混凝土攪拌樁在市政道路設計軟土地基中的應用

史越

摘要 市政道路的設計和建設受到了軟土地基強度和沉降等問題的制約，為了解決軟土地基沉降過大的問題，可以采用混凝土攪拌樁對軟土地基進行加固和改良。文章通過對混凝土攪拌樁處理后軟土地基變形特性的總結，基于實際工程案例進行了應用情況的研究和分析。結果表明，混凝土攪拌樁在軟土地基中具有顯著的改良效果，相比未使用攪拌樁的地基沉降量明顯減少，且增加了地基承載力。該研究為市政道路設計提供了一種有效的地基處理方法，促進了市政道路安全性和可靠性的進一步提升。

關鍵詞 軟土地基；混凝土攪拌樁；承載力；穩定性

中圖分類號 TU473.1文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）03-0072-03

0 引言

隨著城市化進程的不斷加速，城市道路建設面臨著土地資源短缺和軟土地基問題的雙重挑戰。軟土地基的低強度和較大的沉降性質給道路的建設和使用帶來了一系列嚴峻的挑戰?；炷翑嚢铇蹲鳛橐环N有效的地基改良技術，正逐漸成為市政道路設計中解決軟土地基問題的重要手段[1]。軟土地基通常由黏土、淤泥等松散濕潤的土壤組成，其力學性質較差，容易發生沉降和變形[2]。軟土地基具有低強度、高壓縮性、較大的滲透性和較差的抗剪強度等特點，使得軟土地基容易產生較大的沉降和變形，從而給道路的安全和穩定性帶來威脅。針對軟土地基帶來的挑戰，傳統的地基加固方法往往效果有限，而混凝土攪拌樁則憑借其獨特的優勢成為解決方案之一[3-4]?；炷翑嚢铇妒且环N通過將水泥、骨料和水混合后注入土壤中并與土壤攪拌而成的地基加固元素，能夠改善軟土地基的工程性能，提高地基的穩定性和承載力。相比傳統的地基加固技術，混凝土攪拌樁具有施工周期短、成本相對較低等優點，因此在市政道路設計中具有廣闊的應用前景[5]。

該文旨在系統介紹混凝土攪拌樁在市政道路設計軟土地基中的應用，分析其優勢和適用性，并通過實際案例探討其在道路設計和建設中的效果及經濟效益。同時，梳理了混凝土攪拌樁在市政道路設計中可能面臨的問題，并指出了需要進一步研究和改進的方向，為城市道路建設提供更科學、更可靠的技術支撐。

1 混凝土攪拌樁在軟土地基中的處理技術

1.1 軟土地基特點及設計影響因素

1.1.1 軟土地基特點

市政道路建設中軟土地基由于具有土層深厚、土性松軟、易沉降變形等特點，對于道路工程來說，是一個急需解決的技術難題。因此，市政道路設計軟土地基需要考慮多個因素，主要包括土層的類型、厚度、物理化學性質、荷載傳遞機制等。在設計和施工中，需要采取相應措施來加固和加強軟土地基，提高其承載力和穩定性?；炷翑嚢铇蹲鳛橐环N常用的地基加固技術，通過合理的設計和施工，混凝土攪拌樁可以有效地增加地基的承載力，防止沉降和變形，提高道路的使用壽命和穩定性。

軟土地基作為一種常見的地基類型，其土層深厚通常有幾十米到數百米。由于其土性松軟，土粒間的摩擦較小，結構松散，使得軟土地基容易發生沉降和變形，給道路工程帶來很大的挑戰。此外，軟土地基還具有水分含量較高、容易流失等特點，長時間的浸潤會導致其出現失穩的現象，進一步加劇了道路的沉降和變形問題。承載能力較差導致軟土地基無法有效地承受車輛和行人的荷載，使其容易出現沉降和變形，給行車和行人的安全帶來潛在風險。同時軟土地基還存在較高的地震風險，在地震發生時，軟土地基容易發生加速度放大現象，從而導致建筑物和道路的災害，在軟土地基上進行市政道路建設時還需考慮地震防災措施。

1.1.2 軟土地基設計影響因素

市政道路設計軟土地基時需要考慮多種因素的影響，以確保道路的安全性、穩定性和耐久性。如需要對軟土地基進行詳盡的地質勘察和工程地質勘測，了解軟土地基的地層結構、含水量、厚度等情況，為后續設計和施工提供準確的地質數據基礎。在設計階段需要結合軟土地基承載能力較差的特點，通過合理的路基結構設計和地基處理手段來增強軟土地基的承載能力，如采用加固樁、攪拌樁、懸浮路基等技術手段。在軟土地基上選擇合適的路面材料和路基結構形式也是關鍵。軟土地基容易受到水分影響，長期浸潤容易導致地基土液化、沉降等問題，因此需要通過合理的排水設計和加固措施來解決軟土地基的排水和穩定性問題。

在軟土地基上進行道路設計時，還需要充分考慮地震因素，采取相應的抗震措施，如采用柔性基礎、減震路面等技術手段，以提高道路在地震條件下的穩定性和安全性。同時還需充分考慮環境保護和可持續發展的要求，在軟土地基上進行道路建設可能會對周邊生態環境產生影響，需要在設計中充分考慮生態環境保護措施，采取合理的綠化、防塵、降噪等措施，減少道路建設對周邊環境的影響，實現可持續發展的目標。

1.2 混凝土攪拌樁的優勢

軟土地基通常受到承載能力差、易沉降、易變形等自身缺點的限制，而混凝土攪拌樁作為一種有效的地基處理技術，可以顯著改善軟土地基的工程性質，提高其承載能力和穩定性，從而保障市政道路的安全和持久性?；炷翑嚢铇锻ㄟ^攪拌和注入混凝土的方式，在軟土地基中形成堅實的樁體，將原本松軟的土壤與混凝土充分結合，構成堅固的復合地基體系。這種方法可以有效提高軟土地基的承載能力和整體穩定性，減少地基沉降和變形的風險，為市政道路的安全使用提供了可靠的基礎保障。由于軟土地基具有較高的含水量和較差的排水性能，長期積水容易導致地基液化和沉降，對道路使用造成嚴重影響。通過混凝土攪拌樁的施工，在軟土地基中形成了一定密度的樁體，有效提高了地基的排水性能，防止水分對軟土地基的不利影響，從而保證了道路在潮濕環境下的穩定性和安全性。同時混凝土攪拌樁具有有效改善軟土地基的抗震性能，由于軟土地基在地震作用下容易發生液化現象，導致地基失穩和地面沉降，通過混凝土攪拌樁的施工，有效增加軟土地基的抗震能力，減輕地震對地基的影響，提高市政道路在地震條件下的安全性和穩定性。

2 混凝土攪拌樁在軟土地基中的應用

2.1 工程概況

基于上述分析可知，混凝土攪拌樁在市政道路軟土路基的設計和施工中具有明顯的應用優勢。為了進一步分析其性能，該文以川沙“城中村”丹霞路（華川路—新川東路）道路新建工程為研究背景，道路等級為城市支路，規劃紅線寬度24 m，工程范圍南起華川路，北至新川東路，路線全長694.84 m。道路按二快二慢斷面形式建設；沿線跨越規劃河道1處，新建橋梁1座，橋梁跨徑組合為10 m+10 m+16 m+16 m；配合道路建設，沿線埋設雨、污水管道和公用管線，并同步實施綠化、照明、標志標線及信號燈等附屬設施。該文采用混凝土攪拌樁進行加固，經過施工后，道路的平整度得到了有效提高，增加了地基承載力，沉降和變形現象得到了明顯改善。

2.2 工程地質條件

2.2.1 地形、地貌

該工程項目擬建場地位于浦東新區川沙鎮，場地地貌單元屬濱海平原地貌類型。通過地質條件的勘察可知，擬建道路現狀主要為空地，局部分布混凝土地坪及建筑垃圾，擬建道路跨越興隆港、鬼出港河道?？辈炱陂g場地內地勢整體較為平坦，陸域各勘探孔孔口實測標高為3.24～4.28 m之間，一般高程為3.7 m左右，高差為1.02 m。

擬建場地南側為華川路，道路下分布較多市政管線，場地東側、西側、北側為空地，沿線跨越現狀河道鬼出港、興隆港。鬼出港后期拓寬為和平機口河（擬建），興隆港道路施工前進行填埋處理。其中，水泥攪拌樁處理路段立面、路段平面布置如圖1和圖2所示。

2.2.2 地基土的地基承載力

地基承載力特征值fak按照現行國家標準《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007—2011）并結合上海地區工程經驗及原位測試成果確定，各層土地基承載力如表1所示。

2.3 測量結果對比分析

通過使用高精度激光測深儀對使用混凝土攪拌樁處理后的軟土地基沉降進行測量，得出測量時間與測點沉降位移關系如圖3所示，給出了未加固情況下和經過加固之后的不同測量時間點的沉降量變化情況。加固后樁間距對沉降影響如圖4所示。

由圖3可以看出，通過使用混凝土攪拌樁對軟土地基進行處理后，沉降明顯降低，加固處理前后最大沉降值相差12 mm左右，且隨著時間的增加地基沉降率呈下降趨勢，并逐漸穩定。由圖4可以看出，當采用加固措施處理后，隨著樁間距從1.5 m、2.5 m增加至3.5 m，增長量為14.6%、22.7%和27.8%，地表沉降隨著樁間距的增大而增大，選擇合適的樁間距對地基沉降影響較大。且增幅逐漸提高滿足工程實際要求，即混凝土攪拌樁對增加地基的承載力成效顯著，保證了道路的平整度和安全性，提高了道路的使用壽命和穩定性。

3 結語

該文對市政道路軟土地基進行了深入分析和研究。通過對軟土地基采用混凝土攪拌樁技術，得出了以下結論：

（1）混凝土攪拌樁在處理市政道路軟土地基中具有良好的優點和適用性，有效改善了軟土地基的穩定性和使用壽命，確保了道路的安全、穩定和可持續發展。

（2）通過使用混凝土攪拌樁處理軟土地基方法后，與未使用攪拌樁軟土地基沉降量最大相差12 mm左右，隨著時間增加，地基沉降逐漸趨于穩定，地表沉降隨著樁間距的增大而增大。當采用加固措施處理后，隨著樁間距從1.5 m、2.5 m增加至3.5 m，增長量為14.6%、22.7%和27.8%，地表沉降隨著樁間距的增大而增大，選擇合適的樁間距對地基沉降影響較大。

參考文獻

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