軟基處理在岐關(guān)東路改造項(xiàng)目中的應(yīng)用

孫玉石

摘? ? 要：本文結(jié)合工程實(shí)例，簡(jiǎn)單介紹軟基處理在道路中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：道路;軟基處理;方案比選

1? 項(xiàng)目概況

中山市岐關(guān)東路是中山火炬高技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的主要道路，起點(diǎn)與翠嶺路、江陵西路和江陵?yáng)|路相接，終點(diǎn)至博愛七路，沿線有中山農(nóng)商銀行、商鋪、工廠等眾多單位，毗鄰火炬開發(fā)區(qū)醫(yī)院，也是火炬開發(fā)區(qū)重要的道路之一。本項(xiàng)目大致為東西走向，起于江陵西路，終于博愛西路，全長(zhǎng) 約2.2km。規(guī)劃為城市次干路，規(guī)劃紅線寬 24 m和 30 m，設(shè)計(jì)車速為 40km/h。

2? 工程地質(zhì)條件

擬改造項(xiàng)目屬于中山市的南部平原區(qū)，本次勘察查明，在勘探所揭露深度范圍內(nèi)，場(chǎng)地上部地層主要為第四系人工堆積層，第四系沖洪積層及殘積層，下伏基巖主要為燕山期花崗巖（γ）。依據(jù)地基土巖性結(jié)構(gòu)與物理力學(xué)性質(zhì)差異性，場(chǎng)地勘探深度范圍內(nèi)自上而下可分4 個(gè)主要工程地質(zhì)層（帶）：人工堆積層（Qml）、第四系沖洪積沉積層（Qal+pl）、殘積層（Qel）、花崗巖風(fēng)化帶（γ）。

3? 軟土地基處理方案的選擇

本項(xiàng)目為現(xiàn)狀道路改建，岐關(guān)東路現(xiàn)狀道路為水泥混凝土路面?，F(xiàn)狀混凝土道路已使用多年，沉降已基本完成，故不再進(jìn)行軟基處理;樁號(hào)K1+737～K2+154段（拓寬段、新建段）屬于軟土地基，由于路基下存在13m～15m的淤泥層，如果不進(jìn)行軟基處理，路基將可能將沉降0.5m～1.0m，將導(dǎo)致路面起伏不平，新舊路基銜接處出現(xiàn)裂縫甚至高差，道路沿線的景觀效果也會(huì)較差。為避免將來因道路沉降導(dǎo)致的道路二次改造，設(shè)計(jì)考慮對(duì)現(xiàn)狀路基進(jìn)行必要的軟基處理。

為了解決沉降問題，主要途徑分為以下三大類：第一大類為換填法或拋石擠淤法，去除軟土或摻石以改變現(xiàn)狀軟土特性，通常用于軟土層較淺時(shí)（一般≤2m）;第二大類別為采用排水固結(jié)法，土層設(shè)置排水通道后，通過堆載，強(qiáng)夯或真空預(yù)壓等方法讓軟土排水固結(jié)后提高軟土的強(qiáng)度以滿足穩(wěn)定和沉降的要求;第三大類別為樁基礎(chǔ)處理，通過設(shè)置半剛性或剛性樁將軟土地基改造成復(fù)合地基或樁承式地基。

根據(jù)本項(xiàng)目的地質(zhì)勘察資料，本項(xiàng)目淤泥層厚6.9～29.7m，平均18.3m。結(jié)合中山本地實(shí)際情況，考慮淤泥厚度較大，不考慮換填或拋石擠淤法，提出水泥土攪拌法、排水固結(jié)法（塑料排水板）、CFG樁三種典型處理方法進(jìn)行比選。

水泥固化樁復(fù)合地基（水泥土攪拌法）

水泥土攪拌法方案是通過機(jī)械，沿深度方向?qū)④浲僚c固化劑就地進(jìn)行攪拌，使土體與固化劑發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，沿深度方向形成加固體。水泥攪拌樁與天然地基組成水泥攪拌樁復(fù)合地基，從而提高地基強(qiáng)度和增大變形模量。

水泥土現(xiàn)拌法適用于處理包括淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土、砂性土、泥炭土等各種成因的飽和軟黏土，含水量較高且地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不大于120kPa的黏性土等地基。對(duì)泥炭土或地下水pH較低、有機(jī)質(zhì)含量高的粘性上，宜通過試驗(yàn)確定其適用性。

加固深度主要取決于使用攪拌機(jī)的動(dòng)力大小及地基反力國(guó)內(nèi)目前采用深層攪拌法的最大加固深度可達(dá)30m。

優(yōu)點(diǎn)：施工工藝成熟，工期短，工后沉降小，造價(jià)相對(duì)較低。

缺點(diǎn)：樁體強(qiáng)度不高，受土質(zhì)影響較大，施工時(shí)質(zhì)量控制要求較高。

水泥固化樁復(fù)合地基（CFG樁）

場(chǎng)地整平后在淤泥層進(jìn)行CFG樁的施工，根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)承載力、變形的要求、土質(zhì)條件、等確定樁長(zhǎng)和樁間距。樁上設(shè)樁帽并設(shè)加筋層，然后再將人工填土分層回填，壓實(shí)路基。這也是新填路基采用樁承式方式處理軟基時(shí)的常規(guī)做法。

優(yōu)點(diǎn)：樁體強(qiáng)度高，與樁頂處理后，拱形土體形成一個(gè)整體，處理深度大，工期較短，工后沉降小。

缺點(diǎn)：①本設(shè)計(jì)道路路基填土厚度不大，基本不超過3m，采用CFG樁這種樁承式路基形成不了土拱作用，后期容易產(chǎn)生樁位處路面隆起，樁之間路面沉降這種“蘑菇式路面”病害。②費(fèi)用較高，施工質(zhì)量控制要求較高。

排水固結(jié)法（塑料排水板）

排水固結(jié)法方案是在軟土中設(shè)置豎向排水系統(tǒng)（塑料排水板、袋裝沙井等）和水平排水系統(tǒng)（砂墊層），在堆載、真空等附加荷載的作用下，地基土排水固結(jié)，產(chǎn)生固結(jié)沉降，土體強(qiáng)度增長(zhǎng)，從而提高地基承載力，并有效減小工后沉降，超載預(yù)壓可以進(jìn)一步減少工后沉降。

優(yōu)點(diǎn)：施工打設(shè)簡(jiǎn)便、施工快、造價(jià)低。

缺點(diǎn)：施工工期過長(zhǎng)（6～12個(gè)月），處理深度不大，工后沉降大。

混凝土樁類復(fù)合地基（預(yù)應(yīng)力混凝土管樁復(fù)合地基）

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁復(fù)合地基是由剛度較大的管樁和樁間土共同分擔(dān)上部荷載。管樁復(fù)合地基適用于處理粘性土粉土砂土、人工填土和淤泥質(zhì)土等地基，具有承載力高、調(diào)整幅度大、沉降變形小、沉降穩(wěn)定較快等特點(diǎn)。在上部荷載作用下，大部分荷載由管樁承受，樁周摩阻力得到充分發(fā)揮，端阻力隨著荷載作用的時(shí)間及樁側(cè)阻力發(fā)揮的程度而逐漸增高。同時(shí)，樁頂褥墊層發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，使樁間土與樁身進(jìn)人共同工作狀態(tài)，逐漸形成復(fù)合地基。

優(yōu)點(diǎn)：施工打設(shè)簡(jiǎn)便、施工快，樁長(zhǎng)可以從幾米到20多米，可全樁發(fā)揮樁的側(cè)阻力，樁落在好的土層上還具有明顯的端承作用，工后沉降小。

缺點(diǎn)：造價(jià)高。

方案比選

排水固結(jié)法造價(jià)最低，但要求工期長(zhǎng)，市政工程難以做到，而且工后沉降大，達(dá)不到排水管道的沉降要求;CFG樁，沉降控制效果最好，但工程造價(jià)高，適用于填土（附加荷載）較高的路段。

根據(jù)本項(xiàng)目的地質(zhì)情況，綜合考慮了施工工藝成熟度、工期長(zhǎng)短、工后沉降、施工難度、造價(jià)等因素，比較四種軟基處理方案，最終本項(xiàng)目推薦分段采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁復(fù)合地基及水泥土攪拌法進(jìn)行軟基處理。

4? 路段軟基處理方案

4.1? 樁號(hào)K1+737～K1+866道路左、右幅和樁號(hào)K1+926～K2+154道路左幅

由于拓寬路基新增填土荷載平均高度為2.2m，有效深度=6.67*2.2=14.7m。綜合考慮①地質(zhì)條件、②設(shè)計(jì)對(duì)承載力要求、③路基沉降要求（不大于10cm）等因素，確定該段道路采用水泥土攪拌法進(jìn)行軟基處理，攪拌樁平均樁長(zhǎng)15m、樁間距2.0m、梅花樁布置。

道路路基兩側(cè)采用俯斜式路肩墻形式，擋墻材料為片石混凝土，墻高2m～3m。

4.2? 樁號(hào)K1+926～K2+154道路右幅

由于拓寬路基外側(cè)有現(xiàn)狀魚塘，新增填土荷載平均高度為4.5m，為減少占地，設(shè)計(jì)考慮該段道路右幅采用鋼筋混凝土懸臂式擋土墻的形式，擴(kuò)大擋墻底板至現(xiàn)狀路基邊，底板下采用管樁樁承式地基的處理方式，綜合考慮①地質(zhì)條件、②設(shè)計(jì)對(duì)承載力要求等因素，管樁平均樁長(zhǎng)40m、樁橫向間距5.0m、縱向間距4.0m。

5? 結(jié)語(yǔ)

軟基處理涉及面廣，實(shí)踐性強(qiáng)，同時(shí)由于各地自然地質(zhì)條件差異大，地基處理技術(shù)的地區(qū)性也比較顯著，在許多情況下要因地制宜地處理問題。軟土地基處理是道路工程中極為重要的一環(huán)，在實(shí)際工程實(shí)施過程中，更多軟基處理的新技術(shù)、新工藝在工程中被認(rèn)識(shí)并采用。隨著工程建設(shè)發(fā)展的需要及研究的不斷深入，我國(guó)必將在設(shè)計(jì)理論、計(jì)算方法、施工工藝、施工設(shè)備等一系列方向有新的突破。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB/T 50783—2012.復(fù)合地基技術(shù)規(guī)范[S].

[2] JTG D30—2015.公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 [S].