軟基處理在岐關東路改造項目中的應用

孫玉石

摘? ? 要：本文結合工程實例，簡單介紹軟基處理在道路中的應用。

關鍵詞：道路;軟基處理;方案比選

1? 項目概況

中山市岐關東路是中山火炬高技術產業開發區的主要道路，起點與翠嶺路、江陵西路和江陵東路相接，終點至博愛七路，沿線有中山農商銀行、商鋪、工廠等眾多單位，毗鄰火炬開發區醫院，也是火炬開發區重要的道路之一。本項目大致為東西走向，起于江陵西路，終于博愛西路，全長 約2.2km。規劃為城市次干路，規劃紅線寬 24 m和 30 m，設計車速為 40km/h。

2? 工程地質條件

擬改造項目屬于中山市的南部平原區，本次勘察查明，在勘探所揭露深度范圍內，場地上部地層主要為第四系人工堆積層，第四系沖洪積層及殘積層，下伏基巖主要為燕山期花崗巖（γ）。依據地基土巖性結構與物理力學性質差異性，場地勘探深度范圍內自上而下可分4 個主要工程地質層（帶）：人工堆積層（Qml）、第四系沖洪積沉積層（Qal+pl）、殘積層（Qel）、花崗巖風化帶（γ）。

3? 軟土地基處理方案的選擇

本項目為現狀道路改建，岐關東路現狀道路為水泥混凝土路面。現狀混凝土道路已使用多年，沉降已基本完成，故不再進行軟基處理;樁號K1+737～K2+154段（拓寬段、新建段）屬于軟土地基，由于路基下存在13m～15m的淤泥層，如果不進行軟基處理，路基將可能將沉降0.5m～1.0m，將導致路面起伏不平，新舊路基銜接處出現裂縫甚至高差，道路沿線的景觀效果也會較差。為避免將來因道路沉降導致的道路二次改造，設計考慮對現狀路基進行必要的軟基處理。

為了解決沉降問題，主要途徑分為以下三大類：第一大類為換填法或拋石擠淤法，去除軟土或摻石以改變現狀軟土特性，通常用于軟土層較淺時（一般≤2m）;第二大類別為采用排水固結法，土層設置排水通道后，通過堆載，強夯或真空預壓等方法讓軟土排水固結后提高軟土的強度以滿足穩定和沉降的要求;第三大類別為樁基礎處理，通過設置半剛性或剛性樁將軟土地基改造成復合地基或樁承式地基。

根據本項目的地質勘察資料，本項目淤泥層厚6.9～29.7m，平均18.3m。結合中山本地實際情況，考慮淤泥厚度較大，不考慮換填或拋石擠淤法，提出水泥土攪拌法、排水固結法（塑料排水板）、CFG樁三種典型處理方法進行比選。

水泥固化樁復合地基（水泥土攪拌法）

水泥土攪拌法方案是通過機械，沿深度方向將軟土與固化劑就地進行攪拌，使土體與固化劑發生物理化學反應，沿深度方向形成加固體。水泥攪拌樁與天然地基組成水泥攪拌樁復合地基，從而提高地基強度和增大變形模量。

水泥土現拌法適用于處理包括淤泥、淤泥質土、粉土、砂性土、泥炭土等各種成因的飽和軟黏土，含水量較高且地基承載力標準值不大于120kPa的黏性土等地基。對泥炭土或地下水pH較低、有機質含量高的粘性上，宜通過試驗確定其適用性。

加固深度主要取決于使用攪拌機的動力大小及地基反力國內目前采用深層攪拌法的最大加固深度可達30m。

優點：施工工藝成熟，工期短，工后沉降小，造價相對較低。

缺點：樁體強度不高，受土質影響較大，施工時質量控制要求較高。

水泥固化樁復合地基（CFG樁）

場地整平后在淤泥層進行CFG樁的施工，根據設計對承載力、變形的要求、土質條件、等確定樁長和樁間距。樁上設樁帽并設加筋層，然后再將人工填土分層回填，壓實路基。這也是新填路基采用樁承式方式處理軟基時的常規做法。

優點：樁體強度高，與樁頂處理后，拱形土體形成一個整體，處理深度大，工期較短，工后沉降小。

缺點：①本設計道路路基填土厚度不大，基本不超過3m，采用CFG樁這種樁承式路基形成不了土拱作用，后期容易產生樁位處路面隆起，樁之間路面沉降這種“蘑菇式路面”病害。②費用較高，施工質量控制要求較高。

排水固結法（塑料排水板）

排水固結法方案是在軟土中設置豎向排水系統（塑料排水板、袋裝沙井等）和水平排水系統（砂墊層），在堆載、真空等附加荷載的作用下，地基土排水固結，產生固結沉降，土體強度增長，從而提高地基承載力，并有效減小工后沉降，超載預壓可以進一步減少工后沉降。

優點：施工打設簡便、施工快、造價低。

缺點：施工工期過長（6～12個月），處理深度不大，工后沉降大。

混凝土樁類復合地基（預應力混凝土管樁復合地基）

預應力混凝土管樁復合地基是由剛度較大的管樁和樁間土共同分擔上部荷載。管樁復合地基適用于處理粘性土粉土砂土、人工填土和淤泥質土等地基，具有承載力高、調整幅度大、沉降變形小、沉降穩定較快等特點。在上部荷載作用下，大部分荷載由管樁承受，樁周摩阻力得到充分發揮，端阻力隨著荷載作用的時間及樁側阻力發揮的程度而逐漸增高。同時，樁頂褥墊層發揮調節作用，使樁間土與樁身進人共同工作狀態，逐漸形成復合地基。

優點：施工打設簡便、施工快，樁長可以從幾米到20多米，可全樁發揮樁的側阻力，樁落在好的土層上還具有明顯的端承作用，工后沉降小。

缺點：造價高。

方案比選

排水固結法造價最低，但要求工期長，市政工程難以做到，而且工后沉降大，達不到排水管道的沉降要求;CFG樁，沉降控制效果最好，但工程造價高，適用于填土（附加荷載）較高的路段。

根據本項目的地質情況，綜合考慮了施工工藝成熟度、工期長短、工后沉降、施工難度、造價等因素，比較四種軟基處理方案，最終本項目推薦分段采用預應力混凝土管樁復合地基及水泥土攪拌法進行軟基處理。

4? 路段軟基處理方案

4.1? 樁號K1+737～K1+866道路左、右幅和樁號K1+926～K2+154道路左幅

由于拓寬路基新增填土荷載平均高度為2.2m，有效深度=6.67*2.2=14.7m。綜合考慮①地質條件、②設計對承載力要求、③路基沉降要求（不大于10cm）等因素，確定該段道路采用水泥土攪拌法進行軟基處理，攪拌樁平均樁長15m、樁間距2.0m、梅花樁布置。

道路路基兩側采用俯斜式路肩墻形式，擋墻材料為片石混凝土，墻高2m～3m。

4.2? 樁號K1+926～K2+154道路右幅

由于拓寬路基外側有現狀魚塘，新增填土荷載平均高度為4.5m，為減少占地，設計考慮該段道路右幅采用鋼筋混凝土懸臂式擋土墻的形式，擴大擋墻底板至現狀路基邊，底板下采用管樁樁承式地基的處理方式，綜合考慮①地質條件、②設計對承載力要求等因素，管樁平均樁長40m、樁橫向間距5.0m、縱向間距4.0m。

5? 結語

軟基處理涉及面廣，實踐性強，同時由于各地自然地質條件差異大，地基處理技術的地區性也比較顯著，在許多情況下要因地制宜地處理問題。軟土地基處理是道路工程中極為重要的一環，在實際工程實施過程中，更多軟基處理的新技術、新工藝在工程中被認識并采用。隨著工程建設發展的需要及研究的不斷深入，我國必將在設計理論、計算方法、施工工藝、施工設備等一系列方向有新的突破。

參考文獻：

[1] GB/T 50783—2012.復合地基技術規范[S].

[2] JTG D30—2015.公路路基設計規范 [S].