濱江濱海地區市政道路軟基處理方案研究

林曉春

以瑯岐環島路工程為例，通過分析軟基處理方案的比選，對深厚軟基處理方案（PTC 預應力管樁）的應用及其處理效果進行研究，為類似工程提供參考。

福州新區作為福建省內唯一獲批的濱江濱海國家級新區，肩負著實施“東進南下、沿江向海”的戰略重任，其中，福州新區瑯岐島地處東南沿海閩江入海口區域，因其三面環江，東面臨海，具有獨特的濱江濱海地理位置，全島總面積約9200 萬m2。根據“建設國際生態旅游島”的規劃定位，瑯岐島的市政路網建設一開始就以更高的標準來要求。建設環繞全島的瑯岐環島路，并分期開展實施，最終形成道路閉環，另規劃一條東西走向的雁行江主干道，以此極大地改善新區道路交通路網條件，提升城市居民出行品質。

一、工程概況

瑯岐環島路工程分成四期建設，分別為閩江大橋南立交段和環島路、環島路西北段、環島路東段、環島路南段，全長25.68km，主要建設內容包括道路、橋梁、涵洞、隧道、給排水、綜合管廊、電氣照明、景觀綠化及交通設施等附屬工程。

因瑯岐環島路西北段（二期）場地臨江路線分布深厚軟土層且多為填方，需重點考慮道路軟基處理，本文主要針對該二期道路深厚軟土地基處理方案進行對比分析及實踐經驗總結。道路設計等級為城市主干路，道路路面結構擬采用瀝青混凝土路面結構組合，道路標準寬度70m，路基設計荷載為城-A 級。

二、區域地質

場地現狀主要為田地、林地、河道、池塘及水溝、山地、田埂、堤壩、灘涂、閩江等，地貌單元主要為濱海沖積平原地貌，工程地質分區為沖積淤積區，部分地段為丘陵地貌單元。場地上部主要由雜填土、粉質粘土、淤泥質土、（含泥）中砂等組成，下部為殘積土和不同風化程度花崗巖。道路主要地基土層簡述如下：①雜填土：灰黃色；②粉質粘土：灰黃色；③淤泥質土：局部為淤泥。深灰色；③1（含泥）中砂：灰黃、淺灰色，稍密，局部松散；④泥質土：深灰色；④1粘土：灰黃色，可塑，濕～很濕；⑤粉質粘土：灰黃色。

三、軟基處理方案比選

根據本地區道路軟基處理工程經驗，主要考慮采取換填墊層法、塑料排水板、CFG 樁、水泥土攪拌法及PTC預應力管樁等地基處理措施。現從處理深度、原理、優缺點等方面來對幾種地基處理方案綜合評價如下：

（1）換填墊層：處理深度＜3m，采用換填砂性土和拋石擠淤，優點是不受工期限制、無隱患，缺點是處理深度淺；（2）塑料排水板：處理深度＞25m，在軟地中打入塑料排水板以便排水同時，施加上部堆載，促進軟土固結沉降，達到減少工后沉降的目的。該方法濾水性好，排水效果好，并且對地基變形適應性強。缺點是施工期間將產生較大地基沉降，對生活區道路兩側建筑物地基穩定性造成破壞，需堆載預壓，預壓期大于180 天；（3）CFG 樁：處理深度＜30m，由水泥、粉煤灰、碎石（或石屑）加水攪拌而成的一種可變強度樁，增設褥墊層后可形成復合地基。可有效減小地基沉降，提高地基承載力。該方案具有承載力高、沉降變形小，灌注方便、施工質量好，成樁齡期短等特點。但存在施工工藝要求高、造價較高等缺點，且樁端應落在持力層上，才能發揮端承樁的作用；（4）水泥土攪拌樁（釘形雙向攪拌樁）：處理深度＜15m，通過將水泥和土體攪拌后的一系列物理力學反應，提高土體物理力學性質，從而增加地基承載力、減小地基壓縮變形，可形成半剛性復合地基。該方案技術成熟，施工快捷、工期短，處理效果好，且對周邊環境影響小。但施工工藝要求較高，一般攪拌樁處理深度有限，對15m 以上厚度軟土層處理效果難以保證，但采用釘形雙向攪拌樁處理深度可達30m；（5） PTC 管樁：處理深度＞30m，采用預應力張拉和離心成型法預制的一種空心筒體混凝土構件，設置褥墊層后可形成剛性復合地基。該方案可顯著減小地基沉降、增大地基承載力，樁身耐打、穿透力強；施工速度快,功效高、工期短；單樁承載力高,對地質條件適應性強。缺點是造價高，樁底應打在持力層上，形成支承樁，才能發揮樁的作用。

其中，軟基深度小于25m 路段處理方式可選擇砂樁、釘型雙向攪拌樁、CFG 樁或PTC 管樁，經計算均可滿足設計要求。對于軟基深度大于25m 路段，除PTC 管樁外，其余各種軟基處理方式均難以滿足要求。

由上分析可知，軟基深度小于25m 路段軟基處理方式中，PTC 管樁與CFG 樁、釘型水泥攪拌樁、水泥攪拌樁單價相差不大，但PTC 管樁施工方便，工期短，質量有保證，在高等級道路已得到廣泛應用，并可以通過加深樁長，設置樁帽，加大間距等措施進一步發揮其單樁承載力高的特點，從而降低造價。另外軟基處理深度小于25m 的路段也較短，統一采用PTC 管樁造價影響較小，也有利于施工組織并避免不同軟基處理方式帶來沉降差及過渡處理。

綜上分析，道路軟基處理采用PTC 管樁處理，其中軟基處理深度在36m 以下路段采用PTC 管樁+樁帽處理方式，大于36m 路段采用PHC 樁+鋼筋砼承臺處理方式。

四、PTC 管樁設計方案及施工效果

1.軟基處理設計

本項目軟土地基設計在考慮軟土物理力學性質基礎上，結合軟土分布特征、路基位置及填土高度、施工工期等各方面因素，根據工后沉降控制標準，經過各路段穩定性及工后沉降計算后，確定處理方案如下：

（1）為確保路基穩定及沉降滿足使用要求，道路前半段設計采用PTC 管樁復合地基進行軟土地基處理如圖3 所示。管樁采用PTC-O400×60mm 預應力管樁，樁身設計強度為C60 混凝土，按正方形布置，樁尖采用十字頭樁尖，管樁應打透軟土層并進入粘性土層2m 以上，且不大于48m。

（2）道路后半段，其中軟基處理深度在36m 以下路段采用PTC 管樁+樁帽處理方式，大于36m 路段采用PHC 樁+鋼筋混凝土格梁處理方式。處理范圍為近期實施的中間約46m 寬度范圍。

PTC 管樁采用直徑400mm、壁厚60mm 的預應力薄壁管樁，采用靜壓法施工，終止壓樁標準為達到設計高程后以設計壓樁力持荷10min 且沉降量不超過2mm/min。

2.地基處理效果評價分析

道路經地基處理后，根據現場復合地基承載力檢測試驗報告顯示，復合地基承載力載荷試驗指標均大于120kPa，滿足設計要求。根據道路軟基沉降盤沉降監測數據顯示，道路沉降累計變形在70 ～140mm 之間，滿足道路設計沉降控制標準300mm 以內，路基其余各項檢測指標均滿足設計要求。

道路軟基累計沉降變形量曲線圖（代表性路段）如圖1-圖3。

圖1 一工區K8+250-K9+000部分觀測點沉降觀測成果圖

圖2 二工區K9+150-K9+300部分觀測點沉降觀測成果圖

圖3 三工區K9+500-K10+070部分觀測點沉降觀測成果圖

五、結語

綜上所述，濱江濱海地區深厚軟土工程所采取的PTC管樁處理方案，通過項目多年的投入運營，效果良好，較好地實現了該道路深厚軟基處理方案的預期效應。