软土地基论文

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软土地基论文范文第1篇

该地基土层由于处在一滨海相水体冲击地区，其孔隙较大、土质水量吸收相对较高，包括土质高压缩性明显，则可断定为软弱土层结构。而中部土体结构环境则以溺谷相地质性质为主，并且土层间的土质呈现多以粉细砂、亚粘土的交替组织形态为主，厚度则为8－10m左右。至于下部土体环境可归结为浅海相沉降类型，且厚度约为18－20m左右。不过由于下部砂类所处环境也是项目长桩应用的持力层，如若采用基本自然地基土层进行处理则很难满足项目自重承载及规则沉降量的设计要求，故结合项目实际采用桩基处理方式。

2桩基础施工技术工艺处理措施研究

2．1开挖方法及控制要点

2．1．1打桩后再开挖在结合该工程实际处所地基地质环境及其当时现有的工艺条件下，包括吸收了国外同类题材项目的施工经验及建模理论的基础上，确立了“打桩后再挖土”的打桩作业原则。这是因为本项目如若采用先开挖在打桩的作业方式，不仅要考虑造价因素，同时还要评估施工难易程度。具体原因则是:本工程项目所处地质形态环境下，土质结构相对松散、含水量大，且高度压缩性非常明显，渗透性表现不灵敏，属于软塑、流塑组织状态，荷载性能不足。此外就开挖作业量而言，开挖规模较大，很难准确评估坑底标高。同时基坑长期在外投入的人工降水造价费也很高。特别是该地气象条件下降雨量丰富，但凡基坑被泡则会加剧塌方隐患，所以打桩机很难到坑底地带完成作业。若非所处作业条件受限，正常基坑打桩则需要利用路基箱，碎石块等物资设施加以辅助。基于此，本项目实行的“打桩后再开挖”打桩作业法则充分切合实际利用了地表硬壳层，从而使得打桩工作开展可采用地面行进方式完成作业，不仅使得作业效率显著提升而后又控制了造价成本投入，并巧妙控制了基坑开挖的桩柱变形及顶部位移。2．1．2质量控制要点虽然结合本项目实际特点采取了“打桩后再开挖”作业施工法具备显著优势，但是短板之处也同样值得重视，需要予以重点质量控制，即预先打入桩的弯曲变形组织形态下的水平位移需要严格控制。基于此，为控制变形加剧并产生控制良效，则需采取针对性控制手段:第一，应能结合施工流程，妥善控制挖土次序，并保持对称挖土以避免基坑长期在外;第二，当基坑面积较大时，则可以使用分段挖土作业原则完成该时期工序作业，即每挖一段就随后完工一段，并处理好每挖一段的回填，然后交替循环进行开挖。第三，基坑开挖后存在的土料应随挖随运，杜绝在边坡周围堆放开挖土，从而达到控制桩基变形及顶部位移的主要目的。

2．2锤击沉桩施工法

2．2．1沉桩锤选用标准本项目采用的打桩法主要以锤击沉桩法应用为主。值得指出的是，柴油锤、落锤、或者蒸汽锤的选择应能结合项目实际进行评估并应予以采用。一般而言，柴油锤特别适用于坚硬土层性质的地基土，这是因为柴油锤连续作业性能良好，锤芯夯击起跳高，且沉桩成效佳;而蒸汽锤一般比较受用于软粘土层进行沉桩;至于落锤，严格意义上可将其视为作业机具，应用于沉桩规模作业较小的短桩结构。因此，对于沉桩锤的选用确认，应能结合桩基础的规格型号、基本长度、以及其重量级、直径等参数进行评估并予以采用。2．2．2质量控制要点沉桩落锤的捶打原则应坚持以“重锤低打”执行原则为主，并要考虑桩基础本身极限强度允值的承受情况，即处在其捶打承受荷载允值内，尽量采用大桩锤，以避免捶打时桩头损坏。因此，结合上述沉桩锤落锤的捶打依据，本项目对于400x400mmx30m的钢筋混凝土方桩和钢管桩的沉桩施工，可优先选用3．5t级柴油锤;当调配确有困难时，亦可选用4．5t级柴油锤，但应限制锤跳高度，不应超过2m;φ550x100mmx40—45m的预应力钢筋混凝土管桩和钢管桩的施工，宜选4．5t级柴油锤。

2．3停打标准处理控制要点

2．3．1桩基础基本停打标准确认高层项目桩基础打桩的停打控制标准有关责任施工单位应能高度予以重视。这是因为桩基础的停打处理标准决定着该高层项目基础所承载的极限允值，从而决定是沉降量是否规则，以保障项目基础结构上方的建筑结构安全性能得以保持。此外，如若确保桩基础的停打控制标准合乎质量控制标准，则直接有效、合理控制施工进度，并确保打桩机具的油耗得到有效控制，且使得其桩锤使用周期寿命得以延长。因此，确认桩基础的桩锤停打标准，则需要客观考量该项目的所处地质环境，以及现有的桩基础规格种类、桩的长度，包括现场各项组织控制要素等进行综合评估并予以采用。基于此，结合受力形态存在的力学差异，则需切合项目实际来确认桩基础停打标准。2．3．2持力层确认贯入度虽然沿海一带土层所固有的基本性质属于软粘土，并且分布相对稳定。但是如何判断桩基础的沉桩锤击受力是否进入到持力层就成为了停桩标准控制关键。因此，此时可以凭借贯入度去进行客观评估。也就是说，待桩端已经深入到持力层，则可结合设计要求继续打至3—5D。不过，有时会遇到突发状况，即遇到结实、坚硬的持力层，这是打至3－5D无疑非常困难，(贯入度S＜1．0mm)并且如若强行进行锤打则会使得桩基础损毁的同时又白白毁掉了桩锤。因此，对于该情况的技术交流则需要和设计单位进行反映与沟通，当经得对方同意时则能够以贯入度参数指标作为桩锤停打的主要考量依据。2．3．3基本效益本项目采用“重锤低打”大桩锤(柴油锤)的作业方式对400x400mmx30m及φ550x100mmx40—45m砼方桩及钢管桩完成了其沉桩作业。实际施工中，采用4．5t柴油锤的φ550x100mmx40—45m较大型号桩也都达到了基本预定深度，并且经过静载荷试验表明，桩身强度基本满足设计承载力需求，施工组织设计方案更为合理、可行和经济，远远超过缩短工期所获得的效益。

3结语

软土地基论文范文第2篇

1.1沉降处理

沉降处理包括加速固结沉降和减少总沉降量两方面。加速固结沉降可采用加载预压、竖向排水(设置砂井或芯板排水)和挤实砂桩等方法。减少总沉降量可以采用换填好土、石灰(水泥)桩、挤实砂桩等方法。

1.2稳定处理

稳定处理可以采用换填土、挤实砂桩、石灰(水泥)桩等措施增加抗滑阻力。各种加速固结沉降措施都有助于促进软土层强度的增长;慢速或分期填筑路堤可以达到阻止地基强度降低的目的。

1.3应注意的问题

（1）地基的土质及土层构成(厚度、排水层等)条件。（2）道路的性质、路堤高度和宽度，是否为与构造物连接的地段等条件。（3）工期、材料供应、施工机械作业条件和对周围环境的影响等条件。以上处理方法可以单独使用，通常用几种方法组合使用，以发挥各种方法的特长，取得良好的处理效果。

2软土地基处理的具体措施

2.1换填土法

当淤土层厚度较簿时，可采用淤土层换填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基础等办法进行地基处理，鉴于换砂不利于防渗，且工程造价较高，一般应就地取材，以换填泥土为宜。可将软土全部挖除，使路堤筑于基底或尽量换填渗水性土。这种方法适用于软土厚度小于2m的路堤。换土法要回填有较好压密特性土进行压实或夯实，形成良好的持力层，从而改变地基承载力特性，提高抗变形和稳定能力，施工时应注意坑边稳定，保证填料质量，填料应分层夯实。

2.2抛石挤淤法

在路基底从中部向两侧抛投一定数量的片石，将淤泥挤出路基范围，以提高路基强度，所有片石宜采用不易风化的大石块，尺寸一般<0.3m。其上铺0.1m厚碎石及0.1m厚砂层后再填土。这种方法的适用范围为:软土厚度<3.0m，表层无硬壳，呈流动状态、排水困难的地基状态。

2.3反压护道法

当软土和沼泽较厚，路堤高度不超过极限高度的2倍时，路堤两侧填筑适当厚度和宽度的护道，在护道附加荷载的作用下，保持地基的平衡，增加抗滑力矩，防止路堤的滑动破坏。通过反压护道法使路堤下淤泥趋于稳定。护道一般可采用单组形式，其高度为路堤高度的0.3—0.5倍。适用范围:当路堤超过极限高度的1.5—2.0倍以内时适用。

施工时，护道尽量与路堤同时填筑，且压实度要达到90%以上。它的特点是施工工艺简单、费用较低，但施工用地增大。

2.4砂垫层法

在软土地基上铺设厚度为0.5—1.2m的砂层，可使软土顶面增加一个排水面，促进路基底的排水固结，提高路基的强度及稳定性。砂垫层材料的选择以透水性好的砂或砂砾(74u筛孔通过率为3%以下)为宜，以保证所需的排水能力;砂垫层的宽度以每侧宽出路堤0.5—1.0m为宜。砂垫层适用于路堤高度<2倍极限高度的状况。

2.5设置砂井法

砂井与连接的砂垫层配合使用效果较好，一般砂井直径为0.2—0.3m，井距为井径的8—10倍，常用范围为2—4m，平面上呈矩形或梅花形布置。适用范围:软土层厚度>5m，且路堤高度超过天然地基承载力容许的高度很多时适用。

2.6摊铺土工布法

高填土可适当分层，采用土工布加强路堤刚度，并在软土基上隔垫，使荷载均匀，避免局部破坏，对地下水防治相当有利，也可以用土工布摊铺软土底层，并折向沿边坡作防护，这样既提高基底刚度，也使边坡受到维护，有利于排水和因地基应力再分配而增加路基的稳定性

2.7排水固结法

排水固结法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施，由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系统是在地基中设置排水体，利用地层本身的透水性由排水体集中排水的结构体系，根据排水体的不同可分为砂井排水和塑料排水带排水两种。

2.8灌浆法

是利用气压、液压或电化学原理将能够固化的某些浆液注入地基介质中或建筑物与地基的缝隙部位。灌浆浆液可以是水泥浆、水泥砂浆、粘土水泥浆、粘土浆及各种化学浆材如聚氨酯类、木质素类、硅酸盐类等。灌浆法对加固淤泥软土地基具有明显效果，如福建省龙海市角美壶屿港水闸由于淤泥软基不均匀，沉陷闸基沉降最大达到0.63m，加固时采用单管高压旋喷灌浆处理，每个闸墩上、下游侧和中间各设5个灌浆孔，沿闸墩轴线两侧布孔，灌注水泥浆，成桩直径0.5m，伸入闸基础10.5m，采用灌浆压力为20MPa，经过处理后闸基沉降基本得到控制。高压旋喷灌浆处理原理是通过在闸基中高压旋喷灌浆形成水泥土摩擦桩，提高闸基承载力，达到控制沉降的目的。另一种对淤泥软土地基闸室淘空处理通常应通过水闸上游防渗如设置水平铺盖或垂直防渗控制闸基渗流，然后再对闸室进行灌浆处理。

3结语

总之，软土地基的强度或变形的问题是工程土中必须十分注意的问题，过大的沉降及不均匀的沉降造成软土地区大量的工程事故。因此，在软土地区进行设计与施工的道路工程时，必须从地基、建筑、结构、施工、使用等多个方面综合考虑，采取相应的措施，减少地基的不均匀沉降，保证建筑物的正常使用。

参考文献：

［1］徐至钧.建筑地基处理技术丛书:软土地基和预压法地基处理［M］.机械工业出版社，2005.

［2］王晓谋，袁怀宇.高等级公路软土地基路堤设计与施工技术［M］.人民交通出版社，2001.

软土地基论文范文第3篇

对当前水利工程建设情况进行分析，因为软土地基的松软土质无法承受更大的压力，因此当在其上方修建高于地基抗剪强度的建筑物时，就会因为承重力不足而让其所受剪力失去平衡，这样在一定程度上会让建筑物出现偏差。依照水利施工技术工作人员的实际工作经验总结，造成这些情况出现的原因有两个方面，一个是在施工建设过程中，软土地基原本的平衡遭到破坏而造成抗剪度减弱;另外一个原因便是连绵的阴雨天气让软土地基当中的土质水分快速增多，较大程度上造成剪应力的增加。

2水利工程软土地基处理技术

水利工程建设过程中，软土地基的处理方式主要受制于具体的条件与情况，施工过程中只要有一项没有处理好，就会出现地基不稳定的情况。所以处理技术对工程建设而言是一项非常重要的操作工序。

2.1排水砂垫层法排水砂垫层选用级配良好的中砂与粗砂，其中含泥量控制在5%以下，砂垫层施工方式为分层压实，其中的分层厚度、压实的次数全部要经过实际测验达标后确定。排水砂垫层一般在路堤底端地面铺设一层砂层，水利工程施工过程中，富含水分的软土层所受到的力逐渐加大，水分也不断通过砂垫层排出，以加快软土地基的固结。为了更好的保证砂垫层排水性，要求选择有较好渗水性的材料。砂垫层的铺设厚度控制0.6～1.0m为宜，为了更好的保证砂垫层的渗水性，要求在砂垫层上另外垫上一层黏性土，以封住水不让水返上路基。但是在路基两侧要另外修筑一条排水沟，这样从砂垫层中渗出的水便能够从此排出路基外，保证路基的绝对稳。

2.2加筋法加筋法指的是把有较强抗拉力的强土工合成材料填埋在土层之中，使用土颗粒位移和拉筋过程中产生的摩擦力，让土和加筋材料组成一个整体，减少整体变形幅度并提升整体稳定。可选择搭设塑料排水板，为的是加快淤泥排水层固结速度，进而实现地基强度加深的作用。除此之外，选择在砂垫层中另外铺设部分土工织物，受到土工织物拉性作用影响，对基底的应力分布做适当调节，能够有效降低地基的侧向位移和相对沉降，以实现地基稳定性提升的目的。

2.3预压砂井法排水系统和加压系统互相配合，便于地基中孔隙水的排出，一般选择较多的排水系统有水平排水垫层、排水砂沟亦或者是其他横向或者竖向的排水砂井或塑料排水板。加压系统使用包括堆载预压、真空预压或者下降地下水位等等。堆载预压与真空预压联合使用的情况下，也被叫做真空联合堆载预压。基本的操作方式如下，先把等待加固范围内的植被与表面土层清除，上面铺上一层砂垫层。之后垂直向下插入塑料排水板，砂垫层中以水平方位摆放一条排水管，用来改善加固地基的排水环境。另外再在砂垫层铺上一层密封膜，使用真空泵把密土膜以内的地基气压抽至80kpa以上。这个操作方法常常因为加固时间较长，难以全面实现真空处理，因此适合使用在工期要求相对宽松的淤泥质土地基的处理过程中。

2.4强夯法强力夯实指的是把80KN以上的夯锤，起吊至距离水平面较高的地方，通常距离是6～30m，让锤体能够自然下落，夯实土层。经过夯实作用的土体空隙受到压缩。与此同时，夯点附近出现的裂缝多半为孔隙水的出逸提供了较为便利的渠道，对于土体固结便利性好，能够有效提升土体的承重能力，并且夯实之后的地基大大缩小了建设荷载造成的压缩变形。

2.5化学固结法常规的软土地基处理方式无法取得理想效果的情况下，化学固结法便出现。化学固结法指的是使用一定的化学材料，对软土地基做填充与改造，以有效提升软土地基的强度，降低软土地基压缩性的变化速度，切实有效提升软土地基的承重能力，让软土土质能够达到水利工程建筑的地基设计条件。

2.6旋喷法旋喷法指的是借助旋喷机具所制造的旋喷桩而有效提升地基的承载能力，同时也能够当成联锁桩施工或者定向喷射成连续性墙用于地基防渗。旋喷桩指的是把有特殊喷嘴的注浆管放置在土层预定深度后有效提升，喷嘴同时以高速旋转，高压喷射水泥固化浆液和土体混合，并且凝固成桩。其对于一些有机质成分较大的地基没有太好的地基加固效果，所以需要小心处理。一些塘泥土、泥炭土等有较高有机质的土层则要尽可能的避免使用这种方法。

3工程实例

某水库位于河流中下流平原地区，只要建好，能够良好解决附近多个城镇的农业供水问题，经济效益突出。可是因为建设地点常年来受到流水的侵蚀，地基为砂质软土地基，无法较好的满足水库的建设要求。在对附近环境的勘查与分析后，发现距离施工设定地点4km的位置，有坚固的灰土土层，其强度与承受能力在经过夯实处理之后能够切实满足工程建设要求，所以选择使用土层置换法，对软土地基进行处理，能够在保持成本不变的情况下实现水库的良好建设，将其内在巨大的经济效益与社会效益发挥。因此在对水利施工软土地基的处理过程中，不可脱离实际，需要先对实际的地基情况做有效分析，从经济与社会的双重角度出发，选择合适的处理方式，以实现工程建设的顺利开展。另外工程建设过程中，在施工前对施工地点严格测量，包括水利工程测量、水利勘查以及水文地质勘探等等，对其性质做充分分析，确定一个最好的软土地基建设方案，将软土地基处理失败的出现概率降至最低，提升经济效益。

4结语

软土地基论文范文第4篇

【关键词】市政道路；软体地基；加固技术

1.软土地基简介

随着经济的发展，市政道路的施工进行的如火如荼，市政道路的施工质量与人们的日常生活息息相关，我国的幅员辽阔，地质条件也较为复杂，尤其在内地的湖河沉积地区以及沿海地区软土地基的分布情况十分广泛，在市政道路的施工过程中也常常会遇到软土地基的问题，这种地基的含水比大、承载力差、压缩比高，空隙比约为1.0，容易受到外界因素的干扰变大，难以满足现阶段市政道路施工的要求。为了保证市政道路的施工质量，必须采用相关的方式加强软土地基的稳定性，防止沉降问题的发生。目前，我国国内在处理市政道路软地基的加固方面已经取得了良好的成效，下面就针对软土地基的加固技术进行进一步的介绍。

2.市政道路软土地基的处理原则

对于市政道路软土地基的处理，首先要遵循经济性的原则，即在条件允许的范围内，要优先使用天然的材料进行加固，如工业废料、建筑垃圾等符合加固标准的材料进行加固，但是在材料的选择中要避免选择具有腐蚀性或者有机含量较高的垃圾，防止地基的加固难以达到规定的标准；其次，要遵循目的性的原则，即软土地基的处理必须要达到减小下渗、改善抗剪性、动力性的目的，防止地基出现变形以及液化的情况，将地基的压缩性控制在标准范围内，保证市政道路的后续使用质量。

3.市政道路施工中的软土地基加固技术

3.1 换填法

换填法是软土地基常用的加固方式，即在实地调查的基础上，将固定深度和范围内的软土地基挖出，进行换填，换填的材料需要选择稳定性高、强度好的材料，如石灰、砂石等等，在选择的过程中要遵循三个标准：

3.1.1 因地制宜的原则

在选择换填材料时，要根据施工场地的实际情况选择适宜的材料，以保证材料可以满足当地道路建设的需求，并做好材料中石头含量、粒径以及配级的检验，确定好材料之后，就可以将淤泥软土使用挖掘机挖除，用天然的材料进行置换，一般，开挖深度宜控制在2m以内，使用分层填筑、压实和检测进行施工，以便提高地基的承载力。

3.1.2 逐层加固的原则

在进行换填的过程中，为了保证压实的质量，必须对置换材料进行逐层压实，在换填的前期，需要对换填的面积和深度进行计算，再进行下阶段的换填和加固的工作，在第一层换填完成后，用机械碾压法将其反复压实，再进行逐层换填。

3.2 排水固结法

3.2.1 袋装沙井固结法

排水固结法包括袋装沙井固结法以及砂垫层处理法，袋装沙井固结法就是将符合标准要求的砂装入具有透水性的编织袋中，再利用辅助设备将沙袋侵入软土地基之中，这种固结的方法比较适宜用在厚度大于5m的软土层中、且地基承载力小于路堤建筑自重的情况中，具备施工效率高、施工费用低、用料少的特点，也是软土地基加固的常用方法之一。

3.2.2 砂垫层处理法

砂垫层处理法就是在软土地基的表面铺设好砂层进行排水的方式，令软土地基中的水分在上层荷载的影响下排水，从而达到地基加固的目的，使用这种加固方法时要注意，要保证排水固结的速度与路基填筑速度保持一致性，保证在填筑的过程中可以有效的实现排水，同时，避免上层荷载过大导致路基遭到破坏。

3.3 机械碾压加固法

机械碾压加固法是利用土壤中水分的特征来进行加固的一种方式，由于土壤中的水分是与以多种多样的形式存在，但是不管何种形式的水分在外力的作用下，也会被排挤出来，使用机械碾压就可以有效的排除地基中多余的水分，起到地基加固的作用。在进行加固的过程中，要根据实验数据来决定碾压的工艺，确定好碾压的力度、次数以及范围，在具体的工作过程中，要先使用小吨位碾压机进行碾压，进而使用大吨位碾压机进行碾压，碾压完成后再使用光轮碾压机进行碾压，在碾压过程中要遵循边线大到中的碾压原则，以1/3重叠的方式进行递进式碾压。

3.4 化学加固法

化学加固法就是利用化学材料对软土地基进行固结的处理方法，目前常见的化学加固法包括深层水泥加固法、石灰搅拌桩法以及灌浆法三种。

3.4.1 深层水泥加固法

使用深层水泥加固法对软土地基进行加固可以在短时间内得到需要的地基强度，使用该种方式加固后的地基具有变形小、无公害的优点，在北欧、日本、芬兰等国家已经得到了广泛的应用，在我国国内虽然应用时间较短，但是也取得了良好的社会效益和经济效益。

3.4.2 石灰搅拌桩法

石灰搅拌桩加固法是依靠石灰和土之间的物理反应形成所需的强度，应用在不同的地基中会产生不同的加固效果，加固的深度可以达到20m。在加固的过程中要通过机械搅拌的方式，在机械钻进时向地基内喷射压缩空气，在钻进要适度的标高后，要将钻头进行反向旋转，将生石灰输送至地基内，让土体和石灰进行充分的搅拌，形成具有水稳性、整体性以及一定强度的石灰桩。由于石灰桩具有膨胀挤密的作用，因此，在设计石灰桩是要遵循密布桩和小桩径的原则，桩间距和加固的深度应该按照沉降验算和稳定验算来确定，在验算完成后再进行施工。

3.4.3 灌浆法

灌浆法就是利用液压、气压以及电化学的原理，将一些可以固化的浆液注入到软土地基中，以便改善地基物理力学性质。在灌浆工程中，使用最广泛的浆材就是水泥，水泥的力学强度好、无毒、使用寿命长、材料价格低，但是在沉淀析水的影响下具有稳定性差的弱点，为了克服这些缺点，可以在水泥浆中加入砂、粘土以及粉煤灰等材料，或者掺入附加剂来改善浆液的性质。

4 结语

软土地基的加固是市政道路施工的关键性因素，关系着市政道路的施工质量以及使用寿命，目前，对软土地基的加固技术较多，需要根据施工地的实际情况以及周围环境进行综合判断和选择，保证软土地基加固的效果。

参考文献：

[1]张红梅.浅谈市政道路施工中软基加固技术[期刊论文]，科学之友，2012（06）

软土地基论文范文第5篇

关键词：桩-网复合地基 桩土应力比 桩土荷载分担比 土拱效应

Study of soil arching effect of geogrid-reinforced and pile-supported embankment

WANG LONG1，LONG Xiu-jun2

( 1. China Railway Engineering Consultants Group Co.,Ltd., Jinan 250022, China2.China Railway SIYUAN Survey and Design Group Co.,Ltd., Wuhan 430063, China)

Abstract: In this dissertation, based on soft soil foundation treatment of a coastal railway，Interaction characteristics between pile and soil on geogrid-reinforced and pile-supported embankment were studied. According to the the change law of pile-soil stress ratio and and pile-soil load share，soil arching effect and its change law with the load above were verified, which provide theoretical reference for optimization engineering design on soft soil foundation.

Key words: geogrid-reinforced and pile-supported embankment; pile-soil stress ratio; pile-soil load share; soil arching effect

中图分类号：TU47文献标识码： A 文章编号：

前言

我国幅员辽阔，软土分布范围广大，特别是在沿海地区，软土大面积发育。为了保证上部构筑物的稳定性，必须对软土地基进行处理。近年来，桩-网复合地基正在成为软土地区建筑工程中普遍采用的一种地基处理方式，对这种新型地基处理方式的作用机理及效果，已进行了大量研究，并取得了一定成果[1-6]，但是对桩网复合地基中的桩土相互作用规律的研究还有待深入。本文基于我国沿海地区某软土地基上的新建铁路地基处理工程，用模型试验的方法研究桩-网复合地基中的土拱效应。

1 工程概况

工程位于广东省潮州市，地表水网稻田发育。地表为第四系冲洪积相、海陆交互相成因淤泥及淤泥质粉质黏土、淤泥质砂，厚度约为10～32m，其下为第四系上更新统冲积层的粉质黏土、粉土、中细砂、粗砂、细圆砾土，总厚度30～60m。软土层主要为淤泥、淤泥质黏土、淤泥质砂层。

本模型试验原型地层分布特征如图1所示。可见，该断面软土地层主要为淤泥和黏土，层厚分别约为15m、10m，埋深5～30m，属于深厚层软土。现场采用PHC管桩对地基进行加固处理，管桩埋深约25m，桩间距2.5m；桩顶设置正方形桩帽；其上设置0.6m厚碎石垫层夹两层双向土工格栅。

图1现场地层分布特征

2 试验概况

模型中，采用聚丙烯PP-R冷水管（以下简称PP-R管）模拟管桩；选用普通杉木作为桩帽材料；选用聚乙烯四宗单层网来模拟土工格栅，采用常见的细角砾石来作为褥垫层材料；采用普通中砂来模拟路堤填料。模型中所用的地基土取自现场，为扰动样，物理力学性质与原型土层存在一定差异，模型试验中通过加水、搅拌、压实等操作保证了重度、含水量与原型相同。

本模型试验相似比为20，利用模型的对称性，在模型左右两边设置了不同桩间距进行对比试验。 本次模型试验选取了对应于现场的2.5m桩间距和比较用的3m桩间距，对应于模型中的桩间距为2.5/20=0.125m及3/20=0.15m。

3 数据分析

两种桩间距下桩土应力比随荷载的变化情况分别如图2、图3所示；两种桩间距下桩土荷载分担比随荷载的变化情况分别如图4、图5所示。

图2 小桩间距下桩土应力比变化曲线

图3 大桩间距下桩土应力比变化曲线

图4 小桩间距下桩土荷载分担比变化曲线

图5 大桩间距下桩土荷载分担比变化曲线

从图2～图5可以看出：

随着路堤填土荷载的增加，小桩间距下桩土应力比从最初的9逐渐增大到最终稳定的20，桩土荷载分担比从最初的79%逐渐增大到最终稳定的88%；而大桩间距下桩土应力比从最初的15逐渐增大到最终稳定的45，桩土荷载分担比从最初的81%逐渐增大到最终稳定的92%。且桩土应力比和桩土荷载分担比增大的速率随着时间的增长均逐渐变慢。说明在加载初期，桩的承载力发挥得并不充分，随着路堤填土荷载的进一步增加，桩同承担的荷载由桩间土逐渐向桩顶转移，桩的承载力才逐渐发挥出来。

小桩间距下，桩土应力比稳定在20左右，桩土荷载分担比稳定在88%左右；大桩间距下，桩土应力比稳定在45左右，桩土荷载分担比稳定在92%左右。可见，室内试验模型中，随着桩间距增大，桩土应力比明显增大，桩土荷载分担比略有增大，说明桩间距对桩土应力比有显著影响，而对桩土荷载分担比影响较小。其主要原因有以下两点：其一，由于桩的刚度相对于桩间土要大很多，在上部路堤填土荷载作用下，桩间土顶的沉降相对桩顶的沉降要大很多，使得路堤填土中产生了土拱效应，一部分原来由桩间土承担的荷载被转移到桩顶上来，因此桩土应力比明显增大；其二，由于桩帽的存在，直接与褥垫层接触的桩间土面积减小，大部分上部荷载都作用在桩帽上，在土拱效应作用下，从桩间土上转移到桩帽上的荷载相对于桩帽本身承担的荷载要小很多，因此桩土荷载分担比略有增大。

4 结论

本文采用模型试验的方法，研究了桩-网复合地基在软土地区的桩、土相互作用性状。可以看出：模型试验中，路基填土中存在土拱效应，刚度相对较大的桩承担了大部分荷载；随着桩间距增大，桩土应力比及桩土荷载分担比均增大，土拱效应发挥得更明显。本次模型试验对软土地区桩网复合地基的设计提供了一定参考依据。

此外，本次模型试验也存在不足之处，主要有：没有设计第三种桩间距进行同步的对比试验，因此不能就桩间距对土拱效应的影响做出准确评价。在下一步研究中可以重点进行桩间距对土拱效应的影响研究，为工程中选取最优的桩间距提供理论依据。

参考文献

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