某沿海灘涂地區(qū)一級公路深厚軟基處理方案介紹-周庚

1、某沿海灘涂地區(qū)一級公路深厚軟基處理方案介紹周庚摘要：本文針對沿海灘涂地區(qū)軟弱土層的特點，通過工程實例，對此類地基的處理方案進行了探討，對同類工程具有一定的借鑒和參考作用。關鍵詞：軟土地基；砂礫墊層；袋裝砂井；水泥攪拌樁1 概況某項目位于東南沿海灘涂地區(qū)，路基寬度50m，設計時速60km/h。沿線地形較為平緩，地面標高黃零-1.21m，退潮時地面大部分裸露，漲潮時被淹沒，水深0.51.5m，灘涂內淤泥層廣泛分布。軟土地基主要特征和物理力學性質指標如下:淤泥層，厚度0.518m，平均含水率W>60%，流塑軟塑，壓縮性大，十字板抗剪強度低（Cu<15千帕），有機質含量>3%，滲透性

2、差。淤泥質粘土層，厚25m，灰色，呈飽和軟塑狀態(tài)，壓縮性較大。中粗砂層，位于軟土地基底部，厚度約35m，淺灰黃色，潮濕、中密、含有少量腐植質，壓縮性小。2 處理方案軟土地基常見處理措施包括換填、排水固結（塑料排水板、袋裝砂井）、粒料樁（碎石樁、砂樁）、水泥攪拌樁（漿噴樁、粉噴樁）、CFG樁、管樁等。本項目地表水位偏高，軟土層深厚，地質條件相當惡劣，軟基處理方案應重點考慮提高路堤整體穩(wěn)定性、控制工后沉降指標。本項目軟土層較厚，且大部分呈流塑軟塑狀，十字板抗剪強度低，不適用粒料樁。初期設計方案對于一般路段，考慮采用砂礫墊層+袋裝砂井結合預壓進行地基處理；對于填土較高，路堤整體穩(wěn)定性難以滿足要求的路

3、段，采用水泥攪拌樁進行處理；對于工后沉降控制指標嚴格的路段和軟土深度大于20m的路段，采用預應力混凝土管樁進行處理。本項目在K3+200K3+390路段設置試驗段，對處理方案進行檢驗和修正。本項目根據公路路基設計規(guī)范（JTG D302015）、公路軟土地基路堤設計與施工技術細則（JTG/T D31-022013）相關規(guī)定進行設計計算。穩(wěn)定驗算采用圓弧條分法；沉降計算先用分層總和法計算主固結沉降，再用沉降系數法修正主固結沉降得到總沉降，設計參數和計算方法不再贅述。具體的軟基處理方案為：施工前先筑壩排水，清除路基范圍表層30cm淤泥后，開挖縱橫向排水溝和集水井，使原地面充分暴曬，然后分層鋪筑0.5

4、1.5m砂礫墊層，之后進行袋裝砂井或水泥攪拌樁施工，然后按規(guī)定填筑路堤，結合等載預壓措施，減小地基工后沉降。由于路堤處于灘涂區(qū)，迎潮面邊坡坡率采用1:3，坡面采用漿砌塊石+碎石墊層+土工布防護，坡腳處拋填塊石，堆積成棱形體以抵抗潮水沖刷，其作用類似反壓護道，同時支撐坡面防護，維護路堤穩(wěn)定；背潮面坡率采用1:2，坡面采用漿砌片石防護，坡腳同樣拋填塊石。3 方案檢驗試驗段軟土層厚度817m，路堤填高2.7m4m。自2015年8月按照設計方案處理地基并填筑路堤，于2015年10月基本填筑至等載標高。（1）砂礫墊層+袋裝砂井試驗段：K3+200K3+290從沉降觀測資料顯示，路基填筑完成后第一個月，K

5、3+230、K3+260、K3+280主控斷面的中板累計沉降已超過1.6 m，邊板也超過1.2m。對路基巡查發(fā)現部分路段砂礫墊層已經沉降到原地面以下，砂礫墊層排水通道被阻斷，孔隙水壓力得不到有效消散，加載后側向位移達7. 2 mm/d，沉降達28mm/d。由于軟基不能排水固結，地基抗剪強度及承載力無法提高，隨著附加應力增加，地基出現變形沉降。為確保砂墊層排水通暢，必須保證其始終高出原地面不小于50cm，因此根據設計總沉降量和觀測情況，砂墊層厚度一般不低于1m，超過2m以上總沉降量地段應不低于2.5m。鑒于部分路段出現砂墊層排水不暢的情況，采取在路基坡腳設置軟式透水管和碎石盲溝的方法，將砂墊層中

6、的水從透水管和盲溝排出，取得了良好的效果。沉降觀測至2016年8月，地面最大沉降量2.3m，固結度86%，與設計要求的90%的固結度基本吻合。鋪筑較厚的砂礫墊層可以起到增加軟土地基承載力作用，相當于在軟基表面設置一個硬殼層，能提高路基整體穩(wěn)定性。（2）砂礫墊層+水泥攪拌樁試驗段：K3+290K3+390第一階段試樁共32根，水泥攪拌樁全部為漿噴樁，樁長17m，砂礫墊層厚0.5m。28天后進行了單樁及復合地基承載力檢驗。抽芯檢驗結果顯示樁身約14m深度以下成樁效果較差，單樁承載力和復合地基承載力均未達到設計要求的140KN和120Kpa。第二階段試樁共64根，水泥攪拌樁粉噴樁、漿噴樁各32根，樁

7、長14m。砂礫墊層厚度分別采用0.5m、1m和2m。28天后進行靜載試驗結果表明：砂礫墊層厚0.5m時，漿噴樁和粉噴樁單樁及復合地基承載力全部達不到設計要求；砂礫墊層厚1m時，間距1.2m的漿噴樁承載力可達到設計要求；砂礫墊層厚2m時，間距1.5m的漿噴樁承載力可達到設計要求，間距1.2m的粉噴樁承載力可達到設計要求。抽芯檢驗的資料表明，漿噴樁的芯樣質量指標平均為92%，大于粉噴樁的芯樣平均質量指標71%。沉降觀測至2016年3月，地面最大沉降量0.96m，側向位移和沉降速率較小，已基本趨于穩(wěn)定。 以上情況說明，加厚砂礫墊層是試樁的承載力達到設計要求的關鍵因素之一?？梢哉J為12m厚的砂礫墊層增

8、大了樁側摩阻力和擴散了地基應力，從而顯著提高地基承載力。而粉噴樁在砂墊層1m厚時無法達到設計要求，說明粉噴樁本身對此類軟土地基的加固效果相對較差。（3）路基加寬路基施工均按設計橫斷面施工，原設計中已進行過路基加寬處理，但在填筑過程中,由于部分路段沉降超過1. 5 m而出現了路基寬度不夠現象。為了保證路基在預壓期間斷面荷載滿足完工要求，根據軟土層厚度，路基單側應加寬不小于1.53m。4 結語（1）軟土路基清淤后，鋪設砂礫墊層可形成排水層和硬殼層，增加地基的承載力。砂礫墊層厚度應根據軟土層厚度及沉降計算結果適當加厚，以保證路基沉降后墊層的橫向排水功能和應力分散功能，本項目后續(xù)路段砂礫墊層鋪筑厚度為

9、13m。（2）袋裝砂井結合預壓方案處理軟基厚度20m左右的路段效果較好，堆載預壓后淤泥層固結度基本能達到設計要求。根據觀測資料反算，處理后地基的工后沉降可控制在30cm以內。袋裝砂井方案的優(yōu)點是造價低廉，效果穩(wěn)定，但其缺陷是處理時間長，一般需612個月。因此對于軟基厚度大，路堤高度不大于極限填高，且工期不緊張的項目，袋裝砂井建議作為首選方案。若項目地區(qū)缺少砂礫時，可采用塑料排水板代替。應特別注意軟土層間夾砂礫層的地基，砂礫層做為透水層，受潮汐影響，淺海區(qū)的地下水源源不斷補充進處理路段，將導致排水固結無法進行。此種情況下，應考慮采用水泥攪拌樁等其他處理方案。（3）鉆探取芯檢測結果表明，水泥攪拌樁14米以下成樁質量較差。因此該方案適用淤泥層厚度在14m以內，工期要求短，投資有保證的情況。處理深度大于14米時，建議采用CFG樁、預應力混凝土管樁等。作者簡