黃偉博

（福建省第五建筑工程公司）

淺談沿海地區(qū)市政道路工程軟土路基處理技術(shù)

黃偉博

（福建省第五建筑工程公司）

市政道路工程不僅關(guān)系到城市的形象建設(shè)，更影響到道路車輛的安全通行。近年來(lái)，隨著改革開(kāi)放的逐步深化和社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，道路建設(shè)的規(guī)模日益擴(kuò)大，難度不斷提高，建設(shè)過(guò)程中對(duì)軟土處治提出了更高的要求。為了滿足工程建設(shè)的需要，國(guó)內(nèi)引進(jìn)、發(fā)展了多種軟土處理技術(shù)，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也還存在一些問(wèn)題，尤其是深厚層軟土的處置，成為軟土地基處理的一大難點(diǎn)。本文通過(guò)泉州市東海片區(qū)灘涂區(qū)域市政道路的工程實(shí)例，依照現(xiàn)場(chǎng)施工方法和經(jīng)驗(yàn)，在有關(guān)規(guī)范和資料的基礎(chǔ)上，著重對(duì)軟土地基的處理技術(shù)做探討。

市政道路；軟土路基；處理技術(shù)

市政道路作為一種帶狀構(gòu)造物，受地質(zhì)土質(zhì)影響最大，特殊地質(zhì)條件將給路基處理帶來(lái)較大困難，同時(shí)也將影響工程項(xiàng)目的造價(jià)。因此，沿海地區(qū)市政道路建設(shè)中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)軟土地基處理技術(shù)的重視與應(yīng)用，以切實(shí)保證工程質(zhì)量，進(jìn)而使各參建單位的經(jīng)濟(jì)效益得到保證。

1 軟土地基處理方案比選

深厚層軟土處理設(shè)計(jì)是地基處理設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)和整個(gè)工程地基處理是否成功的關(guān)鍵。目前我省沿海地區(qū)常用的處治措施有強(qiáng)夯、堆載預(yù)壓、動(dòng)力排水固結(jié)、碎石樁、水泥攪拌樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、C15素混凝土樁、C15薄壁筒樁等，各種處理方式的取舍主要取決于路線所處地區(qū)、處治路段的地質(zhì)水文情況、當(dāng)?shù)氐某晒?jīng)驗(yàn)以及處理方案的經(jīng)濟(jì)性等，現(xiàn)就幾種常見(jiàn)的深厚軟土處理的加固原理、適當(dāng)范圍和優(yōu)缺點(diǎn)比選如下：

1.1 強(qiáng)夯

（1）加固原理：利用夯錘自由下落產(chǎn)生的沖擊波使地基密實(shí)，從而提高地基的強(qiáng)度并降低其壓縮性。

（2）適用范圍：施工區(qū)附近無(wú)建筑物，淤泥層厚度小于3m，軟弱土厚度小于10m地段。

（3）優(yōu)缺點(diǎn)：工期短，造價(jià)低。但對(duì)周邊建筑物有震動(dòng)，處理深度有限，對(duì)軟塑-流塑的粘性土尤其是淤泥，處理效果較差

1.2 堆載預(yù)壓

（1）加固原理：在地基中設(shè)置豎向排水體，在場(chǎng)地加載，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時(shí)強(qiáng)度逐步提高。

（2）適用范圍：處理厚度較大的飽和軟土地基。

（3）優(yōu)缺點(diǎn)：使用廣泛，技術(shù)成熟，處理效果良好、造價(jià)低，對(duì)道路管線的開(kāi)挖施工有利。但工期較長(zhǎng)，軟基處理需5～6個(gè)月，堆載土源也是決定工程可實(shí)施性的重要因素。

1.3 擠密砂樁

（1）加固原理：在處理砂性土地基時(shí)，采用振動(dòng)法往砂性土中下沉樁管和逐步拔出樁管成樁時(shí)，對(duì)周圍土層產(chǎn)生擠密和振密作用。處理軟土地基時(shí)，砂樁通過(guò)在軟土中取代同體積的軟土（置換作用），形成復(fù)合地基，使地基承載力提高，沉降量減小，起到排水作用，從而加快地基的固結(jié)沉降速率。

（2）適用范圍：處理地基側(cè)向約束較差、含水量較高，碎石樁成樁困難而水泥攪拌樁處理深度不足的液化土或液化土夾軟土地基時(shí)。

（3）優(yōu)缺點(diǎn)：比之碎石樁具有適用性廣，造價(jià)低，排水效果明顯的優(yōu)越性，但處理后的地基，承載力和抗剪強(qiáng)度低于碎石樁處理地基。

1.4 水泥攪拌樁

（1）加固原理：水泥攪拌樁是用通過(guò)特制的機(jī)械設(shè)備把水泥漿送入地下，和原位地基土強(qiáng)制攪拌混合，使地基土和加固料之間很快發(fā)生一系列物理-化學(xué)反應(yīng)，在短期內(nèi)，使原來(lái)流塑狀態(tài)的軟土變成半固態(tài)到固態(tài)的樁體，使原來(lái)的軟土地基變成具有整體性和一定強(qiáng)度的加固土樁復(fù)合地基，從而提高地基承載力，減小地基的沉降。

（2）適用范圍：適用于淤泥質(zhì)土及含水量30～75%的軟弱土，加固深度一般在18m以內(nèi)。

（3）優(yōu)缺點(diǎn)：施工速度相對(duì)較快，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，處理效果好，但是，該法工程費(fèi)用較高，施工質(zhì)量不易控制，15m以下質(zhì)量難以保證。

1.5 擠密碎石樁

（1）加固原理：通過(guò)強(qiáng)力振動(dòng)使砂土層液化，砂粒重新排列，孔隙減小，回填料使砂層擠壓加密。地基的強(qiáng)度由碎石樁本身強(qiáng)度和原地基由于被擠壓提高的強(qiáng)度形成。比之水泥攪拌樁在處理液化土夾軟土方面，技術(shù)上更具優(yōu)越性。

（2）適用范圍：處理不排水抗剪強(qiáng)度較高（一般要求≥19.6kPa）的液化土及液化土夾軟土地基時(shí)，推薦采用。

（3）優(yōu)缺點(diǎn)：該方案受材料和施工經(jīng)驗(yàn)的影響較大。

1.6 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁

（1）加固原理：用壓樁機(jī)在工地采用靜壓的方法把樁壓入地基，形成復(fù)合地基，以達(dá)到加固地基的目的。預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基具有較大的承載力。

（2）適用范圍：適用于橋頭路基，特別適用于處理深厚軟土地基。

（3）優(yōu)缺點(diǎn)：施工質(zhì)量容易控制，處理效果好。但是單樁工程費(fèi)用較高。

1.7 C15素混凝土樁

（1）加固原理：通過(guò)振動(dòng)沉管或鉆孔取土成孔，灌注混凝土，由樁體和樁間土共同承擔(dān)荷載，構(gòu)成復(fù)合地基。

（2）適用范圍：適用素土、雜填土、淤泥等地基，樁長(zhǎng)可達(dá)23m。

（3）優(yōu)缺點(diǎn)：加固效果好、工期短、工后沉降小，特別對(duì)于結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)，效果尤為明顯。但成本略高，施工前需試樁，確定其在本地區(qū)淤泥中的適用性，市政道路中應(yīng)用不多。

1.8 C15薄壁筒樁

（1）加固原理：采用專用施工機(jī)械在地基中形成大直徑筒形孔，現(xiàn)澆素混凝土，由樁體的樁間土共同承擔(dān)荷載，構(gòu)成復(fù)合地基。

（2）適用范圍：適用素土、雜填土、淤泥等地基，樁長(zhǎng)可達(dá)30m。

（3）優(yōu)缺點(diǎn)：加固效果好，樁身質(zhì)量可靠，施工速度快，工后沉降小，對(duì)周邊土體擾動(dòng)小，能夠有效避免其他擠土樁常見(jiàn)的離析、縮頸、斷樁等質(zhì)量缺陷。但造價(jià)較高，有專利，市政道路中應(yīng)用不多。

從經(jīng)濟(jì)性方面來(lái)講一般情況下，其工程費(fèi)用從高到低依次為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁→水泥攪拌樁→C15薄壁筒樁→C15素混凝土樁→擠密砂樁（碎石樁）。當(dāng)然，經(jīng)濟(jì)性要與方案的技術(shù)合理性、地方的施工經(jīng)驗(yàn)等多種因素綜合考慮。

2 軟基處理實(shí)例

泉州市地處福建省東南部，土地總面積11015km2。境內(nèi)地形復(fù)雜，山地丘陵占總面積的五分之四。東海片區(qū)灘涂區(qū)域市政道路位處晉江出?？?、晉江與洛陽(yáng)江河口之間泉州灣的灘涂范圍內(nèi)。場(chǎng)內(nèi)地貌主要為沖海積平原，原地面主要為池塘和灘涂，經(jīng)人工吹沙回填整平，地面標(biāo)高為4.73～13.74m。地質(zhì)報(bào)告揭示土質(zhì)，上部為回填土，其下為沖積、洪積以及海積層（淤泥、砂層和粉質(zhì)粘土），下伏為殘坡積層，基底為花崗巖風(fēng)化層。淤泥層為深灰色、流塑、飽和，以粘粒、粉粒為主，含少量有機(jī)質(zhì)（含量<1%），局部夾少量貝殼和較多石英中粗砂，污手，具臭味，切面光滑，局部含砂量較高，海積而成。軟土層層厚介于6.10～20.10m，平均厚度為14.17m，室內(nèi)快剪試驗(yàn)的粘聚力5.7kPa，內(nèi)摩擦角2.3°，固快試驗(yàn)的粘聚力10.02kPa，內(nèi)摩擦角11.24°，原狀無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度10.8kPa，重塑無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度1.86kPa，承載力基本容許值55kPa。從技術(shù)可行性、工程造價(jià)、工期及地方建設(shè)特點(diǎn)等方面考慮，設(shè)計(jì)選用C15素混凝土樁進(jìn)行軟基加固，樁徑50cm，樁頂設(shè)3m長(zhǎng)鋼筋籠，縱向間距2.5m。樁頂設(shè)置C25混凝土樁帽，樁頂進(jìn)入樁帽6cm。樁帽頂鋪設(shè)60cm厚碎石墊層（砂：石=3：7），墊層內(nèi)間隔鋪設(shè)兩層土工格柵。雨污水管道基底各布一排樁，樁頂通長(zhǎng)設(shè)置20cm厚C25內(nèi)配φ12@200鋼筋混凝土板，板寬同管道基礎(chǔ)墊層寬。施工時(shí)，適當(dāng)調(diào)整樁間距，使橫過(guò)管底布設(shè)一排樁、檢查井底布設(shè)一根樁。

施工前選擇具有代表性的100m作為試驗(yàn)段進(jìn)行試樁，根據(jù)設(shè)計(jì)要求試驗(yàn)室配合比為水：水泥：砂：石=180：295：712：1213，試配強(qiáng)度21.6MPa，選用沉管打樁機(jī)由道路中間向兩側(cè)順序施工。試樁沉管灌注成樁時(shí)嚴(yán)格控制拔管速度，在淤泥中拔管速度為0.6～0.8m/min，其他土層控制在1.2～1.5m/min，樁頂超灌高度不小于50cm。樁基施工程序?yàn)閳?chǎng)地處理→放線定樁位→埋設(shè)預(yù)制樁尖→樁機(jī)就位→沉管→灌注混凝土→拔管→樁機(jī)移位，沉管時(shí)應(yīng)檢查樁尖、樁管、樁帽構(gòu)成同一垂直線后方可施打，垂直度偏差控制在1%，施打時(shí)應(yīng)隨時(shí)檢查，發(fā)現(xiàn)偏移及時(shí)糾正。施打過(guò)程中隨時(shí)測(cè)量地面是否隆起，判斷是否斷樁。采用抬架和樁長(zhǎng)雙重控制，機(jī)械與配重大于2倍單樁承載力，自由沉管，抬架時(shí)即進(jìn)入持力層。試驗(yàn)段施打完成28d后，經(jīng)檢測(cè)單樁載荷和復(fù)合地基載荷均能滿足設(shè)計(jì)要求。

3 總結(jié)

市政道路工程的施工建設(shè)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到軟土地基路段，若未采取合理處理技術(shù)進(jìn)行綜合治理，可能導(dǎo)致路滑塌或者開(kāi)裂，甚至整體坍塌現(xiàn)象，嚴(yán)重影響工程安全和交通安全?；诖?，建設(shè)單位應(yīng)選擇綜合實(shí)力較強(qiáng)的主體設(shè)計(jì)單位，因地制宜，結(jié)合所處路段實(shí)際情況制定良好的軟土地基處理方案，采用適合的技術(shù)手段對(duì)其進(jìn)行綜合治理，進(jìn)而確保工程質(zhì)量及進(jìn)度的順利達(dá)成。

[1]文光鑫.試析市政道路軟土地基施工方法[J].大陸橋視野，2010（6）.

[2]陳振丹.軟土地區(qū)城市道路路基處理在實(shí)際中的應(yīng)用[J].山西建筑，2007（6）.

[3]深圳市市政設(shè)計(jì)研究院有限公司《泉州市東海片區(qū)灘涂區(qū)域市政道路工程施工圖》設(shè)計(jì)文本.

U416.1

A

1673-0038（2015）24-0317-02

2015-4-21