懸浮樁處理深厚軟基設(shè)計(jì)

李榮聯(lián)

福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院廈門分院（361000）

懸浮樁處理深厚軟基設(shè)計(jì)

李榮聯(lián)

福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院廈門分院（361000）

軟土地基特別是深厚軟土地基的處理是目前工程建設(shè)經(jīng)常面臨的技術(shù)問(wèn)題，對(duì)于深厚軟土地基采用水泥土攪拌樁并不能完全打穿。這里以晉江市鞋都片區(qū)配套道路工程為例，介紹了懸浮樁的設(shè)計(jì)、計(jì)算及檢測(cè)，供同行參考。

軟土路基；懸浮樁；水泥攪拌樁；單樁承載力；復(fù)合地基承載力

1 工程概況

福建省晉江市鞋都片區(qū)配套道路工程位于已設(shè)計(jì)的雙龍路東拓二期工程的南、北兩側(cè)。該配套道路24 m，設(shè)計(jì)速度40 km/h。水泥攪拌樁作為復(fù)合地基的一種，在晉江市軟基處理工程中應(yīng)用較為廣泛。受施工工藝及機(jī)械影響，加固深度超過(guò)15 m樁體質(zhì)量無(wú)法保證，而晉江市軟土地基深度大多20 m以上，水泥攪拌樁無(wú)法穿透軟土層，形成懸浮樁。

1.1 設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

道路等級(jí)：次干路；設(shè)計(jì)速度：40 km/h；標(biāo)準(zhǔn)路幅寬度：24 m；路面結(jié)構(gòu)類型：機(jī)動(dòng)車道采用改性瀝青混凝土路面；軸載標(biāo)準(zhǔn)及車輛荷載：軸載標(biāo)準(zhǔn)： BZZ－100 kN。車輛荷載：采用城-A級(jí)車輛荷載。

1.2 地質(zhì)條件

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘探，擬建道路不存在大的填方、挖方。擬建道路上部主要地層為雜填土①,屬軟弱土,厚度為1.50～1.80 m。該層整體結(jié)構(gòu)疏密不均勻，地基均勻性差，穩(wěn)定性差。其下伏主要為淤泥③及淤泥夾砂④，均為軟弱土，且厚度較大，淤泥深度大多為14～18 m，力學(xué)性質(zhì)及工程性能極差，未經(jīng)處理不能作為基礎(chǔ)持力層。其中淤泥③，深灰色，流塑狀，飽和，以黏粒、粉粒為主，含大量腐殖質(zhì)及少量砂，有臭味，干強(qiáng)度高，韌性較高，土切面較光滑，海積形成。淤泥夾砂④深灰色，流塑狀，飽和，以黏粒、粉粒為主，含大量腐殖質(zhì)及少量砂，有臭味，干強(qiáng)度高，韌性較高，土切面較光滑，海積形成。

1.3 主要材料

樁身膠凝劑采用P.O 42.5普通硅酸鹽水泥，設(shè)計(jì)初定的膠凝材料摻灰量不小于加固土體重量的15%，水灰比宜采用0.45～0.55；立方體試塊90天齡期強(qiáng)度不小于1.8 MPa。

2 懸浮樁設(shè)計(jì)

一般路段采用水泥攪拌樁復(fù)合地基處理，樁徑為50 cm，三角形布置，樁間距1.0 m×1.0 m，樁長(zhǎng)9 m。

箱涵與道路過(guò)渡區(qū)域采用10 m長(zhǎng)的過(guò)渡段,過(guò)渡段水泥攪拌樁樁徑50 cm，三角形布置，間距1.0 m，樁長(zhǎng)12 m。

道路兩側(cè)路基邊線以外水泥攪拌樁樁長(zhǎng)采用12 m。

水泥攪拌樁處理路段單樁承載力特征值不小于80 kPa，復(fù)合地基承載力特征值不小于90 kPa。

軟基布置形式如圖1所示。

圖1 斷面布置圖

3 懸浮樁計(jì)算

采用等代路基填土高度法對(duì)懸浮樁處理的路基穩(wěn)定性及沉降進(jìn)行驗(yàn)算。路堤設(shè)計(jì)高度為2.75 m，路堤設(shè)計(jì)頂寬為24 m，路堤邊坡坡度為1：1.5。地基各項(xiàng)指標(biāo)見表1。

計(jì)算模型如下圖2所示。

3.1 路基沉降計(jì)算

3.1.1 各級(jí)加荷的沉降計(jì)算

第1級(jí)加荷，開始時(shí)，路基計(jì)算高度=0(m)，沉降=0(m)。加載結(jié)束時(shí)，路基計(jì)算高度=1.994(m)，沉降=0.044(m)。第2級(jí)加荷，開始時(shí)，路基計(jì)算高度= 1.994(m)，沉降=0.044(m)。加載結(jié)束時(shí)，路基計(jì)算高度=2.850(m)，沉降=0.100(m)。

表1 地基各項(xiàng)指標(biāo)

圖2 計(jì)算模型

3.1.2 路面竣工時(shí)及以后的沉降計(jì)算

基準(zhǔn)期開始時(shí)刻：最后一級(jí)加載(路面施工)結(jié)束時(shí),考慮沉降影響，路堤的實(shí)際計(jì)算高度=2.850 (m)。路面竣工時(shí),地基沉降=0.100(m)，基準(zhǔn)期內(nèi)的殘余沉降=0.148(m)。基準(zhǔn)期結(jié)束時(shí),地基沉降=0.248 (m)，最終地基總沉降=1.200×0.537=0.644(m)。

3.2 路基沉降計(jì)算

第1級(jí)加荷，路基設(shè)計(jì)高度=1.950(m)，路基計(jì)算高度(考慮沉降影響)=1.994(m)。加載結(jié)束時(shí)：η= 0.227、μc=2.234、μs=0.638、τc=88.000(kPa)，滑動(dòng)安全系數(shù)=2.148，總的下滑力=22.773(kN)，總的抗滑力=48.909(kN)。

第2級(jí)加荷,路基設(shè)計(jì)高度=2.750(m),路基計(jì)算高度(考慮沉降影響)=2.850(m)。加載結(jié)束時(shí)：η= 0.227、μc=2.234、μs=0.638、τc=88.000(kPa)，滑動(dòng)安全系數(shù)=1.626，總的下滑力=43.171(kN)，總的抗滑力=70.213(kN)。

施加超載,路基設(shè)計(jì)高度2.750(m),路基計(jì)算高度(考慮沉降影響)2.850(m)，加載時(shí)：η=0.227、μc= 2.234、μs=0.638、τc=88.000(kPa)，滑動(dòng)安全系數(shù)= 1.270，總的下滑力=713.386(kN)，總的抗滑力= 905.976(kN)。

分析可知，本次懸浮樁設(shè)計(jì)的沉降及穩(wěn)定性均能滿足規(guī)范要求。

4 懸浮樁處理路基的檢測(cè)

水泥攪拌樁齡期達(dá)到要求之后，對(duì)水泥攪拌樁單樁及復(fù)合地基承載力進(jìn)行檢測(cè)。單樁承載力檢測(cè)結(jié)果如圖3所示。

圖3 單樁承載力檢測(cè)結(jié)果

從以上檢測(cè)數(shù)據(jù)及結(jié)果可以看出，該配套道路水泥攪拌樁單樁豎向抗壓極限承載力為160 kN。根據(jù)載荷板檢測(cè)，復(fù)合地基極限承載力為180 kPa，滿足設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)語(yǔ)

在淤泥或者淤泥質(zhì)土厚度較大的路基地段，在滿足規(guī)范穩(wěn)定、沉降要求的前提下，采用懸浮樁方案較采用剛性樁穿透軟土方案經(jīng)濟(jì)得多，比采用塑料排水板堆載預(yù)壓工期短,具有廣闊的應(yīng)用前景。

路基沉降主要受樁長(zhǎng)及間距的影響，需同時(shí)考慮復(fù)合地基及軟弱下臥層的沉降，通過(guò)壓縮變形量確定樁長(zhǎng)及樁間距。

[1]JTG D30-2015,公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB 50007-2011,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].