吳江濤，牛建峰

[上海市政工程設(shè)計研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市200092]

0 引言

上海屬于典型的天然軟土地基區(qū)域，淺部軟土普遍發(fā)育，軟土類型主要為濱海沼澤相堆積類型[1]。軟土具有含水率高、壓縮性大、承載力低、抗剪強度低、滲透性低等特點[2]。正是由于這些特點的存在，在軟土地基上修筑公路就不可避免的需要采取一定的地基處理措施，尤其是高等級公路橋臺后軟土地基的處理。若橋臺后軟土地基處理不到位，會導(dǎo)致橋臺后路基出現(xiàn)較大的工后沉降，與橋臺結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的沉降差，影響行車安全。因此，控制橋臺后軟土地基的工后沉降，減小道路與橋臺結(jié)構(gòu)的沉降差，是避免出現(xiàn)“橋頭跳車”現(xiàn)象的有效途徑。

本文以大葉公路橋臺后軟土路基為研究對象，總結(jié)橋臺后路基處置措施，對比分析不同處置措施下的工后沉降及相應(yīng)處置費用，從而實現(xiàn)最為經(jīng)濟(jì)合理的控制橋臺后路基沉降。

1 工程概況

1.1 工程背景

大葉公路奉賢段改建工程西起千步?jīng)?，東至六奉公路，全長33 km。大葉公路現(xiàn)狀為二級公路，設(shè)計速度60 km/h。改造后為一級公路，主線設(shè)計速度80 km/h，紅線寬度50 m，是奉賢區(qū)一條重要的東西向貫通性貨運通道。本工程標(biāo)準(zhǔn)橫斷面為50.0 m=3.5 m（人行道）+6.5 m（聯(lián)絡(luò)道）+2.0 m（側(cè)分帶）+12.0 m（機(jī)動車道）+2.0 m（中央分隔帶）+12 m（機(jī)動車道）+2.0 m（側(cè)分帶）+6.5 m（聯(lián)絡(luò)道）+3.5 m（人行道），見圖1。工程沿線河道較多，全線新建跨航道橋2座、跨線橋4 座、地面橋32 座。因此，有必要對橋臺后軟土路基處理方法進(jìn)行研究，以確定本工程所適用的橋臺后軟土路基處理方法。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)橫斷面（單位：m）

1.2 地基土層特性

擬建場地在勘察深度（最大深度為70.0 m）范圍內(nèi)揭露的地基土均屬第四紀(jì)沉積物，主要由粘性土、粉性土及砂性土組成。根據(jù)沿線勘察資料顯示，擬建場地沿線地層分布總體較為平穩(wěn)，其地層分布主要呈以下特點：

（1）沿線表層填土局部以雜填土為主，尤其是現(xiàn)有道路范圍內(nèi)表層填土以雜填土為主，其余地段表層填土以素填土為主。

（2）沿線淺部③t 層分布不均勻，局部路段有分布，表現(xiàn)為砂質(zhì)粉土或粘質(zhì)粉土。

（3）沿線深部⑦層分布總體較為平穩(wěn)，是較為良好的持力層，但局部路段均勻性較差，對樁基工程有一定影響。

（4）沿線⑦層以下局部有⑧層分布，相對于其上部的⑦層較軟，其分布不穩(wěn)定，僅局部有分布，層位也有一定起伏，對樁基工程有一定影響。地基土層劃分見表1。

表1 地基土層劃分表

根據(jù)場地地基土的構(gòu)成與特征分析，本工程中路基涉及的土層一般為①層填土及②層粉質(zhì)黏土。①層填土屬欠固結(jié)土，具有含水量高，孔隙比大、均勻性差、強度低等缺點，層厚0.2～7.0 m；②層粉質(zhì)黏土呈可塑～軟塑狀，中等壓縮性，層厚0.2～2.9 m?？紤]到場地內(nèi)軟土分布較廣、平均層厚較厚的特點，尤其是在橋梁接坡段，局部屬于高填土道路，路基地基土在上部填土荷載作用下，會產(chǎn)生較大的工后沉降，在橋頭與采用樁基礎(chǔ)的橋臺形成較大的差異沉降，出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象。因此，在橋頭接坡段道路路基需進(jìn)行特殊處理，以減小與橋臺的差異沉降。

2 軟土路基處理方案比選

2.1 軟土路基處理方法

一般地基處理措施及在本工程中的適用性見表2。

表2 軟土路基處理方法[3-5]

本工程預(yù)計工期590 d，由于沒有足夠的預(yù)壓期，不考慮采用排水固結(jié)預(yù)壓法。此外，本工程部分路段位于水源地保護(hù)區(qū)，對環(huán)境保護(hù)要求較高，位于水源地保護(hù)區(qū)路基處理方法禁止使用二灰及粉煤灰材料。EPS 因造價太高，經(jīng)實踐檢驗，EPS 用于臺后處理，存在一些弊端，近些年已經(jīng)很少使用，本工程也不推薦使用。

水泥土攪拌樁成樁質(zhì)量好，施工簡便迅速，對周邊管線和環(huán)境的影響小，處理費用相對剛性樁較低。預(yù)應(yīng)力管樁屬于剛性復(fù)合地基處理，一般適用于填土較高，處理深度較大的情況，其處理效果好，能有效提高地基承載力。因此，本工程對水泥攪拌樁、高壓旋噴樁、預(yù)應(yīng)力管樁和泡沫輕質(zhì)混凝土進(jìn)行方案比選。

2.2 軟土路基沉降計算

剛性樁復(fù)合地基一般要求樁端下臥持力層的靜力觸探比貫入阻力Ps 不小于1 000 kPa。按照本工程的地質(zhì)情況，持力層一般埋深20～40 m，本工程PHC 管樁樁長暫取30 m進(jìn)行計算。水泥攪拌樁樁長一般不超過20 m，本工程暫取15 m進(jìn)行計算。

本工程采用理正巖土計算軟件進(jìn)行沉降計算，相關(guān)計算參數(shù)見表3，沉降計算結(jié)果見表4。

表3 計算參數(shù)

表4 不同地基處理方式沉降值 單位：cm

根據(jù)沉降計算結(jié)果可知，當(dāng)臺后填土高度為2.0 m時，采用二灰、泡沫輕質(zhì)土回填、水泥攪拌樁+石灰土、高壓旋噴樁+石灰土已不能滿足控制沉降要求；當(dāng)臺后填土高度大于2.5 m時，僅水泥攪拌樁+泡沫輕質(zhì)土、高壓旋噴樁+泡沫輕質(zhì)土和PHC 管樁+石灰土3 種方法可滿足沉降要求。

2.3 工程造價

對滿足沉降控制要求的水泥攪拌樁+二灰、高壓旋噴樁+二灰、水泥攪拌樁+泡沫輕質(zhì)土、高壓旋噴樁+泡沫輕質(zhì)土、PHC 管樁+石灰土這五種處理方法進(jìn)行工程造價比選，比選結(jié)果見表5。

表5 不同地基處理方式造價比較

由表5 可以看出，對于填土高度小于等于2.5 m的情況，水泥攪拌樁+二灰處理方式綜合單價最低；對于填土高度大于2.5 m的情況，PHC 管樁+石灰土處理方式綜合單價最低。

2.4 綜合比選結(jié)果

綜合考慮控制沉降的效果、水源地環(huán)境保護(hù)要求、工程造價等方面，本工程橋臺后路基處理方案如下：

（1）準(zhǔn)水源保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)

橋臺后填土高度大于2.0 m時，采用PHC 管樁+石灰土進(jìn)行處理，處理長度至少20 m，總處理長度不宜過長，具體處理長度需根據(jù)現(xiàn)場實際情況進(jìn)行確定，保證路橋沉降合理過渡即可。

（2）準(zhǔn)水源保護(hù)區(qū)范圍外

橋臺后填土高度小于等于2.5 m時，采用水泥攪拌樁+二灰處理，處理長度至少20 m。

橋臺后填土高度大于2.5 m時，采用組合式地基處理方式。對于填土高度超過2.5 m部分采用PHC管樁+石灰土處理，處理長度至少20 m；對于填土高度小于等于2.5 m部分采用水泥攪拌樁+二灰處理，處理長度至少20 m。

此外，橋臺后路基處理長度不宜過長，具體處理長度需根據(jù)現(xiàn)場實際情況進(jìn)行確定，保證路橋沉降合理過渡即可。

3 結(jié)語

本文結(jié)合大葉公路改擴(kuò)建工程對橋臺后軟土路基處理方法進(jìn)行了比選研究，針對本工程的特點，綜合考慮控制沉降效果、水源地環(huán)境保護(hù)要求、工程造價等方面，確定了適用于本工程橋臺后軟土路基的處理方法。