摘要：大直徑復合柱深厚軟基“剛性復合厚殼層”的地基處理，就是按照不同設計要求將不同類型的大直徑快速沉入深厚軟基設計標高處中，使不同類型的大直徑植在施工后變成大直徑復合柱，同時與樁間土友好協(xié)同作用，共同完成形成了“深厚的剛性復合厚殼層”。其樁具有直徑大、復合、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；“深厚的剛性復合厚売層”具有深厚整體剛性復合層，可傳遞上部不同的復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，深厚剛性復合體整體的抗豎向、抗水平推力及抗側(cè)滑能力強，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個月、減少施工出士量50%，在軟基施工工程中可充分利用“應”廢棄的軟淤泥土、充分發(fā)揮大直徑復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
當前我國正處高速發(fā)展時期，然而在處理10m以上深厚軟弱士地基上時施工單位“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，又要滿足設計施工《標準》的現(xiàn)狀，處理層的復合體往往都“合格”，但現(xiàn)實反映的結(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，已嚴重影響了通車能力，甚至封路大修。經(jīng)過多年現(xiàn)場的施工、試驗、檢測及課題研究后發(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)重視復合體的處理層、輕下臥層，米用的處理方法及施工技術質(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)高速公路是國道主干線廣州繞城公路九江至小塘段是國家重點項目，該項目位于廣東省經(jīng)濟最為活躍的珠江三角洲，地處珠江三角洲水網(wǎng)發(fā)達地區(qū)，工程地質(zhì)復雜多變，軟基密布，全線需處理的軟基段達20多公里，最深處理深度達18m-20m，橋頭填士厚高達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“深厚軟基剛性復合厚殼層”處理施工的方法，通車10年來整體沉降及差異沉降已遠遠滿足了設計要求近1/500的技術水平。
三、剛性復合厚殼層的工作原理及工藝
剛性復合厚殼層的工作原理是由：大直徑剛性復合樁+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合厚殼層整體一種新型軟基處理施工技術。
四、剛性復合厚殼層的工程應用
4.1試驗段工程的地質(zhì)報告
4.2大直徑復合樁在深厚軟基工程的應用
本次大直徑剛性復合樁技術的施工、科研試驗選在珠江三角洲環(huán)形高速公路西環(huán)段(南段)高速公路即國道主干線廣州繞城公路九江至小塘段四標段上典型的深厚軟基進行施工處理。采用了“剛性復合厚殼層”技術，其軟基層厚度18m-22m，剛性樁外直徑Φ1000m，設計樁長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。
大直徑剛性復合柱施工、樁載荷試驗檢測為2005年12月至2006年7月,全線通車時間為2008年12月,此條高負著粵西、粵南高速至廣州自云國際機場和粵北高速分流互通的作用。本次科研課題在結(jié)題及評審鑒定會前專門組織了專家到西二環(huán)段（南段）四標科研段實地考察并錄了像，認為已具備審鑒定驗收條件,于2013年12月19日上午廣東省交通運輸廳在廣州市組織召開了“廣東高等級公路軟基大直徑現(xiàn)澆樁地基處理設計及受力性狀研究”項目成果鑒定會。結(jié)論：本次項目科研成果總體達到國際領先水平。
4.3大直徑復合樁深厚軟基處理現(xiàn)場施工
4.4大直徑剛性復合樁高速公路應用9年后的效果
大直徑剛性復合柱技術在西二環(huán)段(南段)四標段的深厚軟基處理施工、驗收及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。剛性復合厚殼層技術是深厚軟土復合地基加固處理的一種新型工藝技術，其樁具有直徑大、復合、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:“深厚的剛性復合厚売層”具有深厚整體剛性復合層，可傳遞上部不同的復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，深厚剛性復合體整體的抗豎向、抗水平推力及抗側(cè)滑能力強，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個月、減少施工出土量50%，在軟基施工工程中可充分利用“應”廢棄的軟淤泥土、充分發(fā)揮大直徑復合樁與改良后的樁間土協(xié)同作用,“變廢為寶”，此技術可廣泛應在高速、高鐵、市政、機場、港口碼頭堆場、護岸結(jié)構體、水利水渠擋土墻和建筑深基坑的支護結(jié)構體系等復合樁基礎中，為典型的綠色環(huán)保施工工程。
4.5本次科研的主要技術內(nèi)容及性能指標
4.5.1 通過開展現(xiàn)場大直徑現(xiàn)澆砼剛性樁單樁及復合地基的靜載荷試驗，揭示了其承載性能通過開展路提下現(xiàn)場大直徑現(xiàn)澆砼剛性樁復合地基表面沉降、深層沉降、孔壓、水平位移、樁士應力等的現(xiàn)場試驗，得到不同路提填士高度下復合地基的應力、變形規(guī)律，并通過數(shù)值模擬分析了路堤土拱效應和墊層拉摸效應規(guī)律揭示了現(xiàn)場大直徑現(xiàn)澆砼剛性柱加固軟基機理。
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層、樁間土間相互影響和協(xié)同工作特性和機理。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%，土拱效應均在剛性樁蓋板、土工格柵、碎石墊層完成后，其上壓實覆土完成2m以上才出現(xiàn)(原位實測)。
4.6本次科研成果的創(chuàng)造性及先進性
4.6.1 通過開展路堤下現(xiàn)場大直徑現(xiàn)澆砼剛性柱復合地基現(xiàn)場試驗和檢測，得到不同路堤填土高度下復合地基的應力、變形規(guī)律，并通過數(shù)值模擬分析了路堤“土拱效應”和墊層拉模效應規(guī)律，揭示了現(xiàn)場大直徑現(xiàn)澆混凝土剛性樁加固軟基機理。
4.6.2 2013年12月19日,課題成果通過了廣東省交通運輸廳紐織的鑒定認為：本科研成果對大直徑現(xiàn)澆混凝土剛性技術及其應用，進行了全面的工程試驗和科學研究,所取得的成果社會和經(jīng)濟效益顯著，具有較大的推廣應用價值。研究成果總體達到國際領先水平。
五、結(jié)論
剛性復合厚売層技術首次在珠江三角洲工程試驗獲得的成功案例，再次證明了它的獨特、獨創(chuàng)性：這一核心技術可廣泛應用于高速公路、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樁工程、堤壩、水利工程、機場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高、工期長、施工難度大的技術瓶頸,同時還具有施工方法簡捷、沉管時間快、深、現(xiàn)澆質(zhì)量可靠、施工周期縮短、耐久性能好以及保護環(huán)境等顯而易見的優(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；大直徑剛性復合樁“剛性復合厚売層”技術提供的是一種質(zhì)量穩(wěn)定安全、新型、環(huán)保、省材、省力省時、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和工藝，本次工程科研試驗獲得的成功和研究成果，將為今后復雜基礎工程建設提供了一整套科學解決方案
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