摘要：大直徑復(fù)合柱深厚軟基“剛性復(fù)合厚殼層”的地基處理，就是按照不同設(shè)計(jì)要求將不同類型的大直徑快速沉入深厚軟基設(shè)計(jì)標(biāo)高處中，使不同類型的大直徑植在施工后變成大直徑復(fù)合柱，同時(shí)與樁間土友好協(xié)同作用，共同完成形成了“深厚的剛性復(fù)合厚殼層”。其樁具有直徑大、復(fù)合、單樁承載力高、柱身質(zhì)量可靠、抗水平推力及抗側(cè)滑能力強(qiáng)；“深厚的剛性復(fù)合厚売層”具有深厚整體剛性復(fù)合層，可傳遞上部不同的復(fù)雜的垂直及水平荷載，工后總沉降及差異易控制易穩(wěn)定的特點(diǎn)，深厚剛性復(fù)合體整體的抗豎向、抗水平推力及抗側(cè)滑能力強(qiáng)，可為投資方節(jié)約綜合成本20%以上、施工速度快節(jié)省4-6個(gè)月、減少施工出士量50%，在軟基施工工程中可充分利用“應(yīng)”廢棄的軟淤泥土、充分發(fā)揮大直徑復(fù)合柱與改良后的同土協(xié)同作用，“變度為寶”，為典型的綠色環(huán)保施工工程。
一、引言
當(dāng)前我國(guó)正處高速發(fā)展時(shí)期，然而在處理10m以上深厚軟弱士地基上時(shí)施工單位“均能”按施工圖施工處理，普遍存在著既要趕工期、又要省成本，又要滿足設(shè)計(jì)施工《標(biāo)準(zhǔn)》的現(xiàn)狀，處理層的復(fù)合體往往都“合格”，但現(xiàn)實(shí)反映的結(jié)果是工期一延再延成本一增再增，甚至有的工程在通車后2-3月后行車路面就開始不均勻下沉，已嚴(yán)重影響了通車能力，甚至封路大修。經(jīng)過(guò)多年現(xiàn)場(chǎng)的施工、試驗(yàn)、檢測(cè)及課題研究后發(fā)現(xiàn)有兩條影響現(xiàn)狀的重要因素：(1)政治形象工程，需趕工期、輕質(zhì)量,火候不到；(2)重視復(fù)合體的處理層、輕下臥層，米用的處理方法及施工技術(shù)質(zhì)量不到位等。
二、工程概況及內(nèi)容
珠江三角洲環(huán)形高速公路西環(huán)段(南段)高速公路是國(guó)道主干線廣州繞城公路九江至小塘段是國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目，該項(xiàng)目位于廣東省經(jīng)濟(jì)最為活躍的珠江三角洲，地處珠江三角洲水網(wǎng)發(fā)達(dá)地區(qū)，工程地質(zhì)復(fù)雜多變，軟基密布，全線需處理的軟基段達(dá)20多公里，最深處理深度達(dá)18m-20m，橋頭填士厚高達(dá)8m，沿線兩旁多為底洼水溏魚溏，一抽水抓魚，鄰近的路基就會(huì)開裂、沉降及差異沉降、甚至垮塌等影響因素。本科研工程為避免此現(xiàn)象發(fā)生，采用了剛?cè)峤Y(jié)合“深厚軟基剛性復(fù)合厚殼層”處理施工的方法，通車10年來(lái)整體沉降及差異沉降已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足了設(shè)計(jì)要求近1/500的技術(shù)水平。
三、剛性復(fù)合厚殼層的工作原理及工藝
剛性復(fù)合厚殼層的工作原理是由：大直徑剛性復(fù)合樁+鋼筋砼樁帽蓋板+三角形梅花式滿堂紅布置樁+碎石墊褥層+土拱層協(xié)同作用共同完成的深厚剛性復(fù)合厚殼層整體一種新型軟基處理施工技術(shù)。
四、剛性復(fù)合厚殼層的工程應(yīng)用
4.1試驗(yàn)段工程的地質(zhì)報(bào)告
4.2大直徑復(fù)合樁在深厚軟基工程的應(yīng)用
本次大直徑剛性復(fù)合樁技術(shù)的施工、科研試驗(yàn)選在珠江三角洲環(huán)形高速公路西環(huán)段(南段)高速公路即國(guó)道主干線廣州繞城公路九江至小塘段四標(biāo)段上典型的深厚軟基進(jìn)行施工處理。采用了“剛性復(fù)合厚殼層”技術(shù)，其軟基層厚度18m-22m，剛性樁外直徑Φ1000m，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)20m，C20素砼剛性樁樁身，C25鋼筋砼樁帽蓋板1500
x1500X200m，剛性柱中至中距分別為3.0m、3.5m，呈正三角形梅花式滿堂紅布置。
大直徑剛性復(fù)合柱施工、樁載荷試驗(yàn)檢測(cè)為2005年12月至2006年7月,全線通車時(shí)間為2008年12月,此條高負(fù)著粵西、粵南高速至廣州自云國(guó)際機(jī)場(chǎng)和粵北高速分流互通的作用。本次科研課題在結(jié)題及評(píng)審鑒定會(huì)前專門組織了專家到西二環(huán)段（南段）四標(biāo)科研段實(shí)地考察并錄了像，認(rèn)為已具備審鑒定驗(yàn)收條件,于2013年12月19日上午廣東省交通運(yùn)輸廳在廣州市組織召開了“廣東高等級(jí)公路軟基大直徑現(xiàn)澆樁地基處理設(shè)計(jì)及受力性狀研究”項(xiàng)目成果鑒定會(huì)。結(jié)論：本次項(xiàng)目科研成果總體達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
4.3大直徑復(fù)合樁深厚軟基處理現(xiàn)場(chǎng)施工
4.4大直徑剛性復(fù)合樁高速公路應(yīng)用9年后的效果
大直徑剛性復(fù)合柱技術(shù)在西二環(huán)段(南段)四標(biāo)段的深厚軟基處理施工、驗(yàn)收及2008年12月通車后至今，工后沉降量始終<60mm，未出現(xiàn)差異沉降及滑坡現(xiàn)象。剛性復(fù)合厚殼層技術(shù)是深厚軟土復(fù)合地基加固處理的一種新型工藝技術(shù)，其樁具有直徑大、復(fù)合、單樁承載力高、樁身質(zhì)量可靠、抗水平推力及抗側(cè)滑能力強(qiáng):“深厚的剛性復(fù)合厚売層”具有深厚整體剛性復(fù)合層，可傳遞上部不同的復(fù)雜的垂直及水平荷載，工后總沉降及差異易控制易穩(wěn)定的特點(diǎn)，深厚剛性復(fù)合體整體的抗豎向、抗水平推力及抗側(cè)滑能力強(qiáng)，可為投資方節(jié)約綜合成本20%以上、施工速度快節(jié)省4-6個(gè)月、減少施工出土量50%，在軟基施工工程中可充分利用“應(yīng)”廢棄的軟淤泥土、充分發(fā)揮大直徑復(fù)合樁與改良后的樁間土協(xié)同作用,“變廢為寶”，此技術(shù)可廣泛應(yīng)在高速、高鐵、市政、機(jī)場(chǎng)、港口碼頭堆場(chǎng)、護(hù)岸結(jié)構(gòu)體、水利水渠擋土墻和建筑深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系等復(fù)合樁基礎(chǔ)中，為典型的綠色環(huán)保施工工程。
4.5本次科研的主要技術(shù)內(nèi)容及性能指標(biāo)
4.5.1 通過(guò)開展現(xiàn)場(chǎng)大直徑現(xiàn)澆砼剛性樁單樁及復(fù)合地基的靜載荷試驗(yàn)，揭示了其承載性能通過(guò)開展路提下現(xiàn)場(chǎng)大直徑現(xiàn)澆砼剛性樁復(fù)合地基表面沉降、深層沉降、孔壓、水平位移、樁士應(yīng)力等的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，得到不同路提填士高度下復(fù)合地基的應(yīng)力、變形規(guī)律，并通過(guò)數(shù)值模擬分析了路堤土拱效應(yīng)和墊層拉摸效應(yīng)規(guī)律揭示了現(xiàn)場(chǎng)大直徑現(xiàn)澆砼剛性柱加固軟基機(jī)理。
4.5.2 全面、完整、快捷反映了大直徑剛性樁、樁蓋板、工格柵、碎石墊層、高厚路堤填土碾壓實(shí)層、樁間土間相互影響和協(xié)同工作特性和機(jī)理。本研究成果：大直徑剛性樁與深厚原位樁間土軟土地基載荷分配比例為80%:20%，土拱效應(yīng)均在剛性樁蓋板、土工格柵、碎石墊層完成后，其上壓實(shí)覆土完成2m以上才出現(xiàn)(原位實(shí)測(cè))。
4.6本次科研成果的創(chuàng)造性及先進(jìn)性
4.6.1 通過(guò)開展路堤下現(xiàn)場(chǎng)大直徑現(xiàn)澆砼剛性柱復(fù)合地基現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和檢測(cè)，得到不同路堤填土高度下復(fù)合地基的應(yīng)力、變形規(guī)律，并通過(guò)數(shù)值模擬分析了路堤“土拱效應(yīng)”和墊層拉模效應(yīng)規(guī)律，揭示了現(xiàn)場(chǎng)大直徑現(xiàn)澆混凝土剛性樁加固軟基機(jī)理。
4.6.2 2013年12月19日,課題成果通過(guò)了廣東省交通運(yùn)輸廳紐織的鑒定認(rèn)為：本科研成果對(duì)大直徑現(xiàn)澆混凝土剛性技術(shù)及其應(yīng)用，進(jìn)行了全面的工程試驗(yàn)和科學(xué)研究,所取得的成果社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。研究成果總體達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
五、結(jié)論
剛性復(fù)合厚売層技術(shù)首次在珠江三角洲工程試驗(yàn)獲得的成功案例，再次證明了它的獨(dú)特、獨(dú)創(chuàng)性：這一核心技術(shù)可廣泛應(yīng)用于高速公路、市政道路、海洋工程、碼頭工程、圍海造地工程、土建軟弱土深基坑支護(hù)樁工程、堤壩、水利工程、機(jī)場(chǎng)深厚軟基處理工程等方面。本次科研及施工不僅有效解決了大直徑樁工程造價(jià)高、工期長(zhǎng)、施工難度大的技術(shù)瓶頸,同時(shí)還具有施工方法簡(jiǎn)捷、沉管時(shí)間快、深、現(xiàn)澆質(zhì)量可靠、施工周期縮短、耐久性能好以及保護(hù)環(huán)境等顯而易見(jiàn)的優(yōu)越性：其方法可節(jié)省40%以上的砼材料、提高近10倍的工作效率、減少施工出土量50%，如溶方節(jié)省綜合成本20%以上；大直徑剛性復(fù)合樁“剛性復(fù)合厚売層”技術(shù)提供的是一種質(zhì)量穩(wěn)定安全、新型、環(huán)保、省材、省力省時(shí)、綜合成本低、“0”傷亡、工后總沉降易控制易穩(wěn)定的深厚軟基工程處理技術(shù)和工藝，本次工程科研試驗(yàn)獲得的成功和研究成果，將為今后復(fù)雜基礎(chǔ)工程建設(shè)提供了一整套科學(xué)解決方案
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