滕宇 趙亞娟 孫鉑

1.長春市市政工程設計研究院 吉林長春 130000

2.長春城投建設集團 吉林長春 130000

隨著社會發(fā)展，城市不斷向外圍擴容，交通需求增加，很多城市道路平交口要提升改造為立交，而路外地質(zhì)情況不一，需結(jié)合實際情況給出合理的土基處理方案，常規(guī)處理方案有復合地基法、排水固結(jié)法、強夯法、無排水砂墊層真空預壓等，其中水泥攪拌樁就是復合地基法的一種。本文以長春市機場大道與長吉高速出口節(jié)點立交橋為例，介紹一下水泥攪拌樁在市政工程土基處理中的設計方法。

1 工程概況

長春市機場大道與長吉高速出口節(jié)點立交橋位于吉林大路與哈爾濱大街交匯處，該節(jié)點是長春市區(qū)經(jīng)長吉高速公路去往吉林、延邊方向及經(jīng)長石公路去往石頭口門水庫、蓮花山休閑度假區(qū)的重要出口。立交H匝道局部路段位于西稗子溝舊河道位置，地質(zhì)情況較差。

2 地質(zhì)分層情況

由上到下依次為：

第1層人工填土：褐灰色、褐黑色、灰黑色、雜色，以粘性土為主，含礫石、碎石、植物根系等雜物，成份較復雜，結(jié)構(gòu)松散，力學性質(zhì)差，層厚約3.4m。

第2層有機質(zhì)粉質(zhì)粘土：第四系沖淤積層，灰色、灰褐色、灰黑色，含大量有機質(zhì)，可塑狀態(tài)為主，局部軟塑，濕，中壓縮性，稍有光澤，干強度及韌性中等，局部底部夾有粉細砂，層厚約9.1m。

第3層粉砂質(zhì)泥巖：白堊系沉積巖，全風化，以紫紅色厚層-巨厚層粉砂質(zhì)泥巖為主，夾灰白色厚層-巨厚層泥質(zhì)粉砂巖，無規(guī)律性，互層狀構(gòu)造，泥質(zhì)-砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，主要成分為粘土礦物及石英，長石，結(jié)構(gòu)基本破壞，大部分風化成硬塑粘土狀及散砂狀，但尚可辨認；泥質(zhì)膠結(jié)，膠結(jié)性差，巖心破碎，局部夾硅鈣質(zhì)膠結(jié)硬質(zhì)砂巖。巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級[1]。

3 水泥攪拌樁設計

本次設計水泥攪拌樁樁徑0.5m。樁間距為1.1m，呈等邊三角形式布置。樁長要求打穿有機質(zhì)粉質(zhì)粘土層，進入粉砂質(zhì)泥巖（全風化）0.5m。樁頂設置50cm褥墊層，其上設置級配碎石及鋼塑格柵，然后再回填路基填土。施工前要進行相關(guān)試驗，其中水泥試塊90d齡期抗壓強度不小于2.43MPa，水泥攪拌樁單樁承載力特征值要求不小于157KN，水泥攪拌樁處理完地基后，復合地基承載力特征值要求不小于170Kpa。

3.1 主要計算參數(shù)如下：

樁布置形式：等邊三角形

樁間距：1.100(m)

樁直徑：500(mm)

樁長：13.500(m)

承載力計算公式：

單樁承載力特征值：157.453(kN)

樁間土承載力折減系數(shù)：0.300

墊層厚度：500(mm)

墊層超出樁外側(cè)的距離：1000(mm)

基礎邊緣外樁的排數(shù)(橫向)：1

基礎邊緣外樁的排數(shù)(豎向)：1

3.2 基礎底面承載力計算

基底平均壓力pk：120.0(kPa)

基底最大壓力pkmax：170.0(kPa)

基底自重壓力pc：25.9(kPa)

置換率m：0.187

樁間土承載力fsk：1.1(kPa)

復合地基承載力特征值fspk：150.5(kPa)

修正后復合地基承載力特征值fz：167.2(kPa)

pk＜=fz,滿足！

pkmax＜=1.2*fz,滿足！

因此復合地基承載力滿足要求！

3.3 復合土層沉降計算

復合土層沉降量：16.22(mm)

4 相關(guān)材料要求

水泥采用R42.5號普通硅酸鹽水泥，其性能必須符合《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》（GB175-1999）要求，水泥儲存時間超過3個月時應重新取樣試驗，并按其檢驗結(jié)果使用。水泥摻入量55-60kg/m。施工時宜采用飲用水，使用非飲用水時需進行化驗，硫酸鹽（以三氧化硫計）含量不超過0.0027mg/mm3，含鹽量不得超過0.005mg/mm3，PH值不得小于4。

5 結(jié)語

通過以上計算可以確定，水泥攪拌樁樁徑0.5m。樁間距為1.1m，呈等邊三角形式布置。樁長打穿有機質(zhì)粉質(zhì)粘土層，進入粉砂質(zhì)泥巖（全風化）0.5m。復合地基承載力及沉降能夠滿足行車安全要求。