悬浮桩处理深厚软基设计

李荣联

福建省交通规划设计院厦门分院（361000）

悬浮桩处理深厚软基设计

李荣联

福建省交通规划设计院厦门分院（361000）

软土地基特别是深厚软土地基的处理是目前工程建设经常面临的技术问题，对于深厚软土地基采用水泥土搅拌桩并不能完全打穿。这里以晋江市鞋都片区配套道路工程为例，介绍了悬浮桩的设计、计算及检测，供同行参考。

软土路基；悬浮桩；水泥搅拌桩；单桩承载力；复合地基承载力

1 工程概况

福建省晋江市鞋都片区配套道路工程位于已设计的双龙路东拓二期工程的南、北两侧。该配套道路24 m，设计速度40 km/h。水泥搅拌桩作为复合地基的一种，在晋江市软基处理工程中应用较为广泛。受施工工艺及机械影响，加固深度超过15 m桩体质量无法保证，而晋江市软土地基深度大多20 m以上，水泥搅拌桩无法穿透软土层，形成悬浮桩。

1.1 设计技术标准

道路等级：次干路；设计速度：40 km/h；标准路幅宽度：24 m；路面结构类型：机动车道采用改性沥青混凝土路面；轴载标准及车辆荷载：轴载标准： BZZ－100 kN。车辆荷载：采用城-A级车辆荷载。

1.2 地质条件

根据现场勘探，拟建道路不存在大的填方、挖方。拟建道路上部主要地层为杂填土①,属软弱土,厚度为1.50～1.80 m。该层整体结构疏密不均匀，地基均匀性差，稳定性差。其下伏主要为淤泥③及淤泥夹砂④，均为软弱土，且厚度较大，淤泥深度大多为14～18 m，力学性质及工程性能极差，未经处理不能作为基础持力层。其中淤泥③，深灰色，流塑状，饱和，以黏粒、粉粒为主，含大量腐殖质及少量砂，有臭味，干强度高，韧性较高，土切面较光滑，海积形成。淤泥夹砂④深灰色，流塑状，饱和，以黏粒、粉粒为主，含大量腐殖质及少量砂，有臭味，干强度高，韧性较高，土切面较光滑，海积形成。

1.3 主要材料

桩身胶凝剂采用P.O 42.5普通硅酸盐水泥，设计初定的胶凝材料掺灰量不小于加固土体重量的15%，水灰比宜采用0.45～0.55；立方体试块90天龄期强度不小于1.8 MPa。

2 悬浮桩设计

一般路段采用水泥搅拌桩复合地基处理，桩径为50 cm，三角形布置，桩间距1.0 m×1.0 m，桩长9 m。

箱涵与道路过渡区域采用10 m长的过渡段,过渡段水泥搅拌桩桩径50 cm，三角形布置，间距1.0 m，桩长12 m。

道路两侧路基边线以外水泥搅拌桩桩长采用12 m。

水泥搅拌桩处理路段单桩承载力特征值不小于80 kPa，复合地基承载力特征值不小于90 kPa。

软基布置形式如图1所示。

图1 断面布置图

3 悬浮桩计算

采用等代路基填土高度法对悬浮桩处理的路基稳定性及沉降进行验算。路堤设计高度为2.75 m，路堤设计顶宽为24 m，路堤边坡坡度为1：1.5。地基各项指标见表1。

计算模型如下图2所示。

3.1 路基沉降计算

3.1.1 各级加荷的沉降计算

第1级加荷，开始时，路基计算高度=0(m)，沉降=0(m)。加载结束时，路基计算高度=1.994(m)，沉降=0.044(m)。第2级加荷，开始时，路基计算高度= 1.994(m)，沉降=0.044(m)。加载结束时，路基计算高度=2.850(m)，沉降=0.100(m)。

表1 地基各项指标

图2 计算模型

3.1.2 路面竣工时及以后的沉降计算

基准期开始时刻：最后一级加载(路面施工)结束时,考虑沉降影响，路堤的实际计算高度=2.850 (m)。路面竣工时,地基沉降=0.100(m)，基准期内的残余沉降=0.148(m)。基准期结束时,地基沉降=0.248 (m)，最终地基总沉降=1.200×0.537=0.644(m)。

3.2 路基沉降计算

第1级加荷，路基设计高度=1.950(m)，路基计算高度(考虑沉降影响)=1.994(m)。加载结束时：η= 0.227、μc=2.234、μs=0.638、τc=88.000(kPa)，滑动安全系数=2.148，总的下滑力=22.773(kN)，总的抗滑力=48.909(kN)。

第2级加荷,路基设计高度=2.750(m),路基计算高度(考虑沉降影响)=2.850(m)。加载结束时：η= 0.227、μc=2.234、μs=0.638、τc=88.000(kPa)，滑动安全系数=1.626，总的下滑力=43.171(kN)，总的抗滑力=70.213(kN)。

施加超载,路基设计高度2.750(m),路基计算高度(考虑沉降影响)2.850(m)，加载时：η=0.227、μc= 2.234、μs=0.638、τc=88.000(kPa)，滑动安全系数= 1.270，总的下滑力=713.386(kN)，总的抗滑力= 905.976(kN)。

分析可知，本次悬浮桩设计的沉降及稳定性均能满足规范要求。

4 悬浮桩处理路基的检测

水泥搅拌桩龄期达到要求之后，对水泥搅拌桩单桩及复合地基承载力进行检测。单桩承载力检测结果如图3所示。

图3 单桩承载力检测结果

从以上检测数据及结果可以看出，该配套道路水泥搅拌桩单桩竖向抗压极限承载力为160 kN。根据载荷板检测，复合地基极限承载力为180 kPa，满足设计要求。

5 结语

在淤泥或者淤泥质土厚度较大的路基地段，在满足规范稳定、沉降要求的前提下，采用悬浮桩方案较采用刚性桩穿透软土方案经济得多，比采用塑料排水板堆载预压工期短,具有广阔的应用前景。

路基沉降主要受桩长及间距的影响，需同时考虑复合地基及软弱下卧层的沉降，通过压缩变形量确定桩长及桩间距。

[1]JTG D30-2015,公路路基设计规范[S].

[2]GB 50007-2011,建筑地基基础设计规范[S].