蘇 華

(中煤科工集團(tuán)武漢設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北武漢 430064)

0 引言

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的飛速發(fā)展，為滿(mǎn)足城鎮(zhèn)交通發(fā)展的需求，市政道路工程逐漸增多，在市政道路工程建設(shè)中，經(jīng)常會(huì)在某些路段出現(xiàn)軟土地基，其承載能力一般不會(huì)超過(guò)50 kN/m2。因此，對(duì)于軟土地基的處理成了市政道路工程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

目前關(guān)于軟土地基處理方面有很多學(xué)者進(jìn)行討論，特別是對(duì)高速公路，以及橋梁、涵洞等工程方面已取得很多可應(yīng)用到工程實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)，然而對(duì)市政道路工程，特別是在溫州沿海地區(qū)卻涉及較少。

由于市政道路工程工期緊、施工場(chǎng)地通常又比較狹窄，有時(shí)還需要維持既有道路的正常交通。雖然處理軟土地基的技術(shù)和方法很多，但是如何選擇適合溫州沿海地區(qū)市政道路工程軟土地基處理的方法，成為目前工程實(shí)踐中亟需解決的問(wèn)題。

1 軟土地基特性及破壞機(jī)理

根據(jù)《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》的判別標(biāo)準(zhǔn):天然含水量不小于35%、天然孔隙比不小于1或十字板剪切強(qiáng)度小于35 kPa的地基稱(chēng)為軟土地基。

基于軟土地基的特殊特點(diǎn)，在市政道路工程中表現(xiàn)出如下不利的工程性質(zhì)。

1)地基承載能力低，難以施工。

2)由于壓縮性大，導(dǎo)致沉降量較大，不能滿(mǎn)足使用功能。

3)開(kāi)挖基坑容易引發(fā)溝槽邊坡失穩(wěn)破壞，影響施工的順利進(jìn)行。

2 軟土地基處理方法的比選

2.1 軟土地基處理方法

對(duì)軟土地基的處理對(duì)策有很多，不論采用何種方法，處理后的地基必須滿(mǎn)足強(qiáng)度、變形、動(dòng)力穩(wěn)定性和透水性要求，從而達(dá)到提高地基承載力，減小不均勻沉降以及路面設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的殘余沉降(一般簡(jiǎn)稱(chēng)工后沉降)的目的。

目前常用的處理方法主要有如下幾種:

1)墊層法。墊層法屬于軟土地基的淺層處理方法，主要包括換土墊層法、換土加筋墊層法及加筋碎石墊層法。

2)拋石擠淤法。一般用于處理常年積水的洼地，排水施工困難，表土呈流動(dòng)狀態(tài)，厚度較薄，片石能沉達(dá)底部的泥沼或厚度小于3 m的軟土路段，此法在石料豐富的地區(qū)經(jīng)常采用。

3)排水固結(jié)法。其原理是改變地基原有排水邊界條件，縮短地基孔隙水的排水距離，加速軟土地基的固結(jié)過(guò)程。

4)粒料樁。粒料樁法的特點(diǎn)是某些部位地基需要提高其地基承載力時(shí)，在需處理范圍內(nèi)，由碎石、砂礫等松散粒料做樁料，通過(guò)設(shè)置的較大直徑的樁體，對(duì)地基土起置換作用，通常采用的有碎石樁和砂樁。

5)加固土樁。用帶有回轉(zhuǎn)、翻松、噴粉與攪拌功能的機(jī)械，將軟土地基局部范圍的某一深度、某一直徑內(nèi)的軟土用固化材料予以改良、加固，形成加固土樁體。目前采用的加固土樁一般有水泥攪拌樁、粉噴樁和旋噴樁。

6)水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)。水泥粉煤灰碎石樁適用于處理軟弱粘性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土地基。對(duì)于淤泥質(zhì)土、淤泥、有機(jī)質(zhì)土、地下水具有腐蝕性時(shí)應(yīng)按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)或通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。

2.2 軟土地基處理方法適用性綜合分析

不同的軟土地基處理方法有不同的適用范圍，對(duì)軟土地基處理技術(shù)手段的選擇，首先需要了解軟土地基處理的目的、道路工程對(duì)地基性能的具體要求、軟土的性質(zhì)、施工工藝及設(shè)備和施工周期的要求等。其次，要注意參考當(dāng)?shù)胤e累的施工經(jīng)驗(yàn)，以及周?chē)h(huán)境對(duì)施工的特定要求(如振動(dòng)噪聲、污染等)。最后，需要從處理技術(shù)及工程造價(jià)兩方面進(jìn)行比選。

2.2.1 工程項(xiàng)目軟土地基處理方案要求

工程項(xiàng)目對(duì)軟土地基處理方案的要求，主要有以下幾個(gè)方面:

1)道路等級(jí)與地基處理要求:道路的等級(jí)越高，路基沉降的要求也越嚴(yán)格，對(duì)沉降處理措施要求就越高。

2)周?chē)h(huán)境對(duì)地基處理施工的要求:地基處理施工會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境帶來(lái)一定的影響。施工工藝不同，環(huán)境受到影響的程度也就不同。

3)類(lèi)似場(chǎng)地上同類(lèi)工程地基處理經(jīng)驗(yàn):我國(guó)地域遼闊，土的工程性質(zhì)復(fù)雜，在進(jìn)行地基處理設(shè)計(jì)時(shí)，重視當(dāng)?shù)爻晒Φ慕?jīng)驗(yàn)，尤其是了解區(qū)域性土和施工工藝的特殊性，對(duì)選定地基處理方案極為重要。

4)地基處理設(shè)計(jì)的要求。

地基處理設(shè)計(jì)要求一般包括地基承載力、地基變形量控制，以及構(gòu)造物的特點(diǎn)?！豆奋浲恋鼗返淘O(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定的城市道路容許工后最大沉降如表1所示。

2.2.2 軟基處理方法的技術(shù)比較及工程造價(jià)分析

1)軟土地基處理方法技術(shù)比較。

表1 城市道路容許工后最大沉降 mm

軟土地基技術(shù)比較主要是指各類(lèi)軟土地基處理方法的處理范圍以及承載能力和工后沉降分析。通過(guò)對(duì)既有方法的歸納總結(jié)，將各種軟土地基的處理范圍以及相關(guān)的注意事項(xiàng)總結(jié)如表2所示。

表2 軟土地基處理范圍

2)軟土地基處理工程造價(jià)比較。

根據(jù)已有工程經(jīng)驗(yàn)，將各種軟基處理方式以每根樁造價(jià)為縱坐標(biāo)，處理深度H為橫坐標(biāo)，做軟土地基處理方法造價(jià)圖，如圖1所示。

圖1 軟土地基處理方法造價(jià)圖

從圖1可以看出，隨地基處理深度的逐漸增加，各種需要打樁的軟土地基處理方法的單樁的造價(jià)從低到高依次為:袋裝砂井(袋裝砂井與塑料排水板相差并不大)、粉噴樁、水泥攪拌樁、CFG樁、管樁和高壓旋噴樁。

3 工程應(yīng)用

溫州某地區(qū)市政道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)如下:

道路等級(jí):城市次干道Ⅱ。

計(jì)算行車(chē)速度:40 km/h;25 km/h(交叉口)路幅形式:雙向四車(chē)道。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘和調(diào)查，并結(jié)合溫州地區(qū)的實(shí)際情況，本工程全路段屬于山前海積平原，表層以素填土和粘土為主，下臥淤泥質(zhì)亞粘土，設(shè)計(jì)采用礦渣填料來(lái)填筑路堤。軟土的分布深度約為2 m～15 m不等。

由2.2節(jié)分析可知，從軟土地基處理方法適用范圍、工程造價(jià)以及該項(xiàng)目周?chē)h(huán)境對(duì)施工的要求，選擇粉噴樁作為該工程軟土地基處理方法。其特點(diǎn)是無(wú)振動(dòng)，無(wú)噪聲，對(duì)周?chē)h(huán)境影響較小，并且處理后承載力高，工后沉降小，同時(shí)造價(jià)方面同樣有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。粉噴樁處理軟土地基典型斷面及平面布置圖如圖2所示。

圖2 粉噴樁典型橫斷面及平面圖

4 結(jié)語(yǔ)

1)目前可以應(yīng)用到工程實(shí)踐的軟土地基處理方法有很多種，但是其適用性卻各不相同。

2)粉噴樁作為軟土地基處理方法之一，具有無(wú)振動(dòng)，無(wú)噪聲，對(duì)周?chē)h(huán)境影響較小，并且處理后承載力高，工后沉降小，同時(shí)造價(jià)方面同樣有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)等特點(diǎn)，適合作為溫州沿海地區(qū)市政道路工程軟土地基方法。

3)本文對(duì)溫州沿海地區(qū)市政道路軟土地基處理方法的探討可以為類(lèi)似工程項(xiàng)目提供參考。

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