地基處理技術(shù)在市政道路管線工程中的應(yīng)用

何泳超

（中都工程設(shè)計(jì)有限公司，四川 成都 610000）

進(jìn)入新世紀(jì)以來，我國基建行業(yè)發(fā)展迅猛，市政道路工程各處開花。由于我國幅員遼闊，地基情況千差萬別，尤其是南方地區(qū)常出現(xiàn)軟弱地基，所以需要對(duì)軟弱地基進(jìn)行有效處理。但目前我國還沒有專門針對(duì)管線工程在軟土地區(qū)中的地基處理設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。文章參考工民建設(shè)計(jì)行業(yè)關(guān)于軟弱地區(qū)的地基處理方法，對(duì)各種地基處理方法的原理以及適用范圍進(jìn)行介紹，探索市政道路管線工程地基處理方法的最優(yōu)解。

1 常見的地基處理方法

（1）換土墊層法。換土墊層法是把基礎(chǔ)底面一定深度范圍內(nèi)的軟弱土層挖除，并填入性能穩(wěn)定、抗侵蝕性強(qiáng)的土體，然后對(duì)其表面進(jìn)行壓實(shí)、振動(dòng)等相應(yīng)處理的地基處理方法[1]。換土墊層法常用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土等軟弱地基。具體計(jì)算如下：

對(duì)于管線工程而言，有

（2）擠淤置換法。擠淤置換法是指把大塊片石、大塊塊石等拋填入軟弱地基里面，將軟弱地基中軟弱的黏土擠出，從而提高土體穩(wěn)定性增加土體強(qiáng)度[2]。擠淤置換法常用于排水困難的積水洼地，可以處理淺層軟弱黏土。

（3）砂石樁法。砂石樁法是在軟弱地基中采用沖擊或者水沖等手段成孔，然后在孔中擠壓進(jìn)砂或碎石，形成密實(shí)樁體以提高地基承載力[3]。砂石樁法常用于處理松散砂土、粉土、素填土等地基。具體計(jì)算如下：

（4）預(yù)制短樁法。預(yù)制短樁法[4]通常用于處理地下水位變化幅度小，不具有強(qiáng)腐蝕性的軟弱黏土地基?？紤]施工的便利性，短木樁采用長(zhǎng)度不超過5m的松木。短木樁在地下水位以下，其性能和耐久性均可發(fā)揮至理想狀態(tài)。具體計(jì)算如下：

（5）深層攬拌法。深層攬拌法[5]把水泥、石灰等材料作為固化劑主料，把原狀軟弱黏土地基土與固化劑通過專門的攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，從而提高地基承載力等性能指標(biāo)，以滿足實(shí)際工程的需要。深層攬拌法常用于淤泥、淤泥質(zhì)土等軟弱地基的地基處理。具體計(jì)算如下所示：

（6）高壓旋噴樁。高壓旋噴樁法是將水泥漿通過水平噴嘴噴出，噴射流切割土體，與軟弱地基土混合并加固原狀軟弱地基，提高其性能指標(biāo)以滿足工程需要[6]。高壓旋噴樁法常用于淤泥、淤泥質(zhì)土、軟弱黏性土等軟弱地基處理。具體計(jì)算如下所示：

（7）混凝土樁法?；炷翗斗ㄊ切陆d起的一種復(fù)合地基處理方法[7]。根據(jù)樁身材料分類，可分為水泥粉煤灰碎石樁、鋼筋混凝土樁、素混凝土樁等；根據(jù)成樁方式分類，可以劃分成預(yù)制型、灌注型、現(xiàn)澆型等。混凝土樁法常用于路基混凝土樁法處理，具體如圖1～圖3所示?；炷翗斗ㄔ跇?gòu)筑物基礎(chǔ)底部與混凝土樁頂之間設(shè)置褥墊層，以發(fā)揮混凝土樁體與樁間土的共同作用，組成復(fù)合地基以滿足實(shí)際工程的需要。其中，褥墊層常選用中砂、粗砂、碎石等級(jí)配良好的砂石。為了保證混凝土樁復(fù)合地基承載力，樁端持力層通常選用承載力較高、穩(wěn)定性強(qiáng)的土層。混凝土樁法廣泛用于處理黏性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基。

（8）多樁型復(fù)合地基法。多樁型復(fù)合地基法是一種新型地基處理方法，它是指2種或2種以上不同材質(zhì)或不同長(zhǎng)度的增強(qiáng)體共同作用而形成的復(fù)合地基，常用于處理濕陷性黃土、可液化土等特殊土體[8]。具體計(jì)算如下所示：

具有黏結(jié)強(qiáng)度的兩種樁組合時(shí)：

具有黏結(jié)強(qiáng)度的樁與散體材料樁組合時(shí)：

2 工程案例分析

珠海高欄港經(jīng)濟(jì)區(qū)聯(lián)華路市政道路工程位于珠海市高欄港經(jīng)濟(jì)區(qū)石化基地內(nèi)，起于石化基地內(nèi)北八路（廣發(fā)路），止于石化基地內(nèi)北七路，設(shè)計(jì)車速為20km/h，道路全長(zhǎng)552.37m，規(guī)劃道路寬18m。沿線進(jìn)車條件良好，方便大型施工機(jī)械進(jìn)場(chǎng)施工。

圖1 樁網(wǎng)地基

圖2 與排水固結(jié)法聯(lián)合應(yīng)用的復(fù)合地基

圖3 樁筏地基

工程地質(zhì)自上而下的情況如下：

（1）人工填土。層厚3.9m；fak=60kPa，qs=11.5kPa，ψ=31°。

（2）淤泥層。灰褐、灰黑色，含有機(jī)質(zhì)，呈飽和、流塑狀態(tài)，層厚4.8m；fak=40kPa，qs=6.5kPa，C=2.5kPa，ψ=2.5。

（3）黏土。呈可塑狀態(tài)，層厚2.1m；fak=130kPa，qs=13kPa，C=22kPa，ψ=9°。

（4）粗砂。層厚2.5m；fak=185kPa，qs=12kPa，ψ=33°。

（5）砂質(zhì)黏性土。層厚4.2m；fak=200kPa，C=25kPa，ψ=25°。

（6）強(qiáng)風(fēng)化花崗巖。層厚＞15m；fak=330kPa，C=32kPa，ψ=28°。

該工程的管線設(shè)計(jì)地基承載力[fa]≥78kPa，而現(xiàn)有地基承載力fa0=60kPa，[fa]＜fa0，需要對(duì)管線沿線地基進(jìn)行地基處理。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)械進(jìn)場(chǎng)難易程度以及當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)做法，單位經(jīng)過多個(gè)軟弱地基處理方案比選，決定采用選用深層攬拌樁法進(jìn)行地基處理。

該工程中，選取樁徑d=0.5m、樁長(zhǎng)L=10m的深層攬拌樁進(jìn)行地基處理，具體計(jì)算如下：

3 結(jié)論

文章針對(duì)常見軟土地區(qū)的地基處理方法進(jìn)行分析研究，列舉出不同地基處理方法的適用范圍。該工程于2010年10月開工，2011年12月底竣工，經(jīng)多年沉降觀測(cè)以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)該工程管線部分采用深層攪拌法進(jìn)行地基處理，完全滿足設(shè)計(jì)要求，是探索市政管線工程在軟弱地基處理中的一次有力嘗試，可作為科學(xué)研究以及工程設(shè)計(jì)的一般方法和理論研究的依據(jù)。