段土體物理力學指標統計表

　　項目 地層序號

　�、� ② ③ ④

　　天然含水率 W/% 32.8 45.4 36.4 25.4

　　重度γ/(kN/m3) 19.4 18.3 18.2 19.5

　　天然孔隙比e 0.85 1.34 0.94 0.83

　　液限WL 42.3 38.4 33.5 33.7

　　塑限Wp 19.4 19.6 19.5 17.5

　　快剪 凝聚力C/kPa 25.4 8.5 28.9 29.8

　　內摩擦角φ/° 8.5 6.5 10.5 8.0

　　固結快剪 凝聚力C/kPa 14.1 3.8 4.1

　　內摩擦角φ/° 16.5 19.3 25.6

　　固結系數 Ch100-20010-3/cm2/s 1.50 3.40

　　Cp100-20010-3/cm2/s 2.10 1.89 4.95 3.92

　　2.地基加固及測試方案

　　試驗路堤填高5.19 ～ 5.36 m。地基采用粉噴樁及漿噴樁進行加固，加固深度穿透軟土層嵌入第③ 層不小于1.0m，樁間距在橋路過渡段為1.0～ 1.2 m， 一般路堤1.2～ 1.4 m。樁頂設0.5m 碎石墊層，除SYO+155-+200 段，在墊層內鋪設一層強度>80kN/m 的土工格柵。試驗段共設四個觀測測試斷面，主要觀測測試內容為：地表沉降、深層沉降、側向位移、樁土應力、土工格柵變形及受力等，并在加固后路基填筑前對樁間土進行了取樣分析。地基處理及測試方案見表2。試驗工程于某年12 月開工，次年2-4 月完成地基處理的施工，4-5 月埋設觀測元器件，6 月開始路堤的填筑，同年11 月1 日完成路基填筑。

　　表3 地基處理及測試方案表

　　里程范圍 處理方案 路提填高/m 軟土厚度/m 加固深度/m 測試斷面

　　SY0+038 ～ SY0+049 漿噴樁，Φ0.5，@1.0 ～ 1.2m 5.20 14.5 18.5 SY0+042 (橋路過渡段)

　　SY0+049 ～ SY0+155 漿噴樁，Φ0.5，@1.2 ～ 1.4m 5.20 11.0 15.4 SY0+115

　　SY0+155 ～ SY0+200 漿噴樁，Φ0.5，@1.2 ～ 1.4m 5.38 10.4 14.5 SY0+180 (無土工格柵)

　　SY0+200 ～ SY0+276 漿噴樁，Φ0.5，@1.2 ～ 1.4m 5.38 12.5 15.0 SY0+240

　　3.測試結果分析

　　(1)地基沉降分析

　　攪拌樁復合地基地表沉降隨荷載的施加和穩定而呈現出有規律的增加和穩定過程，當填土速率較快時，沉降速率也相應加快;當填土荷載穩定后，沉降速率也逐漸減小;填筑施工時的最大沉降速率為5.0 ～ 9.0 mm/d。路基本體施工完成1 個半月以后，地基沉降速率為0.15 ～ 0.55 mm/d;路基本體施工完成三個半月以后，地基沉降速率0.15 ～ 0.25 mm/d;路基本體結束6個月以后，地基沉降速率為0.015 ～ 0.099mm/d，線路中心處沉降量最大。攪拌樁樁頂、兩樁之間中心沉降規律及沉降數值基本一致，填筑施工期間最大沉降差異為6.5 ～ 7.6mm，說明當采取了55cm 厚碎石墊層和水平加固體以后，攪拌樁樁體向柔性基礎的刺入量比較少，加固體整體承載效果比較好。隨著荷載的增加，不同深度的沉降也增加。加荷比較快的情況下，沉降發生得也較快;路堤本體荷載填筑完成后，不同深度沉降逐漸得到收斂，表明沉降速率與填筑速率是正相關的。

　　(2)地基水平位移分析

　　隨著路堤的填筑，坡腳側向位移不斷增加，當荷載趨于穩定以后，側向位移也不斷趨向穩定。深層水平位移通常情況下生在地表下1.0 ～ 5.5m，大小為20.8 ～ 36.5mm，最大位移速率僅為0.06-0.15 mm/d，并且通常情況下發生在軟土層。從地基側向位移變化特點可以看出，柱式攪拌樁復合地基上的路堤，因為樁體的應力集中以及樁對土的約束遮攔作用，另外，因為加筋碎石墊層中土工格柵的應力調整作用，進而有效地改善了路堤坡腳處應力狀態，增加了路基的穩定性，在這種情況下，地基穩定性已經不再是控制路基填筑速率的關鍵。

　　(3)樁土應力比分析

　　不同位置、不同荷載T 條件下的樁土應力是有區別的。荷載不斷的變大，應力比隨著提高，由于填土速率以及樁體強度不同，粉噴樁復合地基應力比將達到6.0-7.0，漿噴樁復合地基應力比將達到8.5-12.0;當荷載趨于穩定以后，應力比變化就比較平穩，粉噴樁最終樁土應力比平均值為5.5，漿噴樁最終樁土應力比平均值為2.5。和未鋪設土工格柵斷面進行比較，鋪設土工格柵的樁土應力比提高了5%，同時，墊層內加土工格柵的單樁復合地基承載力特征值比未加的提高l2%，以上分析結果表明在碎石墊層內鋪設土工格柵對均化基底應力，協調樁、樁間土共同承擔上部荷載具有明顯效應。

　　(4)加固前后地基土的物理力學指標對比分析

　　在加固的同一地點，利用鉆探取樣、土工試驗測試加固前后土體物理力學指標，可以比較采用攪拌樁加固對地基土的影響。表4 給出了攪拌樁加固前后地基土含水量、孔隙比及壓縮模量的變化情況，從表4 中能夠得到，加固后天然含水量減少了l4.6%～ l5.9%， 孔隙比減少了15.7% -24.6%，壓縮模量增加了

　　33.6%～ 38.2%， 攪拌樁對地基土物理力學性質得到了明顯的改善。

　　表4 加固前后地基土力學指標

　　地層序號 孔隙比 天然含水量/% 壓縮模量/MPa

　　加固前 加固后 加固前 加固后 加固前 加固后

　　1 0.85 0.65 32.5 24.0 4.56 6.97

　　2 0.98 0.82 35.8 29.5 4.38 6.03

　　二、深層攪拌樁加固地基工后沉降研究(一)沉降的危害

　　與路況有關的交通事故約占總交通事故的35%，而不均勻沉降是造成路況差的一個重要原因，主要體現在：

　　(1)不均勻沉降引起混凝土路面斷板、裂縫、平整度差，縮短維修周期;(2)路面錯臺、翻漿、坑洞、裂縫等影響通行能力，易造成堵車、滑溜、尾撞翻車事故;(3)小型結構物處及橋頭跳車、危及行車安全;(4)導致整體性差、剪切變形破壞、路基失穩，高路堤時尤為危險;(5)路基底面沿橫向產生盆形沉降曲線，使橫坡變緩，影響排水�？傊�，沉降降低或破壞道路的使用質量，損失巨大，務必引起高度重視。

　　(二)深層攪拌樁工后沉降的防治

　　1.施工前的防治措施。

　　(1)

　　制定控制標準：在施工前應根據設計規范要求的沉降值以及施工工藝制定好沉降控制標準。(2)加強地質普查：對設計進行加固外軟土地段地質情況進行核查外，還應對其它地段進行地質調查，以確保路基基底承載力滿足設計要求。

　　2.施工過程中的防治措施。

　　(1)

　　制定施工工藝標準：深層攪拌樁施工工藝一般為攪拌樁機準備、制備水泥漿、預攪下沉、提升噴漿攪拌、重復上、下攪拌、清洗、移位，重復上述步驟，直到完工。在路基填筑施工過程中必須嚴格按照制定的工藝標準實施。

　　(2)

　　做好路基的沉降觀測計算：此項措施是重點，在施工中對路基沉降進行觀測，記錄沉降數值，通過驗算，對曲線進行分析，采取相應的應對措施。

　　計算包括地基承載力以及沉降兩方面計算。1)拌樁地基承載力應通過現場地基荷載試驗確定，也可根據樁土分擔荷載比原理，按式：

　　其中：m 為面積置換率;Rk為單樁豎向承載力特征值，kPa;Ap為樁的截面積，m2;fk為天然地基承載力標準值，kPa;α為樁間土強度提高系數;β為樁間土強度發揮系數。

　　2)沉降計算又包括路基本體沉降、加固區沉降、下臥層沉降三方面計算。路堤本體的沉降計算采用分層總和法，在實際工程應用中，可偏于保守的取路堤高度的l‰作為路基本體部分的沉降值;加固區壓縮變形按下式計算按公式：

　　其中，P0 為樁頂處平均應力，kPa;Δp為樁底處附加應力，kPa ;Eps為復合彈性模量，即攪拌樁和樁間土的彈性模量，MPa。;

　　另外下臥土層壓縮量的計算，目前在工程應用上常采用應力擴散法、等效實體法、改進的Geddes 法幾種方法。

　　(3)

　　加強路基試驗檢測：在施工過程中加強路基每一填層的試驗檢驗，一般均根據填料情況采用雙指標控制，只有雙指標均符合驗標要求后方可進行下一步施工。同時應嚴格控制填料質量，除填料必須符合要求外，同一段地基最好使用同一種填料，填料性質相同，整段路沉降均勻。

　　(4)

　　做好路基綜合排水：路基施工期間以及完工后應立即做好綜合排水系統，尤其是膨脹地段，采取的措施有三七灰土封閉、鋪設砂夾土工膜、污垢封閉等。確保施工以及運營期間路基排水系統順暢，路基不滲不沖。

　　(5)

　　確保路基邊坡穩定：邊坡是施工中的一個軟弱點.為確保邊坡質量，需要對邊坡夯實，另外進行綠化可以確保邊坡穩定，避免邊坡填筑不實造成自然下沉、沖刷滑坡等現象。

　　三、結語

　　地基處理是基礎工程施工中的重要內容，其處理效果的好壞直接影響著工程建設的質量、進度和成本。認真選好施工方案，制定翔實和得當的地基處理方案是地基基礎施工中重要的環節和內容。無論什么標準的道路工程。工后沉降控制理念、過程和措施是一致的，必須通過加強施工組織和過程控制，來滿足工后沉降和不均勻沉降控制要求，實現高速行車安全和列車平穩、舒適運行。

　　參考文獻

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　　作者簡介：張文卿(1975-), 男, 漢族, 廣東五華人, 供職于廣東五華縣公路局, 研究方向：道路橋梁工程建設方面。