0前言
位于西江入?？诘闹楹５貐^(qū)，廣泛分布有軟弱淤泥層，淤泥層厚度約20～40m，屬于深厚軟土。淤泥表現(xiàn)為高含水量、高壓縮性、大孔隙比、高靈敏度及低強度等特性，具流變、觸變及欠固結(jié)特征，易導致路基沉降和失穩(wěn)。管樁具有樁身質(zhì)量好、處理深度大、承載力高、處理后工后沉降小等優(yōu)點，在深厚軟土地區(qū)被廣泛應用。但對于地質(zhì)條件認識或設計考慮不足，處理后會存在一定的質(zhì)量病害。本文結(jié)合管樁復合地基軟基處理工程經(jīng)驗，對管樁復合地基設計中的要點進行淺析。
1管樁復合地基設計
管樁復合地基設計的內(nèi)容主要包括地質(zhì)條件分析、蓋板設置、褥墊層設計、樁端持力層選擇以及承載力、沉降和穩(wěn)定性分析計算等。采用管樁復合地基設計時應保證承載力及工后沉降滿足規(guī)范要求、路基填筑過程中不發(fā)生失穩(wěn)及在使用過程中不產(chǎn)生較大的不均勻沉降，同時應保證技術可行經(jīng)濟合理的原則。
1）、詳細分析地質(zhì)條件
詳細設計前應根據(jù)場地情況開展詳細的勘察工作，充分了解淤泥的重要物理力學性能指標，如厚度、含水量、孔隙比、壓縮系數(shù)、e-P曲線、靈敏度、強度及欠固結(jié)等。對于以下幾種情況管樁復合地基應慎用：
?。?）、淤泥為欠固結(jié)土，OCR值較小，且淤泥直接揭露，頂面無覆蓋層或者覆蓋層較薄。
?。?）、淤泥層中無性質(zhì)較好的夾層。
?。?）、淤泥層底面直接揭露風化巖，樁端位于不可壓縮層。
（4）、淤泥層厚度較大，路基填土厚度較大時，容易導致路基失穩(wěn)。
2）、合理控制造價
管樁樁身為預制的預應力混凝土，彈性模量較大、壓縮性極小，處理后復合體的復合模量較大，在荷載作用下壓縮較小。經(jīng)驗算承載力、沉降及差異沉降滿足要求的情況下，應盡量采用較大的樁間距以降低造價。
3）、控制差異沉降措施
由于管樁的剛度較大，當樁端進入相對持力層時，管樁的沉降較樁間土要小，當管樁與樁間土差異沉降達到一定數(shù)值時，容易導致路面不均勻沉降，從而出現(xiàn)波浪形路面，影響行車舒適性。
控制差異沉降的原理：調(diào)整樁與樁間土的應力比，使樁土應力比盡可能的大，樁土的沉降盡可能的相等?？刂撇町惓两档拇胧┲饕校涸O置墊層、合理設置蓋板和保證樁頂路基填土形成土拱效應。
?。?）、設置墊層：設置具有一定厚度且剛度較大的墊層，并在墊層內(nèi)設置具有一定抗拉能力的土工織物，可以有效的提高樁土應力比及路基復合土的內(nèi)摩擦角；
?。?）、合理設置蓋板：由于管樁樁間距一般較大，樁的置換率較小，一般通過在樁頂設置蓋板，以增加樁的受力面積，在保證樁和蓋板連接質(zhì)量的基礎上，設置大尺寸蓋板，這樣能較大程度提高樁土應力比。
（3）、保證路基填土形成土拱效應：道路長期主要承受路基荷載和汽車動荷載的作用，為了使汽車荷載能有效分散到管樁上，應使路基土自身形成土拱效應。形成土拱效應最小填土厚度按式1-1計算。
圖1計算模型圖
根據(jù)圖1，可以計算出形成土拱效應的最小填土厚度H，如式1-1所示：
式1-1
式中H—最小填土厚度（m）；
S—樁間距（m）；
D—蓋板邊長（m）；
ψ/2—填土的復合摩擦角（°）。
從式1-1中可以看出：提高填土的復合摩擦角或采用較大尺寸的蓋板可以有效的降低填土高度。
4）、樁端土層選擇
由于道路路基為柔性地基，管樁應按摩擦樁進行設置，因此樁端土層的選擇尤其重要。
（1）、樁端懸浮于軟土層
樁端懸浮于軟土層中時滿足摩擦樁設計原則，由于軟土尚未完成自重固結(jié)沉降，在道路使用過程中，管樁會隨軟土自重沉降而下沉，工后沉降較大。
?。?）、樁端進入風化巖層
樁端進入風化巖時，管樁幾乎不發(fā)生沉降，軟土將發(fā)生自重沉降，從而使得樁與樁間土之間存在較大的差異沉降，容易導致波浪形路面。
?。?）、樁端位于可壓縮層
樁端位于可壓縮層時滿足摩擦樁設計原則，在軟土自重沉降過程中，軟土在樁周形成負摩阻力作用，由于樁端土具有可壓縮性，此時樁端刺入樁端土而發(fā)生沉降，這樣能有效的控制樁土差異沉降。
因此應選擇殘積土、可塑或部分硬塑粘土、粗砂或礫質(zhì)粘土等可壓縮土層作為樁端土。
3橋涵過渡段處理
在深厚軟土地區(qū)修筑道路，在遇到橋涵等構(gòu)造物時，往往出現(xiàn)跳車現(xiàn)象，為了避免跳車造成的行車不舒適，《公路路基設計規(guī)范》（JTGD30—2004）中規(guī)定高速公路和一級公路工后沉降標準：橋臺與路堤相鄰處≤0.10m；涵洞、通道處≤0.20m；一般路段≤0.30m。
達到規(guī)范要求的工后沉降標準可以采取兩種方法：一是采用樁基礎處理；二是采用排水固結(jié)法和復合地基聯(lián)合處理。
1）、樁基礎處理
橋臺或涵洞基礎采用樁基礎，基礎沉降甚小。當采用端承樁處理時，可以保證橋涵段工后沉降滿足規(guī)范要求，但是采用端承樁時需要克服樁與樁間土之間的差異沉降，為了解決差異沉降問題往往采用較密的樁間距，使得樁承受上部荷載，樁間土不承受荷載，這樣處理工程造價非常昂貴，而且這種處理方法只是將跳車問題延后至路基段，并沒有真正解決跳車問題。因此橋涵過渡段不宜采用樁基礎處理。
2）、排水固結(jié)法與復合地基聯(lián)合處理
珠海地區(qū)軟土層達30余米厚、含水量高、孔隙比大且呈欠固結(jié)特性。單獨采用排水固結(jié)法處理時，工后沉降不能滿足要求；單獨采用管樁復合地基時，管樁與樁間土差異沉降較大，容易形成波浪形路面。因此，對于深厚軟土地區(qū)橋臺路段一般采用排水固結(jié)法聯(lián)合復合地基進行處理，能夠達到較好的效果。
排水固結(jié)法通過排出土體中孔隙水而發(fā)生固結(jié)，進而克服土體的欠固結(jié)性質(zhì)，使得軟土在工后不發(fā)生自重固結(jié)沉降，減少樁與樁間土差異沉降，同時大大提高一定深度內(nèi)軟土的物理力學性能指標；管樁復合地基則較大幅度提高復合體的剛度，使得在較大的路基荷載和汽車動荷載在作用下沉降大大減少，達到工后沉降標準。
4管樁與基坑開挖的關系
在城市道路中分布有較多的管線及構(gòu)筑物，由于樁基設備的工作條件限制和后打樁對構(gòu)筑物的影響等因素，一般管樁復合地基都先于構(gòu)筑物施工，后期構(gòu)筑物基坑開挖時，其變形對管樁的影響較大，目前管節(jié)連接一般采用焊接，在受到水平力作用或傾斜時容易造成脆性剪斷。為了保證管樁成樁質(zhì)量，在軟土地區(qū)基坑開挖時宜考慮支護措施且應以變形控制設計。
5長短樁組合設計
采用長短樁設計時，可以充分發(fā)揮長短樁的協(xié)調(diào)變形特性，同時也可以減少部分造價。長短樁分為狹義長短樁和廣義長短樁
1）、狹義長短樁
狹義長短樁設計時，長短樁宜穿透整個軟土層，短樁比長樁短3m，且長短樁交替布置。在路基荷載和汽車荷載作用下，由于長樁剛度較大，長樁先于短樁受荷，當樁端刺入樁端土達到平衡時，短樁開始受力，這時長短樁互相協(xié)調(diào)變形，從使得整個路基沉降更均勻。
對于軟土層下直接揭露風化巖且地層變化較大區(qū)域，采用狹義長短樁處理時，往往長樁打到風化巖，短樁懸浮于淤泥中，在荷載作用下，長樁沉降較小，而短樁沉降較大，最終形成波浪形路面。
2）、廣義長短樁
廣義長短樁中長短樁之間的樁長差異可以不受限制，根據(jù)地層分布情況確定。對于軟土層較厚且中間有一層或多層性質(zhì)較厚的夾層時，可以考慮采用廣義長短樁處理，長樁穿透整個軟土層，短樁則穿透上層軟土而進入夾層內(nèi)，根據(jù)荷載的傳遞特征，上層軟土的附加荷載應力較大，由長樁和短樁共同承擔，下層軟土的附加荷載應力較小，由長樁承擔，這樣設計既經(jīng)濟又受力合理。
6結(jié)束語
在深厚軟土地區(qū)采用管樁進行軟基處理，只有熟悉地質(zhì)條件特征及掌握設計要點，才能達到預期的處理目標。
參考文獻：
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[4]龔曉南.地基處理手冊（第三版）.北京：中國建筑工業(yè)出版社.2008.
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