市政工程中软土地基处理方法的应用

　　【摘要】结合昆山市朝阳路改造工程项目案例分析，介绍了水泥搅拌桩、换填土层、预应力高强度混凝土薄壁管桩（PHC）的软土地基处理方法，有效解决了软土地基处理的一些问题，确保了市政道路施工的顺利进行。
　　【关键词】市政工程；软土地基；水泥搅拌桩；换填土层；PHC管桩；应用
　　一、工程背景
　　拟建朝阳路位于昆山娄南地区，道路等级为城市主干路，全线为双向6车道规模，设计速度为50kmh，道路规划红线宽度60m。
　　二、软土地基的危害
　　本次工程中主要遇到的软土地基为淤泥质粉质粘土层，该层分布连续，具有高含水量、大孔隙比、低强度、高压缩性、其工程属性软弱、自稳性较差的特点。一般路段软土路基未做好处理易造成路基发生不均匀沉降以致道路整体结构产生开裂及损坏；桥台后填土范围未处理好软土地基易造成软土层发生较大的沉降，对桥台及桩基础产生纵向推挤作用及负摩擦力作用，引起桥台发生变位以致损坏。
　　本工程软土地基在路面设计使用年限内路基工后沉降限制应满足下表要求：
　　三、软土地基的处理方法
　　（一）水泥搅拌桩处理方法
　　水泥搅拌桩是软基处理的一种有效形式，是一种将水泥作为固化剂的主剂，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高地基强度。水泥搅拌桩按主要使用的施工做法分为单轴、双轴和三轴搅拌桩。它是通过特制的深层搅拌机，将软土和水泥（固化剂）强制搅拌，并利用水泥和软土之间所产生的一系列物理、化学反应，使土体固结，形成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土桩。
　　本工程路段（桩号K1160K1350）现状为老河道回填土范围，淤泥质粉质粘土层较厚（最厚处约8m），为减少清淤弃土方量、避免深基坑施工安全隐患，此段地基处理设计方案采用水泥搅拌桩处理方案：水泥搅拌桩采用42。5级普通硅酸盐水泥，桩径为50cm，桩间距1。25m，梅花形布桩，过渡段桩长8m，处理段桩长10m；水泥掺入量建议：每延米53kg～64kg（约15～18），具体掺量可根据现场试验数据确定，桩身设计无侧限抗压强度为：R70。6MPa；水泥土室内试验28天无侧限抗压强度为：R281。0MPa；在成桩28d后进行单桩承载力和复合地基承载力实验，单桩承载力100kPa，复合地基承载力85kPa。
　　（二）浅层换填处理方法
　　换填法指将基础底面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去，然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，成为良好的人工地基。
　　换土垫层与原土相比，具有承载力高、刚度大、变形小等优点。该方法的最大优点就是施工工艺简便、处理深度浅，一般适用于换填厚度3。0m的软土层。
　　本工程路段（樁号K1740K1950）路基开挖时发现较大量的垃圾土，该路段垃圾土大多为新近换填，深度在路槽下13m不等。垃圾土清除后原状土表面较干燥，含水量和承载力较好，基本未发现淤泥或淤泥质土。地勘报告显示，该路段地下土层自上而下分别为填土、粉质粘土、粉土夹粉砂。该路段原状土土质较好，土层分布较均匀。路基处理方案主要考虑浅层垃圾土换填：道路路基下的垃圾土需全部清除，采用石灰土（4）进行换填。即清除垃圾后的原状土碾压密实后，分层回填压实石灰土至路槽底处，石灰土压实度不低于90。其上实施原设计的石灰土路基。
　　（三）PHC管桩处理方法
　　PHC管桩适用于处理深厚软土地基上荷载较大、变形要求交严格的高路堤段、桥头或通道与路堤衔接段。PHC管桩具有单桩承载力高、施工速度快、成桩质量可靠、工期短、施工环境好等特点。
　　本工程新建一座三跨桥梁，跨径为20m25m20m，桥台后淤泥质粉质粘土层较厚（最深处约10m），且台后填土高度较高（约4。5m），按一般二灰回填方案，路基工后沉降不能满足容许工后沉降要求，故桥台高填土段路基采用预应力高强混凝土管桩（PHC）处理方案：PHC桩径400mm，正方形布置。处理段桩间距2。4m，桩长17m，单桩设计容许承载力320KN。过渡段桩间距2。8m，桩长15m，单桩设计容许承载力280KN。
　　预应力管桩由桩身、桩尖和桩帽三部分组成，桩身和桩尖预先在工厂按一定的规格制备好，桩帽在现场浇注。预应力管桩具有较高的强度，与桩帽和地基土共同构成复合地基，以提高地基的承载力、降低沉降量。桩帽尺寸分为两种：2。4m间距管桩桩帽尺寸为1。5mx1。5mx0。35m；2。8m间距管桩桩帽尺寸为为1。8mx1。8mx0。35m。桩帽与锚入桩帽的管桩主筋焊接，现场用C30混凝土浇筑。
　　预应力高强混凝土管桩（PHC）处理路段，为了分担桩帽上的应力、增加桩体间的横向联系，在路堤基底铺设40cm厚碎石垫层。垫层所用碎石由岩石或砾石轧制而成，应洁净、干燥，并具有足够的强度和耐磨耗性，其颗粒形状应具有棱角，不得掺有软质石和其它杂质，粒径宜为20～40mm，含泥量不得大于5，并不宜含有大于4cm的颗粒。
　　碎石垫层中铺设钢塑格栅一层。其技术要求：断裂延伸率3，纵向抗拉强度100KNm，横向抗拉强度80KNm；铺设时，纵、横向搭接重叠宽度均不得小于20cm，同时每1m的间距用铅丝进行绑扎连结。
　　四、结语
　　随着城市化快速发展，我国的道路建设同步迅速发展，在市政道路桥梁建设工程中会遇到各种地质情况，这对市政工程建设提出新的要求。市政工程设计与施工时都需特别重视软土地基路段处理，根据市政工程场地软土地基的工程性质采用合适的处理方案，可以获得良好的处理效果和经济效益。
　　【参考文献】
　　〔1〕叶如军，徐竭。试论市政道路施工中软土地基处理技术的应用〔J〕。城市道桥与防洪，2013（04）。
　　〔2〕郭兰，宋金耀。解析公路施工软土地基处理技术与应用〔J〕。河南科技，2013（2）。