公路碎石桩复合地基试验研究分析
摘要：本人有幸参加了104高速公路的碎石桩复合地基试验研究，通过对碎石桩复合地基静载荷试验研究，探讨了复合地基承载力极限值和标准值的测定方法，同时对复合地基承载力标准值的计算方法进行了修正。
关键词：碎石桩，复合地基，静载荷试验，承载力标准值
1现场地质条件和碎石桩工程概况
根据104高速公路现场挖掘揭露，软土区地层分布情况大致是：地表为0~0.5m厚的耕植土；其下为0~0.8m不等的低液限粘土或淤泥质粘土，其性状以软塑为主，局部可塑，局部地段还含有一层有机质土和含砂低液限粘土；有些地段在软土中还含有0.4~1.2m厚度不等的夹层，其埋深约0.8~2.0m；下伏基岩大多为硅化板岩、花岗岩等，全风化，呈土状。各土层土性指标如表1。
表1地层参数表
根据现场土质情况，碎石桩的布置沿路线方向应超出设计加固长度2~3排，沿道路横断面超出基底宽度2排。桩的平面布置形式采有正三角形，即梅花形布置，碎石桩的间距为1.5m。采用Φ325桩管，配Φ375的大头型活瓣式桩尖，振动成桩后直径可达425mm，桩端落在持力层上，桩体材料采用未风化干净砾石，砾石粒径20~40mm，自然级配，含泥量小于5%。
2现场静载荷试验
课题组在k105段分别进行了复合地基碎石桩、桩间土、未处理土的三组静载荷试验；在k111段，对点1839、2659、6758进行了复合地基静载荷试验，荷载-沉降曲线对比见图1~图6。
3试验资料分析
从试验得到的荷载-沉降曲线可看出：复合地基、桩间土的p-s曲线比较平缓，看不出有明显的拐点，没有达到极限承载力值，因此须按相对变形控制容许承载力值，粘性土取沉降比s/b为0.02时的荷载作为承载力标准值。碎石桩的承载力标准值可根据p-s曲线或s-lgp曲线判定：当按p-s曲线判断时，取沉降比s/b为0.02时的荷载；当按s-lgp曲线判断时，取陡降直线段起始点所对应的荷载作为其极限荷载，并取极限荷载的一半。未处理土的p-s曲线没有拐弯点，沉降随压力的增大呈直线增长，也可取沉降比s/b为0.02时的荷载作为承载力标准值。
根据试验图表和上述可许算复合地基、桩间土、未处理土的承载力值如表2所示，碎石桩的承载力值如表3所示。
表2复合地基、桩间土、未处理土静荷试验容许承载力值表
表3碎石桩静载荷承载力值表kPa
4 复合地基承载力值确定
根据规范，碎石桩复合地基承载力标准值应按现场荷载试验确定，也可用单桩和桩间土的载荷试验按计算。、分别为碎石桩和桩间土的承载力值。而通过本次载荷试验资料分析，桩体、桩间土承载力的发挥并不是同步的，桩间土承载力的发挥滞后于桩体承载力的发挥。因此计算复合地基承载力标准值时，不应采用桩体和桩间土承载力标准值直接进行计算，而应引入一个表明桩体和桩间土承载力发挥程度的系数对桩体和桩间土承载力标准值进行修正，即桩体承载力修正系数和桩间土承载力修正系数：
（1）
（2）
式中：—复合地基达到承载力标准值时桩体的承载力；
—复合地基达到承载力标准值时桩间土的承载力。
于是修正后复合地基承载力计算式为：
（3）
根据试验资料分析可知，对临长路来说，为0.96~1.45，为0.84~1.08。并且通过几个点的计算结果比较可发现修正系数值k105段大于k111段，因为当复合地基承载力值大时，修正系数也较大，从承载机理上分析，碎石桩加固效果较好时，复合地基中碎石桩和桩间土承载力发挥能力越强。因此本文提出的复合地基承载力标准值为参考依据的计算方法在机理上更为合理。
5结论
课题组对104高速路软基处理段进行了静载荷试验，探讨了碎石桩复合地基的承载机理，对指导工程实践和完善碎石桩复合地基理论有较大的参考意义，通过本文分析，可得到以下结论：
1）碎石桩加固软土路基可取得良好效果，104高速路软基处理后地基承载力值提高约为2.5倍。
2）复合地基p-s曲线较平缓，难确定其极限承载力，应按相对变形确定复合地基的容许承载力值，碎石桩的极限承载力可根据p-s曲线和s-lgp曲线确定。
3）本文讨论了复合地基承载力值的计算方法，对规范公式进行了修正，并探讨了修正系数的确定方法。
参考文献：
[1]中国建筑科学研究院.建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,1995.
[2]中国建筑科学研究院.建筑地基处理技术规范[S].北京:中国计划出版社,2000.