滨江滨海地区市政道路软基处理方案研究

林晓春

以琅岐环岛路工程为例，通过分析软基处理方案的比选，对深厚软基处理方案（PTC 预应力管桩）的应用及其处理效果进行研究，为类似工程提供参考。

福州新区作为福建省内唯一获批的滨江滨海国家级新区，肩负着实施“东进南下、沿江向海”的战略重任，其中，福州新区琅岐岛地处东南沿海闽江入海口区域，因其三面环江，东面临海，具有独特的滨江滨海地理位置，全岛总面积约9200 万m2。根据“建设国际生态旅游岛”的规划定位，琅岐岛的市政路网建设一开始就以更高的标准来要求。建设环绕全岛的琅岐环岛路，并分期开展实施，最终形成道路闭环，另规划一条东西走向的雁行江主干道，以此极大地改善新区道路交通路网条件，提升城市居民出行品质。

一、工程概况

琅岐环岛路工程分成四期建设，分别为闽江大桥南立交段和环岛路、环岛路西北段、环岛路东段、环岛路南段，全长25.68km，主要建设内容包括道路、桥梁、涵洞、隧道、给排水、综合管廊、电气照明、景观绿化及交通设施等附属工程。

因琅岐环岛路西北段（二期）场地临江路线分布深厚软土层且多为填方，需重点考虑道路软基处理，本文主要针对该二期道路深厚软土地基处理方案进行对比分析及实践经验总结。道路设计等级为城市主干路，道路路面结构拟采用沥青混凝土路面结构组合，道路标准宽度70m，路基设计荷载为城-A 级。

二、区域地质

场地现状主要为田地、林地、河道、池塘及水沟、山地、田埂、堤坝、滩涂、闽江等，地貌单元主要为滨海冲积平原地貌，工程地质分区为冲积淤积区，部分地段为丘陵地貌单元。场地上部主要由杂填土、粉质粘土、淤泥质土、（含泥）中砂等组成，下部为残积土和不同风化程度花岗岩。道路主要地基土层简述如下：①杂填土：灰黄色；②粉质粘土：灰黄色；③淤泥质土：局部为淤泥。深灰色；③1（含泥）中砂：灰黄、浅灰色，稍密，局部松散；④泥质土：深灰色；④1粘土：灰黄色，可塑，湿～很湿；⑤粉质粘土：灰黄色。

三、软基处理方案比选

根据本地区道路软基处理工程经验，主要考虑采取换填垫层法、塑料排水板、CFG 桩、水泥土搅拌法及PTC预应力管桩等地基处理措施。现从处理深度、原理、优缺点等方面来对几种地基处理方案综合评价如下：

（1）换填垫层：处理深度＜3m，采用换填砂性土和抛石挤淤，优点是不受工期限制、无隐患，缺点是处理深度浅；（2）塑料排水板：处理深度＞25m，在软地中打入塑料排水板以便排水同时，施加上部堆载，促进软土固结沉降，达到减少工后沉降的目的。该方法滤水性好，排水效果好，并且对地基变形适应性强。缺点是施工期间将产生较大地基沉降，对生活区道路两侧建筑物地基稳定性造成破坏，需堆载预压，预压期大于180 天；（3）CFG 桩：处理深度＜30m，由水泥、粉煤灰、碎石（或石屑）加水搅拌而成的一种可变强度桩，增设褥垫层后可形成复合地基。可有效减小地基沉降，提高地基承载力。该方案具有承载力高、沉降变形小，灌注方便、施工质量好，成桩龄期短等特点。但存在施工工艺要求高、造价较高等缺点，且桩端应落在持力层上，才能发挥端承桩的作用；（4）水泥土搅拌桩（钉形双向搅拌桩）：处理深度＜15m，通过将水泥和土体搅拌后的一系列物理力学反应，提高土体物理力学性质，从而增加地基承载力、减小地基压缩变形，可形成半刚性复合地基。该方案技术成熟，施工快捷、工期短，处理效果好，且对周边环境影响小。但施工工艺要求较高，一般搅拌桩处理深度有限，对15m 以上厚度软土层处理效果难以保证，但采用钉形双向搅拌桩处理深度可达30m；（5） PTC 管桩：处理深度＞30m，采用预应力张拉和离心成型法预制的一种空心筒体混凝土构件，设置褥垫层后可形成刚性复合地基。该方案可显著减小地基沉降、增大地基承载力，桩身耐打、穿透力强；施工速度快,功效高、工期短；单桩承载力高,对地质条件适应性强。缺点是造价高，桩底应打在持力层上，形成支承桩，才能发挥桩的作用。

其中，软基深度小于25m 路段处理方式可选择砂桩、钉型双向搅拌桩、CFG 桩或PTC 管桩，经计算均可满足设计要求。对于软基深度大于25m 路段，除PTC 管桩外，其余各种软基处理方式均难以满足要求。

由上分析可知，软基深度小于25m 路段软基处理方式中，PTC 管桩与CFG 桩、钉型水泥搅拌桩、水泥搅拌桩单价相差不大，但PTC 管桩施工方便，工期短，质量有保证，在高等级道路已得到广泛应用，并可以通过加深桩长，设置桩帽，加大间距等措施进一步发挥其单桩承载力高的特点，从而降低造价。另外软基处理深度小于25m 的路段也较短，统一采用PTC 管桩造价影响较小，也有利于施工组织并避免不同软基处理方式带来沉降差及过渡处理。

综上分析，道路软基处理采用PTC 管桩处理，其中软基处理深度在36m 以下路段采用PTC 管桩+桩帽处理方式，大于36m 路段采用PHC 桩+钢筋砼承台处理方式。

四、PTC 管桩设计方案及施工效果

1.软基处理设计

本项目软土地基设计在考虑软土物理力学性质基础上，结合软土分布特征、路基位置及填土高度、施工工期等各方面因素，根据工后沉降控制标准，经过各路段稳定性及工后沉降计算后，确定处理方案如下：

（1）为确保路基稳定及沉降满足使用要求，道路前半段设计采用PTC 管桩复合地基进行软土地基处理如图3 所示。管桩采用PTC-O400×60mm 预应力管桩，桩身设计强度为C60 混凝土，按正方形布置，桩尖采用十字头桩尖，管桩应打透软土层并进入粘性土层2m 以上，且不大于48m。

（2）道路后半段，其中软基处理深度在36m 以下路段采用PTC 管桩+桩帽处理方式，大于36m 路段采用PHC 桩+钢筋混凝土格梁处理方式。处理范围为近期实施的中间约46m 宽度范围。

PTC 管桩采用直径400mm、壁厚60mm 的预应力薄壁管桩，采用静压法施工，终止压桩标准为达到设计高程后以设计压桩力持荷10min 且沉降量不超过2mm/min。

2.地基处理效果评价分析

道路经地基处理后，根据现场复合地基承载力检测试验报告显示，复合地基承载力载荷试验指标均大于120kPa，满足设计要求。根据道路软基沉降盘沉降监测数据显示，道路沉降累计变形在70 ～140mm 之间，满足道路设计沉降控制标准300mm 以内，路基其余各项检测指标均满足设计要求。

道路软基累计沉降变形量曲线图（代表性路段）如图1-图3。

图1 一工区K8+250-K9+000部分观测点沉降观测成果图

图2 二工区K9+150-K9+300部分观测点沉降观测成果图

图3 三工区K9+500-K10+070部分观测点沉降观测成果图

五、结语

综上所述，滨江滨海地区深厚软土工程所采取的PTC管桩处理方案，通过项目多年的投入运营，效果良好，较好地实现了该道路深厚软基处理方案的预期效应。