懸浮樁處理深厚軟基設計

李榮聯

福建省交通規(guī)劃設計院廈門分院（361000）

懸浮樁處理深厚軟基設計

李榮聯

福建省交通規(guī)劃設計院廈門分院（361000）

軟土地基特別是深厚軟土地基的處理是目前工程建設經常面臨的技術問題，對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，介紹了懸浮樁的設計、計算及檢測，供同行參考。

軟土路基；懸浮樁；水泥攪拌樁；單樁承載力；復合地基承載力

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計的雙龍路東拓二期工程的南、北兩側。該配套道路24 m，設計速度40 km/h。水泥攪拌樁作為復合地基的一種，在晉江市軟基處理工程中應用較為廣泛。受施工工藝及機械影響，加固深度超過15 m樁體質量無法保證，而晉江市軟土地基深度大多20 m以上，水泥攪拌樁無法穿透軟土層，形成懸浮樁。

1.1 設計技術標準

道路等級：次干路；設計速度：40 km/h；標準路幅寬度：24 m；路面結構類型：機動車道采用改性瀝青混凝土路面；軸載標準及車輛荷載：軸載標準： BZZ－100 kN。車輛荷載：采用城-A級車輛荷載。

1.2 地質條件

根據現場勘探，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。該層整體結構疏密不均勻，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，力學性質及工程性能極差，未經處理不能作為基礎持力層。其中淤泥③，深灰色，流塑狀，飽和，以黏粒、粉粒為主，含大量腐殖質及少量砂，有臭味，干強度高，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，含大量腐殖質及少量砂，有臭味，干強度高，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，設計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天齡期強度不小于1.8 MPa。

2 懸浮樁設計

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

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

道路兩側路基邊線以外水泥攪拌樁樁長采用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 懸浮樁計算

采用等代路基填土高度法對懸浮樁處理的路基穩(wěn)定性及沉降進行驗算。路堤設計高度為2.75 m，路堤設計頂寬為24 m，路堤邊坡坡度為1：1.5。地基各項指標見表1。

計算模型如下圖2所示。

3.1 路基沉降計算

3.1.1 各級加荷的沉降計算

第1級加荷，開始時，路基計算高度=0(m)，沉降=0(m)。加載結束時，路基計算高度=1.994(m)，沉降=0.044(m)。第2級加荷，開始時，路基計算高度= 1.994(m)，沉降=0.044(m)。加載結束時，路基計算高度=2.850(m)，沉降=0.100(m)。

表1 地基各項指標

圖2 計算模型

3.1.2 路面竣工時及以后的沉降計算

基準期開始時刻：最后一級加載(路面施工)結束時,考慮沉降影響，路堤的實際計算高度=2.850 (m)。路面竣工時,地基沉降=0.100(m)，基準期內的殘余沉降=0.148(m)。基準期結束時,地基沉降=0.248 (m)，最終地基總沉降=1.200×0.537=0.644(m)。

3.2 路基沉降計算

第1級加荷，路基設計高度=1.950(m)，路基計算高度(考慮沉降影響)=1.994(m)。加載結束時：η= 0.227、μc=2.234、μs=0.638、τc=88.000(kPa)，滑動安全系數=2.148，總的下滑力=22.773(kN)，總的抗滑力=48.909(kN)。

第2級加荷,路基設計高度=2.750(m),路基計算高度(考慮沉降影響)=2.850(m)。加載結束時：η= 0.227、μc=2.234、μs=0.638、τc=88.000(kPa)，滑動安全系數=1.626，總的下滑力=43.171(kN)，總的抗滑力=70.213(kN)。

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

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

4 懸浮樁處理路基的檢測

水泥攪拌樁齡期達到要求之后，對水泥攪拌樁單樁及復合地基承載力進行檢測。單樁承載力檢測結果如圖3所示。

圖3 單樁承載力檢測結果

從以上檢測數據及結果可以看出，該配套道路水泥攪拌樁單樁豎向抗壓極限承載力為160 kN。根據載荷板檢測，復合地基極限承載力為180 kPa，滿足設計要求。

5 結語

在淤泥或者淤泥質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濟得多，比采用塑料排水板堆載預壓工期短,具有廣闊的應用前景。

路基沉降主要受樁長及間距的影響，需同時考慮復合地基及軟弱下臥層的沉降，通過壓縮變形量確定樁長及樁間距。

[1]JTG D30-2015,公路路基設計規(guī)范[S].

[2]GB 50007-2011,建筑地基基礎設計規(guī)范[S].