王麒

沈陽(yáng)市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110015

1 工程概述

平華大道東段市政道路工程，工程地點(diǎn)位于珠海市斗門區(qū)，道路南北走向，道路起于湖心路，終于湖濱二路，全長(zhǎng)709.09米，規(guī)劃寬度36米，道路等級(jí)為城市次干道。本工程現(xiàn)狀場(chǎng)地為臨時(shí)混凝土路面，服務(wù)于香海彼岸小區(qū)。

場(chǎng)地內(nèi)埋藏的地層主要是填筑土層、第四系海陸交互相沉積層。原地基軟土分布廣泛而深厚，強(qiáng)度差、壓縮性大，無(wú)法承載路基荷載、不能滿足沉降要求。為使地基具有足夠的強(qiáng)度，并使得施工后沉降控制在一定范圍，對(duì)全線地基進(jìn)行深層加固，使得市政管線敷設(shè)的地基承載力達(dá)到要求；結(jié)合珠海地區(qū)的工程實(shí)踐，采用技術(shù)成熟、可操作性強(qiáng)的處理方法，在確保工期的基礎(chǔ)上盡量減少造價(jià)。

2 管線設(shè)計(jì)

充分考慮道路沿線現(xiàn)有市政設(shè)施及現(xiàn)狀道路布置情況，管線標(biāo)準(zhǔn)橫斷面結(jié)合現(xiàn)狀，根據(jù)規(guī)劃及相關(guān)規(guī)劃條例布置，遵循合理、經(jīng)濟(jì)的原則進(jìn)行地下管線的設(shè)計(jì)。根據(jù)《珠海市城市規(guī)劃技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與準(zhǔn)則》，道路沿線需布置管線有給水、雨水、污水、電力、電信、燃?xì)獾裙芫€。考慮到埋設(shè)深、淺，實(shí)施順序、造價(jià)等因素，將雨水管、燃?xì)夤?、給水管、纜線管廊設(shè)置于人行道或非機(jī)動(dòng)車道上，污水管放置于機(jī)動(dòng)車道內(nèi)。

本工程新建DN400給水管，采用離心球墨鑄鐵管，給水管位于道路東南側(cè)人行道上，距道路中心線15.5米（非機(jī)動(dòng)車道邊線外1.0m），埋設(shè)深度在1.3-2.0m。新建雙側(cè)D=1.2m—A=1.6*1.2m雨水管渠，雨水管位于非機(jī)動(dòng)車道下距道路中心線12.5m處，埋設(shè)深度在2.0-4.4m，自南向北排入道路北側(cè)泥灣門水道中。新建D=0.5m污水管，采用Ⅱ級(jí)鋼筋混凝土管，布置在西側(cè)機(jī)動(dòng)車道下，距道路中線6.5m處，自北向南排入南側(cè)湖心路現(xiàn)狀D=0.8m污水管中。

根據(jù)鉆探結(jié)果，場(chǎng)地內(nèi)埋藏的地層主要有填筑土層、第四系海陸交互相沉積層（該層由淤泥〈2-1〉、粘土〈2-2〉、淤泥質(zhì)粘土〈2-3〉、礫砂〈2-4〉組成）。原地基軟土分布廣泛而深厚，強(qiáng)度差、壓縮性大，無(wú)法滿足市政管線承載要求，需對(duì)現(xiàn)狀軟弱土體進(jìn)行處理。

3 軟基處理方法比較

3.1 深層水泥攪拌復(fù)合地基

基本原理：深層攪拌法是通過(guò)深層攪拌機(jī)，沿深度方向?qū)④浲僚c固化劑（水泥漿，外加一定量的摻和劑）就地進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，從而形成水泥土加固體，該土體整體性強(qiáng)且強(qiáng)度高，經(jīng)深層攪拌機(jī)自下而上的深層攪拌樁，深層攪拌樁與天然地基組成深層攪拌樁復(fù)合地基，見(jiàn)圖1。

適用范圍：深層攪拌法適用于處理包括淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土、砂性土、泥炭土等各種成因的飽和軟粘土，設(shè)計(jì)地基承載力≤120KPa的軟弱地基層。

處理深度：水泥攪拌樁樁徑一般為0.5m-1.0m，使用較多的樁徑為0.5m、0.6m、0.8m、1.0m，通常樁徑0.8m及1.0m的稱之為大直徑水泥攪拌樁。水泥含量一般為12%-20%，水泥土強(qiáng)度一般不高。樁徑0.5m、0.6m水泥攪拌樁處理深度一般在15m以內(nèi)，樁徑0.8m水泥攪拌樁處理深度一般在20m左右，樁徑1.0m的水泥攪拌樁處理深度一般在30m以內(nèi)。

該工法技術(shù)基本成熟，但是處理淤泥層時(shí)施工過(guò)程質(zhì)量不易控制，水泥土強(qiáng)度低，樁身強(qiáng)度較低。

圖1 水泥攪拌樁處理斷面圖

3.2 素砼樁/CFG 樁

基本原理：CFG樁和素砼樁樁身具有較高的強(qiáng)度和剛度，可以全長(zhǎng)發(fā)揮樁的側(cè)摩阻力，將荷載傳遞給較深的相對(duì)硬層。施工時(shí)對(duì)樁間土有擠密作用，較大幅度提高地基承載力，減少沉降，見(jiàn)圖2。

圖2 素砼樁/CFG 樁復(fù)合地基法處理斷面圖

適用范圍：CFG樁和素砼樁適用性較好，常用于加固粘性土、粉土、人工填土、淤泥質(zhì)粘土和黃土等地基。

設(shè)計(jì)指標(biāo)：常用的樁徑為400mm或500mm。長(zhǎng)細(xì)比宜小于等于60，即400mm樁徑時(shí)加固深度不宜超過(guò)25m，500mm樁徑時(shí)加固深度不宜超過(guò)30m。樁身水泥粉煤灰碎石料或者混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C15。

CFG樁和素砼樁工法技術(shù)成熟，控制好施工過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)，處理效果佳，處理深度超過(guò)25m時(shí)造價(jià)較高。CFG樁樁身材料為水泥粉煤灰碎石，在珠海地區(qū)無(wú)該材料供應(yīng)，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拌制，對(duì)環(huán)境污染較大，另外在處理淤泥時(shí)水泥粉煤灰碎石樁和易性較差，容易出現(xiàn)縮頸及斷樁病害。素砼樁樁身材料采用商品混凝土，本地區(qū)有較多的商品混凝土供應(yīng)，材料來(lái)源充足，對(duì)環(huán)境污染較少，混凝土和易性更好、材料質(zhì)量有保證，成樁質(zhì)量更好，因此本地區(qū)一般采用素砼樁而不采用CFG樁。

3.3 管樁

管樁復(fù)合地基適用于處理粘性土、粉土、淤泥質(zhì)土、松散或稍密砂土及素填土等地基。管樁常用的樁型為PTC樁或PHC樁，其樁身強(qiáng)度高，成樁質(zhì)量高，在處理深厚軟土有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

設(shè)計(jì)指標(biāo)：管樁復(fù)合地基的常用樁徑為400mm，處理深度根據(jù)軟土層厚度決定。為了改善樁土承載比，往往在樁頂設(shè)計(jì)樁帽，樁帽常采用C30鋼筋混凝土。

在城市道路軟基處理中，該法由于樁間距較大，市政管線地基應(yīng)單獨(dú)采用水泥攪拌樁復(fù)合地基處理，見(jiàn)圖3。

圖3 PHC 管樁復(fù)合地基法處理橫斷面圖

4 各種處理方法技術(shù)及工期比較

處理方法 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)水泥攪拌樁處理后，軟土指標(biāo)及受力性能得到提高，沉降量小，處理效果佳。工期較短，一般在3個(gè)月左右，可以適當(dāng)較少管槽開(kāi)挖坑底加固工程量。水泥土強(qiáng)度與土質(zhì)關(guān)系較大，淤泥水泥土強(qiáng)度較低，施工過(guò)程中，質(zhì)量不易控制。CFG 樁或素砼樁處理后，大部分路堤填土荷載由樁體承擔(dān)，沉降量小，處理效果佳。工期一般在3 個(gè)月左右。處理深度超過(guò)25m時(shí)，造價(jià)較高。管樁 其樁身強(qiáng)度高，成樁質(zhì)量高，在處理深厚軟土有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，工期在2 個(gè)月左右。樁間距較大，埋深較大的管線基礎(chǔ)需要單獨(dú)處理。

5 處理方案

經(jīng)勘查報(bào)告顯示，本項(xiàng)目市政管線敷設(shè)需進(jìn)行軟基處理。排水固結(jié)法較復(fù)合地基造價(jià)上具有明顯優(yōu)勢(shì)，因此在場(chǎng)地沒(méi)有限制的情況下優(yōu)先推薦采用此法。但本項(xiàng)目距離現(xiàn)狀時(shí)代香海彼岸小區(qū)建筑較近，原道路填土中塊石粒徑大，含量高，若采用排水固結(jié)法，則存在排水板施工困難，真空及堆載荷載傳遞至效果差，密封困難同時(shí)會(huì)對(duì)現(xiàn)狀小區(qū)建筑基礎(chǔ)產(chǎn)生影響等問(wèn)題，因此本工程推薦采用復(fù)合地基法進(jìn)行處理。結(jié)合地質(zhì)情況，本項(xiàng)目場(chǎng)地軟土層普遍在20m以上，滿足本項(xiàng)目場(chǎng)地的復(fù)合地基法主要有大直徑水泥攪拌樁、管樁或素砼樁復(fù)合地基。從處理效果、造價(jià)、工期等方面對(duì)素砼樁和管樁復(fù)合地基進(jìn)行對(duì)比，大直徑水泥攪拌樁在造價(jià)上具有明顯優(yōu)勢(shì)，因此推薦采用大直徑水泥攪拌樁進(jìn)行處理。處理方案如下：

1、樁間距采用2.0m×2.0m間距，樁徑1m，梅花樁布置；

2、樁頂鋪設(shè)50cm碎石墊層及土工格柵；

3、樁長(zhǎng)：23m；

4、主要施工流程如下：對(duì)樁基施工范圍內(nèi)的場(chǎng)地進(jìn)行清理，整平至標(biāo)高1.0m施工面→施工大直徑攪拌樁→達(dá)到齡期后，施工管線→鋪設(shè)土工格柵和碎石墊層；

5、要求樁身90天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥1.3Mpa（28天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥0.81Mpa）單樁承載力≥256KN，復(fù)合地基承載力≥100KPa。

6、攪拌樁具體參數(shù)應(yīng)由試樁后確定再大面積施工。