朱尚飛，李寧

（江西贛東路橋建設集團有限公司，江西 撫州 344000）

0 引言

我國沿海地區(qū)分布著眾多的河流與湖泊，導致地下土壤中含水率較高，土在這些地下水日積月累的作用下，逐漸變成含有較多淤泥、泥炭的軟土，軟土由于自身高含水率、大孔隙、壓縮性高、承載能力低的特性，會對公路路基的穩(wěn)定造成較大的影響[1]，為使公路使用壽命滿足要求，需選擇合適的技術(shù)對軟土路基進行加固處理。

1 工程概況

某公路全長20.2km，據(jù)估算，軟基地段超過16km，約占80%。當?shù)赜捎诮涤炅枯^大，土基中含水率較高，地形條件為湖泊灘涂，而在灘涂上修筑公路經(jīng)常會遇到飽和淤泥質(zhì)黏土和松散粉細砂層，若處治不當，易引起施工期與運營期的路基縱向開裂、滑移及橋涵接頭處的跳車等病害。為確保本項目修筑質(zhì)量，選取K10+000—K10+500標段作為試驗路段，以本文的研究成果為本試驗路段鋪筑依據(jù)，以使整條公路路基沉降量較小，承載力可以滿足設計要求[2]。該公路雙向四車道，設計時速為60km/h，所修筑公路多為軟土路基，本項目所修筑的公路路面結(jié)構(gòu)樣式見表1~表2。

表1 公路路基樣式

表2 路面結(jié)構(gòu)層樣式

2 軟基處治措施選擇與應用

2.1 軟土路基的特性與處治方法

本項目所屬地區(qū)軟土多屬濱海相沉積，作為公路地基的軟土具有如下突出特點：

（1）軟土為飽和淤泥質(zhì)黏土和粉細砂，成分、結(jié)構(gòu)復雜，分布不均勻。

（2）地下水位高、水量大、難以疏排。

（3）低填路堤較多，扣除路面結(jié)構(gòu)層0.84cm后，填高一般在0.5~2m。

不同軟土的特征和主要處治方法見表3。

表3 軟基特性與處治方法

表3 （續(xù)）

2.2 加固技術(shù)的選擇

根據(jù)表3可知，本地區(qū)屬于濱海相沉積型軟土，多選用換填法、淺換加筋法（格柵、格室）、拋石擠淤法（片石+碾壓或強夯）、強夯法（強夯或強夯轉(zhuǎn)換）、水泥攪拌樁（干法、濕法）。由于當?shù)剀浲翆雍穸容^大，分布廣泛，若使用換填法和拋石擠淤法則需運輸和購買大量的換填土以及碎石，對于經(jīng)濟要求較高，而強夯法也很難對本工程所在地區(qū)軟土進行夯實。水泥攪拌樁處理軟土地基原理是依靠水泥與軟土在水的作用下產(chǎn)生的一系列物理化學反應，從而使軟土凝結(jié)硬化成一個整體，提高軟基的承載能力，可有效地減少地基的沉降以及坡腳側(cè)向位移，水泥攪拌樁承擔部分上部荷載，將荷載傳遞到下臥層，可減小復合地基加固區(qū)的超靜孔隙水壓力，減少復合地基的工后沉降。因此，本文選用水泥攪拌樁法進行軟基加固[3]。

2.3 水泥攪拌樁處理軟土路基的設計參數(shù)

本項目所設計水泥攪拌樁直徑為600mm，按等邊三角形布設，兩樁之間距離為1.20m，詳細布設如圖1所示。

圖1 水泥攪拌樁布設方案

為保證水泥攪拌樁施工后軟基的強度，本文選用P·I 42.5硅酸鹽水泥，對其性能指標進行檢測，結(jié)果如表4所示。

表4 水泥性能試驗結(jié)果

表4 （續(xù)）

由表4可看出，本項目所選硅酸鹽水泥完全滿足規(guī)范要求，可以用于項目施工。由于水泥攪拌樁是將水泥噴入土體并進行攪拌，發(fā)生物化反應后可以提高土體抗壓強度[4]，與水泥混凝土類似，因此若想使水泥攪拌樁的承載能力達到最佳效果，需在施工前通過室內(nèi)試驗和現(xiàn)場試樁來確定最佳水泥漿液水灰比。查找資料后發(fā)現(xiàn)，一般情況下水泥攪拌樁的泥漿水灰比在0.4~05之間，本文即在0.4~0.5之間設置6個不同的水灰比，不同水灰比之間以0.02為一個梯度，即分別為0.40,0.42,0.44,0.46,0.48,0.50，以此六組水灰比分別在室內(nèi)成型試件，進行無側(cè)限抗壓試驗，所測得的7d,28d無側(cè)限抗壓強度如表5所示。

表5 水泥與土硬化物抗壓強度檢測結(jié)果

對上述數(shù)據(jù)分析，得到圖2。

結(jié)合圖2和表6可以看出，6組水灰比下，水灰比在0.44時7d和28d的無側(cè)限抗壓強度最大，分別為0.63和1.33，類比混凝土的水灰比與強度的關(guān)系，水灰比越小，強度越大，但本次試驗，在0.44的水灰比處水泥與土的硬化物7d和28d強度最大，這是由于土顆粒會吸收部分水分，過低的水灰比會使得水泥不能完全水化，導致水泥與土顆粒固結(jié)后不能完全發(fā)揮水泥的性能；反之，過大的水灰比會使得水泥與土顆粒之間的間隙過大，水化產(chǎn)生的膠體不能夠完全填充于孔隙之中，蒸發(fā)后水分也會留下孔隙，不利于固結(jié)物硬度的提高。通過計算和室內(nèi)試驗，確定好水灰比之后，可以進行現(xiàn)場試樁[5]。對于樁體，本項目選用280kg/m3的水泥用量，約相當于樁體體積的15%，水灰比選擇為0.44，施工完成后，對試驗樁的抗壓強度進行檢測。

圖2 不同水灰比下的無側(cè)向限抗壓強度

2.4 質(zhì)量檢測

（1）承載力檢測

根據(jù)上述步驟，完成對試驗樁的施工，施工完成后，對試驗樁的7d和28d無側(cè)限抗壓強度進行檢測，檢測結(jié)果表明，試驗樁的7d無側(cè)限抗壓強度為0.60MPa，28d無側(cè)限抗壓強度為1.26MPa，大于規(guī)定的7d0.55MPa，28d1.0MPa。

（2）沉降量檢測

對本項目的沉降量采用現(xiàn)場靜載試驗進行檢測，檢測結(jié)果如表6所示。

表6 沉降量檢測結(jié)果

根據(jù)表7，對沉降量進行分析，并繪制分析圖如圖3所示。

圖3 沉降量檢測結(jié)果

（3）復合地基承載力檢測

按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79—2012），復合地基的承載力可按下式計算：

式（1）中：Ap為單樁的橫截面積（㎡）；Ra為單樁的豎向承載力特征值（kN）；fspk為復合地基的承載力特征值（kPa）；fsk為樁間土的承載力特征值（kPa）；β為樁間土的承載力折減系數(shù)；m為復合地基置換率。

本文為三角形布樁，因此m根據(jù)下式計算：

式（2）中：d為攪拌樁直徑（m）；l為攪拌樁間距（m）。

根據(jù)上述檢測標準和計算方法，對本項目復合地基的極限承載力進行檢測，根據(jù)深度加權(quán)平均后，測得復合地基的黏聚力c=5.3kPa，內(nèi)摩擦角為0.272，重度為5.9kN/m3，按式（1）計算得到復合地基承載力為1 075 kPa。

綜上可知，使用水泥攪拌樁后的沉降量大大減小，小于300mm，復合地基承載力為785kPa，說明土體的整體強度得到提高，本文所使用方法取得了良好的效果。

3 結(jié)語

本文依托某公路建設項目，對軟土路基的加固技術(shù)展開研究，通過對軟土路基特性的調(diào)查和分析，選取了適合該地區(qū)軟基加固的技術(shù)，即水泥攪拌樁加固技術(shù)，并通過研究，發(fā)現(xiàn)本項目所在地區(qū)，在水灰比0.44，各樁基之間成等邊三角形，間距1.2m的條件下施工，施工后進行樁基的沉降量和承載能力檢測。工程結(jié)果表明，采用該施工技術(shù)，在對軟基加固后，軟基的沉降量小于300mm，單樁承載能力大于1.0MPa，復合樁的承載能力為785kPa，軟基加固取得了良好的效果。