淺析濱海地區城市道路軟土地基的處理技術

王 飛

（海南中業工程建設有限公司，海南 海口 570100）

0 引言

由于濱海地區軟土分布多、地質情況復雜，軟土地基處理是確保濱海城市道路路基穩定、安全使用和工后沉降滿足規范要求的必要保障。城市道路地基處理設計是一個動態設計，參數的最終確定需要勘察、設計、施工三方相互反饋，確保軟基處理符合工程實際，處理方案經濟適用，路基實際使用效果好。本文結合三亞市某城市道路軟土地基處理設計，對設計標準、技術參數、施工工藝的選用進行了總結分析。

1 工程概況

該項目系三亞市某沿海城市道路，道路全長2.564km，路幅寬20m，設計速度為30km/h，主要建設內容包括：道路、涵洞、交通、排水、電力電信、照明及綠化工程等。

1.1 地質概況

場地地貌單元屬海成一級階地，地形較平坦，標高為2.04～4.82m，場地大部分地段為養殖蝦塘、道路西側沿線分布有居民樓或大型建筑物，東側為榆林灣，根據地質勘察資料顯示，對場地影響較大地層的主要為新近吹填素填土、淤泥質粉質黏土和粉質黏土[1]。

雜填土①1：場地內局部分布，為褐黃色，主要由黏性土夾少量碎石、磚塊等建筑垃圾組成，局部為混凝土路面，未完成自重固結，稍濕-飽和，結構松散。實測范圍值為6.0～9.0 擊，平均值為7.9 擊[2]。

素填土①：場地內大部分地段分布，為褐黃色，主要由黏性土夾少量碎石等組成，頂部見少量植物根莖，局部為混凝土路面，未完成自重固結，稍濕-飽和，結構松散。實測63.5范圍值為6.0～8.0 擊，平均值為7.0 擊。

淤泥質粉質黏土②：場地內普遍分布，為灰色，含5%～15%粉細砂及不均勻含10%～20%珊瑚碎屑及貝殼，局部達30%，略具腥臭味，流塑狀態。搖震無反應，干強度及韌性高，光澤反應稍有光澤。實測范圍值為1.0～2.0 擊，平均值為1.5 擊。

粉砂③：場地內局部分布，為灰黑色，主要成分為石英質，含5%～15%粉黏粒，飽和，松散狀態。實測范圍值為6.0～8.0 擊，平均值為6.8 擊。

粉質黏土④：場地內普遍分布，為褐黃、褐紅、褐灰色，不均勻含中細砂約10%～20%及局部夾碎石，粒徑2～5cm，菱形狀，可塑-硬塑狀態，干強度及韌性中等，搖震無反應，光澤反應稍有光澤。實測范圍值為8.0～17.0 擊，平均值為11.7 擊。

粗砂④1：場地內局部分布，為褐黃、灰白色，主要成分為石英質，不均勻含5%～15%的粉細粒及夾少量碎石，粒徑1～4cm，飽和，稍密狀態。實測范圍值10.0～13.0 擊，平均值為11.2 擊。

場地各地層的主要物理力學性質指標見表1。

表1 場地各地層的主要物理力學性能指標

1.2 地基土評價

雜填土①1：該層均勻性、穩定性較差，未經過處理不能作為路基持力層。

素填土①：該層均勻性、穩定性較差，未經過處理不能作為路基持力層[3]。

淤泥質粉質粘黏土②：該層屬軟弱土，未經處理不宜直接作為路基持力層，作為下臥層屬軟弱下臥層。

粉砂③：該層力學強度中等偏低，變形性中等偏高。

粉質黏土④：該層在場地內普遍揭露，呈可硬塑狀態，標準貫入試驗錘擊數平均值為11.7 擊，液性指數平均值為0.15；壓縮系數平均值為0.24MPa-1，壓縮性、力學強度中等。

粗砂④1：該層在場地內局部分布，稍密狀態，標準貫入試驗錘擊數平均值為11.2 擊，力學強度、變形性中等。

2 軟土地基處理設計要求及原則

2.1 軟土地基處理寬度的確定

該項目道路橫斷面組成為：5.0m 人行道+2.5m 非機動車道+3.50m 機動車道+3.50m 機動車道+2.5m 非機動車道+3m 人行道，路幅寬為20m，行車道對路基沉降最為敏感，慢行道次之，根據地勘報告顯示，項目所在區域軟土分布廣，影響范圍大，同時慢行道地下敷設眾多管線（電力排管、電信排管、供水管道、中水管道等），地下管道對路基沉降較為敏感。為確保道路路基整體穩定，軟基處理需對整個路幅范圍內進行處理加固，具體處理寬度詳見工程方案[4]。

2.2 軟土地基處理設計標準

（1）路基穩定性要求：軟土地基穩定驗算須考慮路面與行車荷載的影響，并且還應考慮路基由于施工沉降引起的填土實際增加的荷載，由于道路填土高度在-0.8～1.2m，故地基處理設計以沉降控制為主，不需在穩定方面花太高的代價，以節省地基處治費用。

（2）工后沉降要求：根據現行《城市道路路基設計規范》（CJJ 194-2013）[5]6.2.8 條要求，城市支路一般路段工后沉降≤0.50m；涵洞、通道處工后沉降≤0.30m；橋梁與路堤相鄰處工后沉降≤0.20m。

（3）地基承載力要求：軟基處理后一般路段的地基承載力不小于100kPa，結構物下的地基承載力滿足相應要求。

3 軟基處理方案

3.1 一般路段軟基處理

對于軟土深度≤3.0m 路段，采用挖除換填法，具體方法如下：先挖除素填土，堆放在一側，進行淤泥軟土清理后，填80cm 片石，用重型壓路機分層碾壓直到地基穩定，再填30cm 砂礫墊層找平，將原素填土進行反壓及路基回填施工，墊層以上按30cm 分層鋪設兩層土工格柵。

3.2 構造物銜接路段軟基處理

為保證箱涵構造物銜接路段的沉降符合規范要求，需嚴格控制路基與涵洞構造物銜接段的工后沉降量，采用水泥攪拌樁進行軟基處理，涵洞臺背回填須采用不同于一般路基的填筑方式，尤其是填料性質及壓實度更應加強質量控制，在回填范圍內采用未篩分碎石回填，從構造物基礎頂面至上路床頂面的壓實度不應小于96%。

3.3 深層（一般段）軟基處理

對于深層夾層淤泥段，因淤泥含粉砂量少，紅線外附近建筑物較多，開挖支護費用高，基坑排水困難。設計選用水泥攪拌樁處理深層軟土地基，處理方式：整理場地，清除地表附著物→挖除路槽土方（計算在路基土石方數量里）→超挖30cm 雜填土→碾壓密實成工作面→水泥攪拌樁進行處理→碾壓密實→鋪30m 厚的碎石褥墊層，并在墊層頂面鋪一層土工格柵→碾壓密實。處理范圍為坡腳線以外1m；水泥攪拌樁穿透淤泥質粉質黏土②，進入下臥持力層1m，持力層為粉砂③、粉質黏土④、粗砂④等土層。

3.4 魚塘段深層軟基處理

對于魚塘路段，根據實際情況先圍堰、抽水，適當干塘后，挖除塘梗雜填土至塘底，再回填中粗砂100cm，平整后作為施工平臺，水泥攪拌樁施工完后，整平場地，鋪30m 厚的碎石褥墊層，并在墊層頂面鋪一層土工格柵→碾壓密實。處理范圍為坡腳線以外1m；水泥攪拌樁穿透淤泥質粉質黏土②，進入下臥持力層1m，持力層主要為粉砂③、粉質黏土④、粗砂④等土層。

沿線均存在設計雨污水管線和電氣管道，水泥攪拌樁路段采用先打樁后開挖，截斷樁后拋填30cm 片石碾壓穩定后，作為管道基礎持力層，拋填碾壓路段采用先拋填、后開挖的方式，開挖后采用30cm 片石碾壓穩定，作為管道基礎持力層。

4 水泥攪拌樁技術參數

水泥攪拌樁樁徑為50cm，按正三角形布置，間距為1.2m，設計樁長為5～15m，樁體穿入下伏硬土層不小于1.0m。樁頂設置50cm 厚碎石墊層，中間鋪設一層土工格柵，打樁順序采用間距跳打法。

此次設計要求單樁承載力特征值為166.732kN，置換率為0.157，樁間土承載力為88.0kPa，復合地基承載力特征值為207.8kPa，修正后復合地基承載力特征值為216.8kPa。

4.1 水泥攪拌樁的施工工藝

開始施工前應試樁，通過試樁確定以下技術參數：

（1）滿足設計要求的水泥摻入量和水灰比。

（2）鉆進速度、提升速度、攪拌速度、噴漿壓力等。

（3）確定樁體抗壓強度、單樁及復合地基承載力。

每個工點試樁樁數不宜少于6 根（其中3 根用于單樁承載力檢驗，3 根用于復合地基承載力檢驗），以確定各設計參數及施工工藝。建議均要求各路段選取地質條件典型路段以及不同設計參數，進行現場工藝性試驗。施工單位必須根據試樁時得到的技術參數，制定出保證質量的措施（包括打樁順序），上報監理批準后執行[6]。具體步驟如下：

（1）施工平臺測量放樣。攪拌機定位對中，保持設備水平，鉆機主軸垂直誤差不大于1%。樁徑偏差不大于4%。

（2）制備水泥漿。按試樁確定水灰比拌制水泥漿，壓漿前將水泥漿倒入集料斗中。

（3）噴漿鉆進攪拌。啟動攪拌樁機，實施鉆進作業，為了防止堵塞鉆頭上的噴射口，鉆進過程中適當噴漿，同時可減小負載扭矩，確保順利鉆進。鉆進噴漿成樁至設計樁長或層位后，原地噴漿0.5min，再反轉勻速提升。

（4）噴漿提升攪拌。攪拌頭自樁底反轉勻速攪拌提升直至地面，并噴漿。

（5）重復噴漿，上、下攪拌。以保證樁身質量。

（6）清洗。加入適量清水，清洗管路中的殘漿和攪拌頭上的軟土。

（7）鉆具提升地面后，鉆機移位對孔，按上述步驟進行下一根樁的施工。

4.2 水泥攪拌樁的施工注意事項

（1）漿液應嚴格按照成樁試驗確定的配合比拌制，制備好的漿液不得離析，不得長時間放置，超過2h 的漿液應廢棄。漿液倒入集料斗時，應加篩過濾，避免漿內塊狀物損壞泵體。

（2）提升鉆桿、噴漿攪拌時，應使鉆頭反向邊旋轉、邊噴漿、邊提升，提升速度宜控制在0.5～0.8m/min。當鉆頭提升至地面以下1m 時，宜用慢速提升；當噴漿口即將提出地面時，應停止提升，攪拌數秒，以保證樁頭均勻密實。

（3）根據成樁試驗確定的技術參數進行施工。操作人員應記錄每m 下沉時間、提升時間，記錄送漿時間、停漿時間等有關參數的變化。若發現噴漿量不足，應整樁復打。

（4）供漿必須連續，拌和必須均勻。一旦因故停漿，為防止斷樁和缺漿，應使噴漿鉆頭下沉至停漿面以下1.0m，待恢復供漿后再噴漿提升。如因故停機超過3h，為防止漿液硬結堵管，應先拆卸輸漿管路，清洗后備用。

（5）樁機移位前，應向集料斗中注入適量清水，開啟灰漿泵，清洗全部管路中殘存的漿液，直至管體干凈，并將攪拌頭清洗干凈，方可移位。

4.3 施工質量檢驗

水泥攪拌樁的施工質量標準，見表2。

表2 水泥攪拌樁施工質量標準

5 結束語

本文以海南省三亞市濱海城市道路中，采用水泥攪拌樁處理深層軟基方案為例，在該項目設計、勘察、施工過程中，對設計標準的選用、技術參數、施工工藝三個方面進行了分析與總結。城市道路地基處理設計是一個動態設計，參數的最終確定需要勘察、設計、施工三方相互反饋，確保軟基處理符合工程實際，處理方案經濟適用，路基實際使用效果好，從而提升市政道路工程的建設效果。