史越

摘要 市政道路的設(shè)計(jì)和建設(shè)受到了軟土地基強(qiáng)度和沉降等問(wèn)題的制約，為了解決軟土地基沉降過(guò)大的問(wèn)題，可以采用混凝土攪拌樁對(duì)軟土地基進(jìn)行加固和改良。文章通過(guò)對(duì)混凝土攪拌樁處理后軟土地基變形特性的總結(jié)，基于實(shí)際工程案例進(jìn)行了應(yīng)用情況的研究和分析。結(jié)果表明，混凝土攪拌樁在軟土地基中具有顯著的改良效果，相比未使用攪拌樁的地基沉降量明顯減少，且增加了地基承載力。該研究為市政道路設(shè)計(jì)提供了一種有效的地基處理方法，促進(jìn)了市政道路安全性和可靠性的進(jìn)一步提升。

關(guān)鍵詞 軟土地基；混凝土攪拌樁；承載力；穩(wěn)定性

中圖分類號(hào) TU473.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）03-0072-03

0 引言

隨著城市化進(jìn)程的不斷加速，城市道路建設(shè)面臨著土地資源短缺和軟土地基問(wèn)題的雙重挑戰(zhàn)。軟土地基的低強(qiáng)度和較大的沉降性質(zhì)給道路的建設(shè)和使用帶來(lái)了一系列嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)?；炷翑嚢铇蹲鳛橐环N有效的地基改良技術(shù)，正逐漸成為市政道路設(shè)計(jì)中解決軟土地基問(wèn)題的重要手段[1]。軟土地基通常由黏土、淤泥等松散濕潤(rùn)的土壤組成，其力學(xué)性質(zhì)較差，容易發(fā)生沉降和變形[2]。軟土地基具有低強(qiáng)度、高壓縮性、較大的滲透性和較差的抗剪強(qiáng)度等特點(diǎn)，使得軟土地基容易產(chǎn)生較大的沉降和變形，從而給道路的安全和穩(wěn)定性帶來(lái)威脅。針對(duì)軟土地基帶來(lái)的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的地基加固方法往往效果有限，而混凝土攪拌樁則憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)成為解決方案之一[3-4]?；炷翑嚢铇妒且环N通過(guò)將水泥、骨料和水混合后注入土壤中并與土壤攪拌而成的地基加固元素，能夠改善軟土地基的工程性能，提高地基的穩(wěn)定性和承載力。相比傳統(tǒng)的地基加固技術(shù)，混凝土攪拌樁具有施工周期短、成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，因此在市政道路設(shè)計(jì)中具有廣闊的應(yīng)用前景[5]。

該文旨在系統(tǒng)介紹混凝土攪拌樁在市政道路設(shè)計(jì)軟土地基中的應(yīng)用，分析其優(yōu)勢(shì)和適用性，并通過(guò)實(shí)際案例探討其在道路設(shè)計(jì)和建設(shè)中的效果及經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，梳理了混凝土攪拌樁在市政道路設(shè)計(jì)中可能面臨的問(wèn)題，并指出了需要進(jìn)一步研究和改進(jìn)的方向，為城市道路建設(shè)提供更科學(xué)、更可靠的技術(shù)支撐。

1 混凝土攪拌樁在軟土地基中的處理技術(shù)

1.1 軟土地基特點(diǎn)及設(shè)計(jì)影響因素

1.1.1 軟土地基特點(diǎn)

市政道路建設(shè)中軟土地基由于具有土層深厚、土性松軟、易沉降變形等特點(diǎn)，對(duì)于道路工程來(lái)說(shuō)，是一個(gè)急需解決的技術(shù)難題。因此，市政道路設(shè)計(jì)軟土地基需要考慮多個(gè)因素，主要包括土層的類型、厚度、物理化學(xué)性質(zhì)、荷載傳遞機(jī)制等。在設(shè)計(jì)和施工中，需要采取相應(yīng)措施來(lái)加固和加強(qiáng)軟土地基，提高其承載力和穩(wěn)定性?；炷翑嚢铇蹲鳛橐环N常用的地基加固技術(shù)，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)和施工，混凝土攪拌樁可以有效地增加地基的承載力，防止沉降和變形，提高道路的使用壽命和穩(wěn)定性。

軟土地基作為一種常見(jiàn)的地基類型，其土層深厚通常有幾十米到數(shù)百米。由于其土性松軟，土粒間的摩擦較小，結(jié)構(gòu)松散，使得軟土地基容易發(fā)生沉降和變形，給道路工程帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)。此外，軟土地基還具有水分含量較高、容易流失等特點(diǎn)，長(zhǎng)時(shí)間的浸潤(rùn)會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)失穩(wěn)的現(xiàn)象，進(jìn)一步加劇了道路的沉降和變形問(wèn)題。承載能力較差導(dǎo)致軟土地基無(wú)法有效地承受車輛和行人的荷載，使其容易出現(xiàn)沉降和變形，給行車和行人的安全帶來(lái)潛在風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)軟土地基還存在較高的地震風(fēng)險(xiǎn)，在地震發(fā)生時(shí)，軟土地基容易發(fā)生加速度放大現(xiàn)象，從而導(dǎo)致建筑物和道路的災(zāi)害，在軟土地基上進(jìn)行市政道路建設(shè)時(shí)還需考慮地震防災(zāi)措施。

1.1.2 軟土地基設(shè)計(jì)影響因素

市政道路設(shè)計(jì)軟土地基時(shí)需要考慮多種因素的影響，以確保道路的安全性、穩(wěn)定性和耐久性。如需要對(duì)軟土地基進(jìn)行詳盡的地質(zhì)勘察和工程地質(zhì)勘測(cè)，了解軟土地基的地層結(jié)構(gòu)、含水量、厚度等情況，為后續(xù)設(shè)計(jì)和施工提供準(zhǔn)確的地質(zhì)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)階段需要結(jié)合軟土地基承載能力較差的特點(diǎn)，通過(guò)合理的路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和地基處理手段來(lái)增強(qiáng)軟土地基的承載能力，如采用加固樁、攪拌樁、懸浮路基等技術(shù)手段。在軟土地基上選擇合適的路面材料和路基結(jié)構(gòu)形式也是關(guān)鍵。軟土地基容易受到水分影響，長(zhǎng)期浸潤(rùn)容易導(dǎo)致地基土液化、沉降等問(wèn)題，因此需要通過(guò)合理的排水設(shè)計(jì)和加固措施來(lái)解決軟土地基的排水和穩(wěn)定性問(wèn)題。

在軟土地基上進(jìn)行道路設(shè)計(jì)時(shí)，還需要充分考慮地震因素，采取相應(yīng)的抗震措施，如采用柔性基礎(chǔ)、減震路面等技術(shù)手段，以提高道路在地震條件下的穩(wěn)定性和安全性。同時(shí)還需充分考慮環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求，在軟土地基上進(jìn)行道路建設(shè)可能會(huì)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，需要在設(shè)計(jì)中充分考慮生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施，采取合理的綠化、防塵、降噪等措施，減少道路建設(shè)對(duì)周邊環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

1.2 混凝土攪拌樁的優(yōu)勢(shì)

軟土地基通常受到承載能力差、易沉降、易變形等自身缺點(diǎn)的限制，而混凝土攪拌樁作為一種有效的地基處理技術(shù)，可以顯著改善軟土地基的工程性質(zhì)，提高其承載能力和穩(wěn)定性，從而保障市政道路的安全和持久性?；炷翑嚢铇锻ㄟ^(guò)攪拌和注入混凝土的方式，在軟土地基中形成堅(jiān)實(shí)的樁體，將原本松軟的土壤與混凝土充分結(jié)合，構(gòu)成堅(jiān)固的復(fù)合地基體系。這種方法可以有效提高軟土地基的承載能力和整體穩(wěn)定性，減少地基沉降和變形的風(fēng)險(xiǎn)，為市政道路的安全使用提供了可靠的基礎(chǔ)保障。由于軟土地基具有較高的含水量和較差的排水性能，長(zhǎng)期積水容易導(dǎo)致地基液化和沉降，對(duì)道路使用造成嚴(yán)重影響。通過(guò)混凝土攪拌樁的施工，在軟土地基中形成了一定密度的樁體，有效提高了地基的排水性能，防止水分對(duì)軟土地基的不利影響，從而保證了道路在潮濕環(huán)境下的穩(wěn)定性和安全性。同時(shí)混凝土攪拌樁具有有效改善軟土地基的抗震性能，由于軟土地基在地震作用下容易發(fā)生液化現(xiàn)象，導(dǎo)致地基失穩(wěn)和地面沉降，通過(guò)混凝土攪拌樁的施工，有效增加軟土地基的抗震能力，減輕地震對(duì)地基的影響，提高市政道路在地震條件下的安全性和穩(wěn)定性。

2 混凝土攪拌樁在軟土地基中的應(yīng)用

2.1 工程概況

基于上述分析可知，混凝土攪拌樁在市政道路軟土路基的設(shè)計(jì)和施工中具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。為了進(jìn)一步分析其性能，該文以川沙“城中村”丹霞路（華川路—新川東路）道路新建工程為研究背景，道路等級(jí)為城市支路，規(guī)劃紅線寬度24 m，工程范圍南起華川路，北至新川東路，路線全長(zhǎng)694.84 m。道路按二快二慢斷面形式建設(shè)；沿線跨越規(guī)劃河道1處，新建橋梁1座，橋梁跨徑組合為10 m+10 m+16 m+16 m；配合道路建設(shè)，沿線埋設(shè)雨、污水管道和公用管線，并同步實(shí)施綠化、照明、標(biāo)志標(biāo)線及信號(hào)燈等附屬設(shè)施。該文采用混凝土攪拌樁進(jìn)行加固，經(jīng)過(guò)施工后，道路的平整度得到了有效提高，增加了地基承載力，沉降和變形現(xiàn)象得到了明顯改善。

2.2 工程地質(zhì)條件

2.2.1 地形、地貌

該工程項(xiàng)目擬建場(chǎng)地位于浦東新區(qū)川沙鎮(zhèn)，場(chǎng)地地貌單元屬濱海平原地貌類型。通過(guò)地質(zhì)條件的勘察可知，擬建道路現(xiàn)狀主要為空地，局部分布混凝土地坪及建筑垃圾，擬建道路跨越興隆港、鬼出港河道。勘察期間場(chǎng)地內(nèi)地勢(shì)整體較為平坦，陸域各勘探孔孔口實(shí)測(cè)標(biāo)高為3.24～4.28 m之間，一般高程為3.7 m左右，高差為1.02 m。

擬建場(chǎng)地南側(cè)為華川路，道路下分布較多市政管線，場(chǎng)地東側(cè)、西側(cè)、北側(cè)為空地，沿線跨越現(xiàn)狀河道鬼出港、興隆港。鬼出港后期拓寬為和平機(jī)口河（擬建），興隆港道路施工前進(jìn)行填埋處理。其中，水泥攪拌樁處理路段立面、路段平面布置如圖1和圖2所示。

2.2.2 地基土的地基承載力

地基承載力特征值fak按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007—2011）并結(jié)合上海地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)及原位測(cè)試成果確定，各層土地基承載力如表1所示。

2.3 測(cè)量結(jié)果對(duì)比分析

通過(guò)使用高精度激光測(cè)深儀對(duì)使用混凝土攪拌樁處理后的軟土地基沉降進(jìn)行測(cè)量，得出測(cè)量時(shí)間與測(cè)點(diǎn)沉降位移關(guān)系如圖3所示，給出了未加固情況下和經(jīng)過(guò)加固之后的不同測(cè)量時(shí)間點(diǎn)的沉降量變化情況。加固后樁間距對(duì)沉降影響如圖4所示。

由圖3可以看出，通過(guò)使用混凝土攪拌樁對(duì)軟土地基進(jìn)行處理后，沉降明顯降低，加固處理前后最大沉降值相差12 mm左右，且隨著時(shí)間的增加地基沉降率呈下降趨勢(shì)，并逐漸穩(wěn)定。由圖4可以看出，當(dāng)采用加固措施處理后，隨著樁間距從1.5 m、2.5 m增加至3.5 m，增長(zhǎng)量為14.6%、22.7%和27.8%，地表沉降隨著樁間距的增大而增大，選擇合適的樁間距對(duì)地基沉降影響較大。且增幅逐漸提高滿足工程實(shí)際要求，即混凝土攪拌樁對(duì)增加地基的承載力成效顯著，保證了道路的平整度和安全性，提高了道路的使用壽命和穩(wěn)定性。

3 結(jié)語(yǔ)

該文對(duì)市政道路軟土地基進(jìn)行了深入分析和研究。通過(guò)對(duì)軟土地基采用混凝土攪拌樁技術(shù)，得出了以下結(jié)論：

（1）混凝土攪拌樁在處理市政道路軟土地基中具有良好的優(yōu)點(diǎn)和適用性，有效改善了軟土地基的穩(wěn)定性和使用壽命，確保了道路的安全、穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展。

（2）通過(guò)使用混凝土攪拌樁處理軟土地基方法后，與未使用攪拌樁軟土地基沉降量最大相差12 mm左右，隨著時(shí)間增加，地基沉降逐漸趨于穩(wěn)定，地表沉降隨著樁間距的增大而增大。當(dāng)采用加固措施處理后，隨著樁間距從1.5 m、2.5 m增加至3.5 m，增長(zhǎng)量為14.6%、22.7%和27.8%，地表沉降隨著樁間距的增大而增大，選擇合適的樁間距對(duì)地基沉降影響較大。

參考文獻(xiàn)

[1]周志軍， 陳昌富， 肖水強(qiáng). 可控剛性樁與排水體組合型復(fù)合地基受力與變形特性的模型試驗(yàn)研究[J]. 巖土工程學(xué)報(bào)， 2020（12）： 2308-2315.

[2]魏福強(qiáng). 軟土地基處理技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 工業(yè)建筑， 2023（S1）： 445-447.

[3]劉紅軍， 劉克倫， 陳鋒， 等. 逐級(jí)改變計(jì)算參數(shù)下道路軟土地基變形與穩(wěn)定性研究[J]. 公路， 2023（4）： 10-15.

[4]問(wèn)建學(xué)， 唐昌意， 曹雄， 等. 超厚軟土區(qū)管樁復(fù)合地基不均勻沉降病害處治[J]. 公路， 2023（3）： 68-75.

[5]鄧濤， 許杰， 鄭嘉勇， 等. 深厚軟土中抗滑樁的修正懸臂樁計(jì)算方法[J]. 巖土力學(xué)， 2022（5）： 1299-1305+1316.