市政工程中軟土地基處理方法的應用

金來靈

【摘 要】結合昆山市朝陽路改造工程項目案例分析，介紹了水泥攪拌樁、換填土層、預應力高強度混凝土薄壁管樁（PHC）的軟土地基處理方法，有效解決了軟土地基處理的一些問題，確保了市政道路施工的順利進行。

【關鍵詞】市政工程；軟土地基；水泥攪拌樁；換填土層；PHC管樁；應用

一、工程背景

擬建朝陽路位于昆山婁南地區，道路等級為城市主干路，全線為雙向6車道規模，設計速度為50km/h，道路規劃紅線寬度60m。

二、軟土地基的危害

本次工程中主要遇到的軟土地基為淤泥質粉質粘土層，該層分布連續，具有高含水量、大孔隙比、低強度、高壓縮性、其工程屬性軟弱、自穩性較差的特點。一般路段軟土路基未做好處理易造成路基發生不均勻沉降以致道路整體結構產生開裂及損壞；橋臺后填土范圍未處理好軟土地基易造成軟土層發生較大的沉降，對橋臺及樁基礎產生縱向推擠作用及負摩擦力作用，引起橋臺發生變位以致損壞。

本工程軟土地基在路面設計使用年限內路基工后沉降限制應滿足下表要求：

三、軟土地基的處理方法

（一）水泥攪拌樁處理方法

水泥攪拌樁是軟基處理的一種有效形式，是一種將水泥作為固化劑的主劑，利用攪拌樁機將水泥噴入土體并充分攪拌，使水泥與土發生一系列物理化學反應，使軟土硬結而提高地基強度。水泥攪拌樁按主要使用的施工做法分為單軸、雙軸和三軸攪拌樁。它是通過特制的深層攪拌機，將軟土和水泥（固化劑）強制攪拌，并利用水泥和軟土之間所產生的一系列物理、化學反應，使土體固結，形成具有整體性、水穩定性和一定強度的水泥土樁。

本工程路段（樁號K1+160-K1+350）現狀為老河道回填土范圍，淤泥質粉質粘土層較厚（最厚處約8m），為減少清淤棄土方量、避免深基坑施工安全隱患，此段地基處理設計方案采用水泥攪拌樁處理方案：水泥攪拌樁采用42.5級普通硅酸鹽水泥，樁徑為50cm，樁間距1.25m，梅花形布樁，過渡段樁長8m，處理段樁長10m；水泥摻入量建議：每延米53kg～64kg（約15%～18%），具體摻量可根據現場試驗數據確定，樁身設計無側限抗壓強度為：R7≥0.6MPa；水泥土室內試驗28天無側限抗壓強度為：R28≥1.0MPa；在成樁28d后進行單樁承載力和復合地基承載力實驗，單樁承載力≥100kPa，復合地基承載力≥85kPa。

（二）淺層換填處理方法

換填法指將基礎底面以下不太深的一定范圍內的軟弱土層挖去，然后以質地堅硬、強度較高、性能穩定、具有抗侵蝕性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等材料分層充填，并同時以人工或機械方法分層壓、夯、振動，使之達到要求的密實度，成為良好的人工地基。

換土墊層與原土相比，具有承載力高、剛度大、變形小等優點。該方法的最大優點就是施工工藝簡便、處理深度淺，一般適用于換填厚度≤3.0m的軟土層。

本工程路段（樁號K1+740-K1+950）路基開挖時發現較大量的垃圾土，該路段垃圾土大多為新近換填，深度在路槽下1-3m不等。垃圾土清除后原狀土表面較干燥，含水量和承載力較好，基本未發現淤泥或淤泥質土。地勘報告顯示，該路段地下土層自上而下分別為填土、粉質粘土、粉土夾粉砂。該路段原狀土土質較好，土層分布較均勻。路基處理方案主要考慮淺層垃圾土換填：道路路基下的垃圾土需全部清除，采用石灰土（4%）進行換填。即清除垃圾后的原狀土碾壓密實后，分層回填壓實石灰土至路槽底處，石灰土壓實度不低于90%。其上實施原設計的石灰土路基。

（三）PHC管樁處理方法

PHC管樁適用于處理深厚軟土地基上荷載較大、變形要求交嚴格的高路堤段、橋頭或通道與路堤銜接段。PHC管樁具有單樁承載力高、施工速度快、成樁質量可靠、工期短、施工環境好等特點。

本工程新建一座三跨橋梁，跨徑為20m+25m+20m，橋臺后淤泥質粉質粘土層較厚（最深處約10m），且臺后填土高度較高（約4.5m），按一般二灰回填方案，路基工后沉降不能滿足容許工后沉降要求，故橋臺高填土段路基采用預應力高強混凝土管樁（PHC）處理方案：PHC樁徑400mm，正方形布置。處理段樁間距2.4m，樁長17m，單樁設計容許承載力320KN。過渡段樁間距2.8m，樁長15m，單樁設計容許承載力280KN。

預應力管樁由樁身、樁尖和樁帽三部分組成，樁身和樁尖預先在工廠按一定的規格制備好，樁帽在現場澆注。預應力管樁具有較高的強度，與樁帽和地基土共同構成復合地基，以提高地基的承載力、降低沉降量。樁帽尺寸分為兩種：2.4m間距管樁樁帽尺寸為1.5mx1.5mx0.35m；2.8m間距管樁樁帽尺寸為為1.8mx1.8mx0.35m。樁帽與錨入樁帽的管樁主筋焊接，現場用C30混凝土澆筑。

預應力高強混凝土管樁（PHC）處理路段，為了分擔樁帽上的應力、增加樁體間的橫向聯系，在路堤基底鋪設40cm厚碎石墊層。墊層所用碎石由巖石或礫石軋制而成，應潔凈、干燥，并具有足夠的強度和耐磨耗性，其顆粒形狀應具有棱角，不得摻有軟質石和其它雜質，粒徑宜為20～40mm，含泥量不得大于5%，并不宜含有大于4cm的顆粒。

碎石墊層中鋪設鋼塑格柵一層。其技術要求：斷裂延伸率≤3%，縱向抗拉強度≥100KN/m，橫向抗拉強度≥80KN/m；鋪設時，縱、橫向搭接重疊寬度均不得小于20cm，同時每1m的間距用鉛絲進行綁扎連結。

四、結語

隨著城市化快速發展，我國的道路建設同步迅速發展，在市政道路橋梁建設工程中會遇到各種地質情況，這對市政工程建設提出新的要求。市政工程設計與施工時都需特別重視軟土地基路段處理，根據市政工程場地軟土地基的工程性質采用合適的處理方案，可以獲得良好的處理效果和經濟效益。

【參考文獻】

[1]葉如軍，徐竭.試論市政道路施工中軟土地基處理技術的應用[J].城市道橋與防洪，2013（04）.

[2]郭蘭，宋金耀.解析公路施工軟土地基處理技術與應用[J].河南科技，2013（2）.