城市道路软土地基处理工程应用分析

2020-12-01王振克

四川建材 2020年11期

刘晶，王振克

(中国市政工程西南设计研究总院有限公司，四川成都 610081)

0 前言

地基承载力是市政道路的关键因素，而软土地基的处理又是其中的重点。所以对软土地基的稳定进行一定的增强是非常有必要的。考虑到软土地基的承载力低、可压缩性高的特点，在一些特殊工点采用碎石桩进行处理。利用碎石桩良好的排水性能解决地基土的液化问题，进一步提高地基承载力。本文对碎石桩的复合地基承载力结合工程实例进行计算分析，为碎石桩复合地基的发展积累经验。

1 软土复合地基处治原理

1.1 复合地基原理

碎石桩的主要原理为通过对原地基取土成孔，采用天然级配良好的砂、卵石等对原土体进行置换，利用夯锤自由落体产生的冲击将卵石击碎并夯实，从而提高桩间土的承载力。复合地基是指部分土体被置换、加强等形式达到增强体，由增强体和周围地基土共同承担荷载，从而达到增强地基承载力的目的。碎石桩构成的复合地基，通过两种不同材料、不同桩长的组合形成不同的加固区，充分发挥碎石桩对桩周土的挤密和置换功能，达到对浅层软基的加固，并且构造排水通道，加速软土地基的排水固结；同时将荷载能传递到地基深处，减小地基压缩土的变形。处理后的复合地基承载力得到大幅提高，地基的变形得到有效控制。

1.2 复合地基承载力计算

有粘结强度增强体复合地基承载力计算公式为：

式中，fspk为复合地基的承载力特征值，kPa；fsk为处理后桩间土承载力特征值，kPa；m为面积置换率；Ra为单桩竖向承载力特征值，kN；Ap为桩的截面积；λ为单桩承载力发挥系数，可按地区经验取值，可取0.7～0.9；β为桩间土承载力发挥系数，可按地区经验取值，可取1.0～1.1。

2 工程实例

2.1 工程概述

以成都市简阳某城市森林公园景观大道K12+980～K13+185段填方路堤两侧设置填土高为5 m的衡重式路堤挡墙为例。根据场地岩土工程勘察报告，场地基底依次下伏1.1～2.1 m厚淤泥质素填土、5.2～13 m厚的粉质黏土，根据报告描述，上述土质承载力极低，压缩变形很大，未经处理不得作为挡墙及路堤路基的地基持力层。如不处理路基分层填筑后地基将产生剪切破坏，因此，必须对其进行加固处理。根据场地条件，将场地一般路基范围命名为A区，路堤墙范围命名为B区，选用干振碎石桩作复合地基处理，处理后复合地基承载力特征值可分别达到150、200 kPa。工程特性指标见表1，软土地基典型断面见图1。

表1 地层的工程特性指标建议

图1 软土路基典型断面图

2.2 设计方案

根据上述地勘报告参数，淤泥质素填土十字板抗剪强度估算为3 kPa，碎石桩无法成桩，考虑予以挖除后碎石桩实施完成后以砂砾石换填(平均换填厚度1 m)，所以对一般路堤段(A区)和路堤墙段(B区)碎石桩实施前的原土层承载力特征值按粉质黏土层的90 kPa考虑。根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79—2002)2012版条文解释中：桩间土承载力调整系数α与原土承载力fak关系统计图，A区α值取1.2，B区取1.4，故处理后桩间土承载力特征值分别应达到：A区108 kPa，B区126 kPa 。

1)一般路基范围(A区)。

按等边三角形布设，桩间距为1.2 m。

面积置换率为：

m=d2/de2=0.52/(1.05×1.2)2=0.157=15.7%

估算复合地基承载力：

fspk=mfpk+(1-m)fsk=0.157×480+(1-0.157)×108=166.4 kPa>150 kPa。

面积置换率m取0.157 ，由于原土层强度偏低，桩土应力比n暂取3.5。

估算复合地基承载力：

fspk=[1+m(n-1)]fsk=(1+0.157×(3.5-1))×108=150.4 kPa>150 kPa

满足设计要求。

2)路堤墙范围(B区)。

按等边三角形布设，桩间距0.9 m。