［摘 要］
本文通过对真空预压+堆载与粉喷桩处理软土地基的比较，为对同类工程的软基处理提供借鉴。
［关键词］
真空+堆载预压 粉喷桩 软土地基
一、前言
加固软土地基在沿海发达地区成为高速公路建设的一个关键。本文从真空预压+堆载联合加固法及粉喷桩加固软土地基的加固机理、适用范围、效益进行比较，为同类工程提供一些借鉴。
二、加固软基机理
粉喷桩是深层搅拌加固技术的一种。它是用改制的螺旋钻机，将钻杆钻至设计要求的土层深度，钻头到达下部持力层后，用压缩空气将水泥或生石灰粉经钻杆内孔输送至钻头上特制的喷嘴，随同钻头旋转向四周土体喷射，同时钻杆以一定的速度提升。钻头上的叶片将其四周一定范围内的土体自下而上不断切割，使之疏松，并与水泥或生石灰粉搅拌混合胶结，硬化后即可形成一定直径的强度高于原土层的固结体。粉喷桩的桩身无侧限抗压强度可达780~2000kpa。采用粉喷桩处理后的复合地基承载力可达160~180kpa，甚至更高。
真空预压+堆载预压法加固软基是在真空预压法和堆载预压法基础上发展起来的，两者都是属于排水固结法。排水固结法就是利用外加荷载,对天然软土地基或预设了竖向排水通道(通常是袋装砂井或塑料排水板)的软土地基进行分级加压，使土体中的孔隙水逐渐排出，沿横向排水系统(一般为砂垫层)被排至场地外远处，土体逐渐固结，地基发生沉降，同时强度也逐步得到提高。真空联合堆载预压法就是利用“真空荷载”和堆土荷载作为分级加压的加压系统，一般设袋装砂井(或塑料排水板)，砂垫层作为排水系统，在两个系统的共同作用下，地基迅速发生沉降，通常在预压施工期间，沉降基本完成或大部分完成；同时可增加地基土的抗剪强度，从而提高地基的承载力和稳定性。当施加真空荷载抽出部分水和气时，土体孔隙中形成负的超孔隙水压力，部分土体处于非饱和真空负压状态,在总应力不变的情况下，孔隙水压力减小，原来由孔隙水承担的压力逐步转化为土的有效应力，从而使地基土强度及承载力得到提高。
真空系统主要是利用密封膜履盖在需加固的场地表面，并使其四周埋入适当深度和性能的土层中，以保证与大气隔绝，然后用真空装置进行抽气而形成。在真空度不断向地基中传递的过程中，在地表横向排水体和土体内竖向排水体中形成低压(相对大气压而言)区，使土体和排水体之间产生压力差，在此压力差和堆土荷载的联合用下，土体中的孔隙水不断排出，直至达到预期目的。
随着真空预压技术的发展，现在的真空度可达到80~90kpa，相当于4~6m多的普通填土荷载，而且在施加真空荷载时，由被处理区四周向低压区产生近水平向的压力，使四周土体趋于向预压区移动，这样在一定程度上有利于抗滑移失稳。所以，真空联合堆载预压法对加速土体固结(减少工后沉降)，提高地基整体稳定性，增加地基强度有积极的作用。
三、适用范围比较
当粉喷桩打穿软土层进入较硬的持力层沉降很少；若未打穿软土层，成为悬浮式时沉降就大。遇到的深厚软土时，现有的粉喷桩机所达深度远远不及，工程应用受到了限制。
粉喷桩质量的优劣主要反映在粉喷桩的强度指标上，这不仅与掺入粉体的质量、施工工艺、地基土的性质有关，其中尤以含水量的关系甚为密切。规范规定，地基土 的天然含水量在小于30％或大于70％时不宜采用。
大量的工程实践与理论研究都已证明，真空排水预压法是处理软粘土地基的有效方法之一，尤其对分布在沿海地区的含水量高、强度低、压缩性大和透水性差的软弱粘土层特别有效。
四、效益比较
粉喷桩施工速度快，使工期短，一昼夜最快可制直径0.5m、长10m的桩50根，施工工期是真空预压法工期的1/4。
粉喷桩施工设备简单，费用低。在设计复合地基承载力为120kpa、粉喷量为45kg的情况下，每成桩1m的造价约37～45元，仅为真空预压法的85%。
五、小结
综合上面的分析对比，可以看出，真空预压+堆载联合加固软土地基的特点主要体现在：
● 地基的沉降在联合加固期间大部分被消除（80%～90%）或基本消除。路堤在使用期间不致有过大的沉降和沉降差，可以大大减少桥头跳车。
● 联合加固能加速地基土抗剪度的增长，从而提高地基的承载力和稳定性。
● 施工不受气候影响，在雨季仍可正常施工，可以缩短工期，提高施工效率。
● 处理含水量高、强度低、压缩性大和透水性差的软弱粘土层特别有效。
而粉喷桩加固软基的特点体现在：
● 施工费用低廉、操作简单。
● 土体与固化剂胶结能有效地减少地基的总沉降量，控制路堤的工后沉降。
● 能承受较大的加荷速率。
● 抗侧向变形能力强。
● 可大大缩短施工期。
综合考虑软土地基加固技术效果和经济效益，粉喷桩加固软土地基具有许多优势，是值得推广的一种施工工艺。但对于含水量高、软土层厚的软弱粘土层采用真空预压+堆载联合加固法具有一定优势。
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