包昌盛

摘 要：基于X高速某段線路的工程特性，論述了軟土地基的處理原則，分析了旋噴樁、CFG樁沉管、排水預(yù)壓施工這三種方法下地基的沉降，對軟基處理方案進(jìn)行優(yōu)化比選。

關(guān)鍵詞：沉降；軟基處理；效果

1 項目概況

X高速某段線路位于河流沖積扇的交匯地帶，海拔高度在15至45 米的范圍內(nèi)，地勢較為平坦，土層由軟土、粉土、粉質(zhì)粘土、細(xì)砂的薄夾層及粉砂構(gòu)成，其中地表以下1至10米的范圍內(nèi)為連續(xù)的軟土層。該區(qū)軟土的各項參數(shù)的平均值如下，液限44.68%，塑限25.06%，孔隙比1.05，天然含水率36.89%。

2 軟基處理原則

（1）高速公路運(yùn)營壓力較大，對地基基礎(chǔ)的強(qiáng)度、公路的沉降變形要求非常高，要確保其安全、高速、舒適地運(yùn)行，在對軟基施工時，必須嚴(yán)格遵循規(guī)則、規(guī)范的要求。

（2）基于詳盡的地勘報告下，對地基進(jìn)行處理，另外做好施工工程中應(yīng)對各種災(zāi)害的準(zhǔn)備。

（3）在實(shí)際中，工程參數(shù)的測定受到方法、環(huán)境和時間因素的影響，如對于地基處理中的土體參數(shù)，它是一個隨機(jī)變量，使用時應(yīng)考慮其適用性。

（4）工程環(huán)境對軟土地基處理技術(shù)實(shí)施的可行性。

3 軟基處理方案優(yōu)化比選

本文對不同的土質(zhì)分別采用了CFG樁沉管、旋噴樁、排水預(yù)壓進(jìn)行地基沉降處理。

3.1 旋噴樁施工

3.1.1 旋噴樁施工沉降觀測

用旋噴樁法中的單管法對K22+448標(biāo)段的軟土進(jìn)行處理，樁徑為0.6m，間距為1.6至2米，從密到疏排布。按等邊三角形的形式來排布旋噴樁，第一排樁布置在基礎(chǔ)外緣60cm處，距坡腳約為50cm，對最外側(cè)的4排樁的樁長進(jìn)行變樁長設(shè)置，從外到內(nèi)按1米、1.5米到2米的長度逐漸加長。旋噴樁按1.0的水灰比，且每米水泥含量為170kg，對28天的抗壓強(qiáng)度，要求無側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到3MPa以上，對90天的打樁承載力，要求達(dá)到150kPa以上，單位復(fù)合地基承載力要求達(dá)到150kPa以上。

首先用PLAXIS軟件進(jìn)行建模，然后在模型中模擬軟土地基處理，最后確定合理的處理方法。用路基填土模擬施工，按第一打樁，第二鋪設(shè)墊層，第三壓實(shí)的順序進(jìn)行模擬施工，其中路基寬30米，填高6米，壓實(shí)分一層填土、二層填土、三層填土壓實(shí)三次進(jìn)行，坡率設(shè)1：1.5。分析可得模擬填筑完成后路基中心沉降量最大，為136.10×10-3m。k22+448標(biāo)段實(shí)際沉降值，如圖1所示。

在填筑路基的過程中，只要每層的實(shí)測值與預(yù)測值不超過誤差范圍，則表明旋噴樁處理法是合理且符合規(guī)范的。

3.1.2 旋噴樁施工后沉降預(yù)測

線性相關(guān)可由相關(guān)性系數(shù)判別，相關(guān)性系數(shù)0.975大于0.900，因此可判別為線性相關(guān)，則曲線表示沉降趨勢。一年后的沉降量為138.37310m-6。

3.2 CFG樁施工

3.2.1 旋噴樁施工沉降觀測

K3+282標(biāo)段采用CFG樁法施工，按密疏漸變的形式布置樁，樁徑為0.4m，距離橋后側(cè)20m的樁間距為1.4m，再向外20m，則為1.6m，最外側(cè)為1.8m。CFG樁在橋后側(cè)布置第一排樁，樁基礎(chǔ)距離大概60cm，樁長50m，距坡腳外約0.5m，對最外側(cè)的4排樁的樁長進(jìn)行變樁長設(shè)置，從外到內(nèi)按1米、1.5米到2米的長度逐漸加長。對CFG樁28天的抗壓強(qiáng)度，要求無側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到6MPa以上，對90天的打樁承載力，要求達(dá)到300kPa以上，單位復(fù)合地基承載力要求達(dá)到150kPa以上。進(jìn)行模擬施工時，按第一打樁，第二鋪設(shè)墊層，第三壓實(shí)的順序進(jìn)行模擬施工，其中壓實(shí)分一層填土、二層填土、三層填土壓實(shí)三次進(jìn)行。施工完成后，在路基中心24～29m范圍內(nèi)最大沉降量為11.09×10-3m。最大沉降點(diǎn)會隨著填土的增加向路基中心移動，完工后路基中心沉降量最大為147.88×10-3m。

在填筑路基的過程中，只要每層的實(shí)測值與預(yù)測值不超過誤差范圍，則表明CFG樁處理法是合理且符合規(guī)范。

3.2.2 CFG樁工后沉降預(yù)測

線性相關(guān)可由相關(guān)性系數(shù)判別，相關(guān)性系數(shù)0.982大于0.900，因此可判別為線性相關(guān)，則曲線表示沉降趨勢。一年后的沉降量為148.28810m-6。

3.3 排水預(yù)壓法

3.3.1 排水預(yù)壓法施工沉降觀測

該標(biāo)段采用袋裝沙井法，將樁徑為10cm的樁，以間距1.8m呈等邊三角形的形式布置。打樁深度應(yīng)穿過軟弱土層且樁頂有大于等于50cm的長度深入到砂礫墊層。首先用PLAXIS軟件進(jìn)行建模，然后在模型中模擬軟土地基處理，最后確定合理的處理方法。用路基填土施工來模擬排水砂井的施工，以路基中心線分界，路基寬30m，填高6m，做三次壓實(shí)工作，坡率為1：1.5。分析得出，運(yùn)用此方法后路基中心的沉降量最大，約為116.55×10-3m。路基的填筑完成后，實(shí)測值與預(yù)測值不超過誤差范圍，則表明排水砂井處理這類土層是合理且符合規(guī)范。填筑工作完成后，對比實(shí)際測量值是否與預(yù)測值相符，如果在誤差允許內(nèi)，則說明該法合理有效。

3.3.2 排水砂井法施工后沉降預(yù)測

線性相關(guān)可由相關(guān)性系數(shù)判別，相關(guān)性系數(shù)0.953大于0.900，因此可判別為線性相關(guān)，則曲線表示沉降趨勢。一年后的沉降量為121.19110m-6。

4 結(jié)束語

（1）旋噴樁法、CFG樁法、排水砂井法對處理軟土地基的沉降有非常好的效果。因?yàn)樾龂姌逗虲FG樁有較大的壓縮模量，所以具有更高的抗壓性和抗剪性，樁身承受大部分向下傳遞的荷載，樁間土則承擔(dān)了少部分荷載，從而壓縮量得以降低。排水沙井法則加快基土的固結(jié)和縮短了地基土的沉降過程。

（2）PLAXIS是一款可以很好的模擬地基沉降過程的軟件，且其預(yù)測的沉降值誤差很小。

（3）可由上述分析可知，針對不同土質(zhì)和斷面，應(yīng)因地制宜的選擇合理的處理沉降方法，才能得到顯著的效果。

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作者簡介：包昌勝（1981，11-），男，土家族，湖南長沙人，大學(xué)本科，2008年畢業(yè)于河南科技大學(xué)土木工程專業(yè)，現(xiàn)就職于長沙市公路橋梁建設(shè)有限責(zé)任公司。