土工格室-碎石桩双向增强复合地基研究进展

　　介绍了土工格室-碎石桩双向增强复合地基这一新型地基处理方法的处治技术及其特点，在分别对碎石桩复合地基和土工格室加筋体工作机理进行研究的基础上探讨了土工格室-碎石桩双向增强复合地基的加固机理，简要总结了土工格室-碎石桩双向增强复合地基试验研究、数值分析及双向增强复合地基的设计计算理论的研究现状。后讨论了土工格室-碎石桩双向增强复合地基尚需进一步研究的问题。

　　随着高速公路建设的迅猛发展，穿越软弱地基的工程逐步增多，地基处理已成为影响高速公路建设工程质量的关键因素之一。复合地基因其具有桩土共同承担荷载的优点而被广泛应用于工程实践。按目前的概念，复合地基可分为水平增强体型和竖直向增强体型2种基本形式，一般称之为“单一型复合地基”。对于“单一型复合地基”，目前已有大量的研究工作，土工格室，形成了一套相对成熟的计算理论。但由于实际工程地质条件的复杂多变性，加上控制地基沉降、保持地基稳定、加快工期、节约投资等因素的制约，传统单一型复合地基往往不能满足要求。在这种情况下，双向增强体型复合地基应运而生，它是“水平向增强体与竖直向增强体”联合的复合地基形式，可博采上述2种单一形式之长，取得更佳的技术经济效果。

　　目前，潜水河道治理土工格室，有关“水平向增强体与竖直向增强体”联合型复合地基的名称或提法较多，如以黏结材料桩为竖向增强体的组合型复合地基在路基工程中常称为“桩承式水平加筋路堤”或“桩承式路堤”;也有根据复合地基组成命名的，如“桩2网复合地基”、“土工格室2碎石桩复合地基”、“粉喷桩2土工格栅复合地基”等。

　　本文中将“水平向增强体与竖直向增强体”联合型复合地基统称为“双向增强复合地基”，其中竖向增强体主要是桩体，用于载重堤防土工格室，可以是刚性桩、柔性桩等黏结材料桩，也可以是碎石桩等散体材料桩;水平向增强体的加筋材料可以是钢带、钢条、钢筋混凝土带、土工合成材料等。其中土工合成材料是一种新型的岩土工程材料，包括土工织物、土工格栅、土工膜、土工布、土工格室等。加筋材料的铺设可单向，也可双向;按需要可铺设1层，也可与填土间隔多层铺设。

　　综上所述，双向增强复合地基的组合形式较多。目前关于“二维土工合成材料(如土工格栅等)与黏结性材料桩(如混凝土桩等)”组成的双向增强复合地基的研究相对较多，但关于“土工格室(三维土工合成材料)2碎石桩(散体材料桩)”组成的双向增强复合地基的文献报道尚不多见。为进一步推广土工格室2碎石桩双向增强复合地基技术在软基处治中的应用，本文中拟对其处治技术、加固机理、试验研究及计算理论等进行探讨。

双向增强复合地基土工格室加筋体变形分析

　　为解决现有梁、板法不能同时考虑桩土差异刚度、布桩形式以及摩阻效应对土工格室加筋体变形影响的问题，将单桩影响范围内的土工格室视为受上部荷载、水平摩阻力及桩土支撑力共同作用下的弹性圆薄板，并基于Winkler假定考虑了土工格室与桩土加固区的变形协调;根据单元体静力平衡建立了考虑水平摩阻效应的格室体挠曲变形控制微分方程，利用Bessel复变函数构造出不同条件下的挠度解析表达式，在此基础上得到了双向增强复合地基网下桩土应力比、沉降及桩土差异沉降的计算公式;采用室内试验对该方法进行了验证，并在此基础上利用该方法探讨分析了格室加筋体的复合弹性模量、水平摩阻系数、桩土刚度比等因素对双向增强复合地基网下桩土应力比和沉降的影响。研究结果表明:与实测值的对比结果显示该方法具有可行性;摩阻效应对桩土差异沉降影响较大，且在桩土刚度较大或加筋体复合弹性模量较小时，摩阻效应对桩土应力比、沉降影响亦十分显著。

　　双向增强复合地基工作情况可以用土工格室垫层的变形表示，桩土沉降等参数也可以根据其变形来进行计算，目前模拟格室体的“柔性筏板”作用主要是格室加筋体板、梁结构计算。格室加筋体的受力很复杂，不仅受到桩与桩间土的支撑力以及还有路堤的竖向压力，而在变形的时候上下界面受垫层填料的摩阻力，然而目前在模拟格室体的方法上又存在一定的局限性，因此对土工格室变形计算进行研究是十分有必要的。

工程设施的开展，无可避免的形成了大量岩土边坡，支撑管路土工格室，这些边坡地带，植被稀疏，传统加固措施，大多采用砌石及喷混泥土，浪费财力还破坏生态环境。直到生态护坡技术的出现，充分绿化岩土边坡，防止水土流失，保护工程也美化环境！常见的生态护坡有土工格室植草护坡、土工网垫植草护坡、框格内填土植草护坡等，今天我们来比较一下它们的优缺点，扬长避短才能更好的实现经济与生态的可持续发展。

                 土工格室护坡填土完毕图土工格室植草护坡：是指在展开并固定在坡面上的土工格室内填充改良客土，然后在格室上挂三维植被网，进行喷播施工的一种护坡技术。利用土工格室为草坪生长提供稳定、良好的生存环境。特点：采用土工格室植草，可使不毛之地的边坡充分绿化，带孔的格式还能增加坡面的排水性能。适合于坡度较缓的泥岩、灰岩、砂岩等岩质路堑边坡。缺点：要求边坡坡度较缓。 土工网垫植草护坡：土工网垫是一种新型土木工程材料，用于植草固土用的一种三维结构的似丝瓜网络样的网垫，质地疏松、柔韧，留有90%的空间可充填土壤、沙砾和细石，植物根系可以穿过其间，舒适、整齐、均衡的生长，长成后的草皮使网垫、草皮、泥土表面牢固地结合在一起，由于植物根系可深入地表以下30—40cm，形成了一层坚固的绿色复合保护层。比一般草皮护坡具有更高的抗冲能力，适用于任何复杂地形，多用于堤坝护坡及排水沟、公路边坡的防护。特点：土工网垫草皮护坡具有成本低、施工方便、恢复植被、美化环境等优点。缺点：现在的土工网垫大多数以热塑树脂为原料，塑料老化后，在土壤里容易形成二次污染。 框格内填土植草护坡：框格内填土植被护坡是指先在边坡上用预制框格或混凝土砌筑框格，再在框格内置土种植绿色植物。为固定客土，可与土工格室植草护坡、三维植被网护坡、浆砌片石骨架植草护坡、蜂巢式网格植草护坡结合使用。该方法造价高，一般仅在那些浅层稳定性差且难以绿化的高陡岩坡和贫瘠土坡中采用。

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