沖海積平原地貌區(qū)軟土路基處理方案

■曾慶河

（漳州市交通建設(shè)工程技術(shù)中心，漳州 363000）

沖海積平原的形成主要是由于淤積隨海浪運動堆積海岸，使海積物固結(jié)凝聚，從而形成的一種堆積平原地形，均分布在濱海地區(qū)，海拔高度一般在10 m 以下。 沖海積平原地貌區(qū)在我國分布較少，主要集中在沿海地區(qū)，如福州平原、莆田平原、泉州平原、漳州平原、濠江兩岸、惠來獅石湖、南澳后宅、番禺沿海地帶、文昌平原等均為此地貌類型。 其地質(zhì)特點表現(xiàn)為軟土較為發(fā)育， 往往呈多層分布，若在填方路基段未妥善處理，極易造成公路路基失穩(wěn)及承載能力不足等問題。

1 軟基處理方案的選擇

目前主要有排水固結(jié)法和復(fù)合地基法兩大類處理方法[1]（表1、表2）。 排水固結(jié)法可以加速地基沉降，使施工后沉降較小，但對于提高土體抗剪強度和地基承載力的作用有限，特別是對于較高填土的路堤，路堤容易沿著地基基礎(chǔ)軟弱面發(fā)生剪切破壞，施工工期較長，對于工期要求緊的工程不適用。而復(fù)合地基法可以有效地提高地基基礎(chǔ)的承載力，結(jié)合樁體頂部砂墊層， 通過路堤填土堆載預(yù)壓，可有效排除地下水，減少工后沉降。

表1 軟基處理方案（一）

表2 軟基處理方案（二）

2 工程概況與實施過程

2.1 工程概況

依托工程范圍為國道319 線改線一期工程（廈漳同城大道）K12+242～K15+980， 地處漳州平原地區(qū)，采用瀝青混凝土路面，設(shè)計荷載BZZ-100kN，主線全長26.4 km。 按照一級公路兼城市快速路功能標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，雙向八車道，兩側(cè)設(shè)非機動車道、人行道，設(shè)計速度為主行車道80 km/h、輔道40 km/h。本項目（圖1）軟土路基段全長3.738 km，大部分位于九龍江江灘上，均處于沖海積平原地貌區(qū)，地層巖性相對復(fù)雜，特殊性巖土為軟土，淤泥和淤泥質(zhì)土廣泛分布，厚度在14.0～19.4 m 不等，埋藏深度一般在5.0～27.3 m，局部段落存在多層淤泥或淤泥質(zhì)粘土層。 故亟待解決的工程地質(zhì)問題主要為深厚軟土地基和砂土液化。

圖1 工程地質(zhì)詳勘圖

2.2 地基處理方案

2.2.1 深厚軟土地基處理方案

本段路基主道填土高度一般在3.0～7.0 m 之間，軟土在路基全線均有分布，但分布深度有所差別，結(jié)合地質(zhì)資料、地基基底承載力、工后沉降要求、 施工條件以及其他因素考慮， 采取以下方案：（1）對于一般路基段，采用水泥攪拌樁（軟基深度<18 m）或CFG 樁（軟基深度>18 m）進(jìn)行軟基處理；（2）對于橋頭過渡段及涵洞、通道、擋墻基底或軟土基底埋置深度較大路段， 采用CFG 樁進(jìn)行軟基處理；（3）對于施工凈空受限的范圍內(nèi)地基，采用高壓旋噴樁進(jìn)行處理。 另外，由于雙向水泥攪拌樁的工藝先進(jìn)，施工速度快，成樁質(zhì)量較好，處理效果較好，處理費用適中，因此特別設(shè)置雙向水泥攪拌樁軟基處理試驗段，為新型技術(shù)的發(fā)展提供可靠的依據(jù)，從而推動新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

2.2.2 砂土液化處理方案

砂土液化路段采取以下方案：（1）對僅存在砂土液化而不存在軟基的路段，采用擠密砂樁進(jìn)行處理， 處理深度以穿過液化細(xì)砂層控制， 間距采用1.5 m；（2）對既存在砂土液化同時存在軟基的路段，采用深層軟基處理方案或一般軟基處理方案，視軟土基底埋置深度情況而定。

圖2 雙向水泥攪拌樁巖樣

圖3 常規(guī)攪拌樁巖樣

2.3 項目監(jiān)測方案

2.3.1 軟基處理監(jiān)測項目

結(jié)合有關(guān)規(guī)范和施工現(xiàn)場實際情況，軟基處理監(jiān)測主要監(jiān)測項目為：沉降板垂直位移監(jiān)測、邊樁位移監(jiān)測、土體側(cè)向變形監(jiān)測，布設(shè)圖如圖4 所示。本工程擬采用的監(jiān)測儀器及精度如表3 所示。

圖4 監(jiān)測布設(shè)示意圖

表3 監(jiān)測儀器及精度

2.3.2 監(jiān)測頻率

根據(jù)本工程安全等級、施工階段，綜合考慮施工現(xiàn)場等情況，本工程監(jiān)測頻率如表4 所示。

表4 施工期間監(jiān)測頻率

2.3.3 監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)

本工程各監(jiān)測項目（地表沉降及沉降板豎向位移監(jiān)測）顯示：報警值累計50 mm，日變化6 mm；控制值累計63 mm，日變化8 mm。 根據(jù)規(guī)范及設(shè)計要求，將施工過程中監(jiān)測點的預(yù)警狀態(tài)按嚴(yán)重程度由小到大分為三級：（1）黃色監(jiān)測預(yù)警：“雙控”指標(biāo)（變化量、 變化速率） 均超過監(jiān)控量測控制值的70%， 或雙控指標(biāo)之一超過監(jiān)控量測控制值的80%；（2）橙色監(jiān)測預(yù)警：“雙控”指標(biāo)（變化量、變化速率）均超過監(jiān)控量測控制值的80%，或雙控指標(biāo)之一超過監(jiān)控量測控制值；（3）紅色監(jiān)測預(yù)警：“雙控”指標(biāo)（變化量、變化速率）均超過監(jiān)控量測控制值，或?qū)崪y變化速率出現(xiàn)急劇增長。

3 項目實施監(jiān)測結(jié)果與效果評價

3.1 水泥攪拌樁工法典型斷面監(jiān)測結(jié)果

對于軟基深度<18 m 的一般路基段，采用水泥攪拌樁工法進(jìn)行地基處理（圖5）。 取樁號K12+320為典型斷面， 監(jiān)測其變形趨勢， 斷面示意圖如圖6所示。

圖5 水泥攪拌樁處理軟基工法示意圖

圖6 K12+320 斷面示意圖

3.1.1 主線段K12+320 沉降板垂直位移變化曲線分析

在該處放置沉降板進(jìn)行沉降板累計垂直位移觀測，觀測結(jié)果如圖7 所示，各項數(shù)據(jù)均未超過監(jiān)測控制限值。

圖7 K12+320 沉降板垂直位移變化曲線

3.1.2 主線段K12+320 邊樁水平位移變化曲線分析

取樁號K12+320 為典型斷面，在該處放置邊樁進(jìn)行邊樁水平位移觀測， 觀測結(jié)果如圖8 所示，各項數(shù)據(jù)均未超過監(jiān)測控制限值。

圖8 K12+320 邊樁水平位移變化曲線

3.1.3 主線段K12+320 土體側(cè)向水平位移變化曲線分析

取樁號K12+320 為典型斷面，在該處布設(shè)測斜管進(jìn)行土體側(cè)向水平位移觀測，觀測結(jié)果如圖9 所示，各項數(shù)據(jù)均未超過監(jiān)測控制限值。

圖9 K12+320 土體側(cè)向水平位移變化曲線

3.2 CFG 樁工法典型斷面監(jiān)測結(jié)果

對于軟基深度>18 m 的一般路基段，采用CFG樁工法進(jìn)行地基處理（圖10）。 取樁號K12+600 為典型斷面， 監(jiān)測其變形趨勢， 斷面示意圖如圖11所示。

圖10 CFG 樁處理軟基工法示意圖

圖11 K12+600 斷面示意圖

3.2.1 主線段K12+600 沉降板垂直位移變化曲線分析

取樁號K12+600 為典型斷面，在該處放置沉降板進(jìn)行沉降板累計垂直位移觀測，觀測結(jié)果如圖12所示，各項數(shù)據(jù)均未超過監(jiān)測控制限值。

圖12 K12+600 沉降板垂直位移變化曲線

3.2.2 主線段K12+600 邊樁水平位移變化曲線圖

取樁號K12+600 為典型斷面，在該處放置邊樁進(jìn)行邊樁水平位移觀測，觀測結(jié)果如圖13 所示，各項數(shù)據(jù)均未超過監(jiān)測控制限值。

圖13 K12+600 邊樁水平位移變化曲線

3.2.3 主線段K12+600 土體側(cè)向水平位移變化曲線圖

取樁號K12+600 為典型斷面，在該處布設(shè)測斜管進(jìn)行土體側(cè)向水平位移觀測， 觀測結(jié)果如圖14所示，各項數(shù)據(jù)均未超過監(jiān)測控制限值。

圖14 K12+600 土體側(cè)向水平位移變化曲線圖

3.3 效果評價

依托工程范圍為國道319 線改線一期工程（廈漳同城大道）K12+242～K15+980， 其中軟土路基段全長3.738 km，結(jié)合地質(zhì)資料、地基基底承載力、工后沉降要求、施工條件以及其他因素考慮，綜合采取水泥攪拌樁、CFG 樁、 高壓旋噴樁等工藝處理軟基。 從監(jiān)測各項統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，軟基處理施工監(jiān)測均在可控范圍內(nèi)。 至路基回填完畢，路基周邊環(huán)境均沒有發(fā)生任何過大的位移和沉降。 隨著路基路面工程及輔助配套設(shè)施的完成，變形監(jiān)測數(shù)據(jù)成果并未超過相關(guān)的控制標(biāo)準(zhǔn)，路基變形監(jiān)測在整個施工期間是正常穩(wěn)定的。

4 結(jié)論

由該項目工程實施可知：（1）對于軟土厚度≤3 m，且軟土層上有1.4 m 以上的硬殼層，路基填土高度＜2.5 m 的路段，可不進(jìn)行處理。 采用直接分層填筑路基，進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓期不少于6 個月。 （2）當(dāng)處理深度25 m≥H＞3 m 時， 根據(jù)軟土的厚度和工程性質(zhì)，以及填土高度及構(gòu)造物對路基承載力的要求等，進(jìn)行沉降、穩(wěn)定性和地基承載力計算，根據(jù)需要采用擠密砂樁或者CFG 樁進(jìn)行處理。 一般填土高度≤3 m 的普通路段，采用擠密砂樁處理。（3）當(dāng)處理深度H＞25 m 時，根據(jù)軟土的厚度和工程性質(zhì)進(jìn)行沉降和穩(wěn)定性計算， 構(gòu)造物路段采用CFG 樁處理，一般路段采用水泥攪拌樁處理，間距及樁長根據(jù)穩(wěn)定性和沉降驗算決定。 （4）對于受施工凈空限制的路段，推薦采用高壓旋噴樁進(jìn)行處理。