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面对碎石桩符合地基现状，设计单位拟采用400×400mm钢筋混凝土预制桩补强。此方案费用甲方（交通干校）难以接受。为此，1993年6月特委托我院对复合地基重新研究，对补救方案分析论证，并提出最终地基加固方案。
为了保证加固方案的可靠性，我院对复合地基作了补充检验，以了解在孔隙水充分消散及土体强度恢复后复合地基的形状，并验证第一次检验的结论。补充检验增加了静力触探试验。相隔了一个月，两次检验桩间土及复合地基形状变化甚微（表2）。
根据现有地基条件，对如下几种地基补救方案进行了分析与评价，摘要如下：
2.1 加密碎石桩方案
在现有碎石桩间补打碎石桩1026根，桩长7.0m,复合地基承载力标准值可以满足设计基底压力要求。但基坑已挖至基底，上覆压力甚小，桩顶部侧限条件差，质量难以保证，势必要加大基础下碎石垫层厚度，且工期长，投资较大。
2.2 钢筋混凝土预制桩方案
该方案为桩箱基础，能满足建筑荷载对地基强度和沉降变形的要求。桩截面尺寸为400mm×400mm，桩长17.0m，桩端置于⑤层卵石中，单桩竖向承载力为600KN，需桩数308根，费用高，工期较长， 环境影响很大。 2.3 砂卵石垫层方案
换填砂卵石垫层，当垫层厚度Z≤3.0m时，Z/b〈0.25（b为箱基宽度，取平均值为17.5m），不产生应力扩散作用；当Z/b≥0.25，砂卵石最小换填厚度Z≈4.4m，饱和黄土层余留厚度约0.6m，在应力扩散的同时，也增加了软弱层顶面的土体自重，并且不满足强度验算要求。垫层厚度超过3.0m时，施工质量较难控制。因此，该方案在技术上是不可行的，同时随着基坑的加深，边坡支护费用也大大增加。
2.4 加筋复合垫层方案
本工程加筋复合垫层即加筋砂卵石垫层，也就是在砂卵石垫层中水平向铺设数层土工织物筋层所构成的复合垫层。随着土工织物筋层的加入，在建筑荷载作用下，筋层的高拉强度得到发挥，筋层界面上的摩擦力使得垫层的侧限作用与"粘聚"作用同时作用，从而提高和保证了垫层的整体性和刚度，复合垫层由此发挥出调整应力分布、扩散应力的能力。这些已在工程初中和离心模型试验中得到证实。
加筋复合垫层加固地基的原理就是：通过"硬土板"式的复合垫层的应力扩散、调整应力分布以及增强侧限等能力，阻止软弱地基土的侧向挤出和隆起，达到减小沉降变形， 发挥软弱下卧层天然状态时的地基潜力。此外，饱和黄土层位于上覆加筋复合垫层及下卧粉细砂层之间，构成大板基础的荷载作用下两个粗糙平面之间的薄软弱层，特别是对箱筏基础，基础板宽度多在10.0m以上，垫层厚度Z与基础宽度b之比（Z/b）往往不能满足≥0.25的要求，这时对其稳定性分析，根据大量工程初中证明，采用薄层挤压理论是成功的，据此对软弱饱和黄土平面层进行计算分析，说明采用加筋复合垫层是安全可行的。
本工程采用加筋复合垫层，自理方法符合饱和黄土的工程特性，垫层厚度小（Z=2.5m，Z/b<0.25），保留了较厚的软弱饱和黄土。在满足强度难处和允许变形的前提下，即不过多地增加边坡支护费用，又充分利用了现有碎石桩体排水路径短、加速固结的特点。且施工方法简单、造价低，在雨季之前可完成地基处理，为基础施工抢出时间。
上述方案技术、经济综合对比见表3。
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表3 拟建教学楼地基补救方案综合对比 |
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地基补救方案名称 |
技术可行性 |
投资费用/元 |
施工检验内容 |
工期/天 |
环境影响 |
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加密碎石桩 |
可行 |
286830 |
两台打桩机日工作16小时，包括施工和检验 |
60 |
噪声较大，污染大。 |
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钢筋混凝土预制桩 |
可行 |
540000 |
两台打桩机日工作16小时，包括灌桩及试验 |
80 |
振动对相邻地段影响大。 |
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砂卵石垫层 |
不可行 |
141840 |
3.0m垫层，施工检验同步进行。 |
20 |
扫育支厚度大于3.0m时，基坑放坡占地大。 |
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加筋复合垫层 |
可行 |
161840 |
3.0m垫层，施工检验同步进行。 |
20 |
影响较小 |
因此，从地基加固理论技术、成本工期、环境因素等综合考虑，最终地基加固采用了加筋复合垫层方案。
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