冲海积平原地貌区软土路基处理方案

■曾庆河

（漳州市交通建设工程技术中心，漳州 363000）

冲海积平原的形成主要是由于淤积随海浪运动堆积海岸，使海积物固结凝聚，从而形成的一种堆积平原地形，均分布在滨海地区，海拔高度一般在10 m 以下。 冲海积平原地貌区在我国分布较少，主要集中在沿海地区，如福州平原、莆田平原、泉州平原、漳州平原、濠江两岸、惠来狮石湖、南澳后宅、番禺沿海地带、文昌平原等均为此地貌类型。 其地质特点表现为软土较为发育， 往往呈多层分布，若在填方路基段未妥善处理，极易造成公路路基失稳及承载能力不足等问题。

1 软基处理方案的选择

目前主要有排水固结法和复合地基法两大类处理方法[1]（表1、表2）。 排水固结法可以加速地基沉降，使施工后沉降较小，但对于提高土体抗剪强度和地基承载力的作用有限，特别是对于较高填土的路堤，路堤容易沿着地基基础软弱面发生剪切破坏，施工工期较长，对于工期要求紧的工程不适用。而复合地基法可以有效地提高地基基础的承载力，结合桩体顶部砂垫层， 通过路堤填土堆载预压，可有效排除地下水，减少工后沉降。

表1 软基处理方案（一）

表2 软基处理方案（二）

2 工程概况与实施过程

2.1 工程概况

依托工程范围为国道319 线改线一期工程（厦漳同城大道）K12+242～K15+980， 地处漳州平原地区，采用沥青混凝土路面，设计荷载BZZ-100kN，主线全长26.4 km。 按照一级公路兼城市快速路功能标准建设，双向八车道，两侧设非机动车道、人行道，设计速度为主行车道80 km/h、辅道40 km/h。本项目（图1）软土路基段全长3.738 km，大部分位于九龙江江滩上，均处于冲海积平原地貌区，地层岩性相对复杂，特殊性岩土为软土，淤泥和淤泥质土广泛分布，厚度在14.0～19.4 m 不等，埋藏深度一般在5.0～27.3 m，局部段落存在多层淤泥或淤泥质粘土层。 故亟待解决的工程地质问题主要为深厚软土地基和砂土液化。

图1 工程地质详勘图

2.2 地基处理方案

2.2.1 深厚软土地基处理方案

本段路基主道填土高度一般在3.0～7.0 m 之间，软土在路基全线均有分布，但分布深度有所差别，结合地质资料、地基基底承载力、工后沉降要求、 施工条件以及其他因素考虑， 采取以下方案：（1）对于一般路基段，采用水泥搅拌桩（软基深度<18 m）或CFG 桩（软基深度>18 m）进行软基处理；（2）对于桥头过渡段及涵洞、通道、挡墙基底或软土基底埋置深度较大路段， 采用CFG 桩进行软基处理；（3）对于施工净空受限的范围内地基，采用高压旋喷桩进行处理。 另外，由于双向水泥搅拌桩的工艺先进，施工速度快，成桩质量较好，处理效果较好，处理费用适中，因此特别设置双向水泥搅拌桩软基处理试验段，为新型技术的发展提供可靠的依据，从而推动新技术的发展和应用。

2.2.2 砂土液化处理方案

砂土液化路段采取以下方案：（1）对仅存在砂土液化而不存在软基的路段，采用挤密砂桩进行处理， 处理深度以穿过液化细砂层控制， 间距采用1.5 m；（2）对既存在砂土液化同时存在软基的路段，采用深层软基处理方案或一般软基处理方案，视软土基底埋置深度情况而定。

图2 双向水泥搅拌桩岩样

图3 常规搅拌桩岩样

2.3 项目监测方案

2.3.1 软基处理监测项目

结合有关规范和施工现场实际情况，软基处理监测主要监测项目为：沉降板垂直位移监测、边桩位移监测、土体侧向变形监测，布设图如图4 所示。本工程拟采用的监测仪器及精度如表3 所示。

图4 监测布设示意图

表3 监测仪器及精度

2.3.2 监测频率

根据本工程安全等级、施工阶段，综合考虑施工现场等情况，本工程监测频率如表4 所示。

表4 施工期间监测频率

2.3.3 监测控制标准

本工程各监测项目（地表沉降及沉降板竖向位移监测）显示：报警值累计50 mm，日变化6 mm；控制值累计63 mm，日变化8 mm。 根据规范及设计要求，将施工过程中监测点的预警状态按严重程度由小到大分为三级：（1）黄色监测预警：“双控”指标（变化量、 变化速率） 均超过监控量测控制值的70%， 或双控指标之一超过监控量测控制值的80%；（2）橙色监测预警：“双控”指标（变化量、变化速率）均超过监控量测控制值的80%，或双控指标之一超过监控量测控制值；（3）红色监测预警：“双控”指标（变化量、变化速率）均超过监控量测控制值，或实测变化速率出现急剧增长。

3 项目实施监测结果与效果评价

3.1 水泥搅拌桩工法典型断面监测结果

对于软基深度<18 m 的一般路基段，采用水泥搅拌桩工法进行地基处理（图5）。 取桩号K12+320为典型断面， 监测其变形趋势， 断面示意图如图6所示。

图5 水泥搅拌桩处理软基工法示意图

图6 K12+320 断面示意图

3.1.1 主线段K12+320 沉降板垂直位移变化曲线分析

在该处放置沉降板进行沉降板累计垂直位移观测，观测结果如图7 所示，各项数据均未超过监测控制限值。

图7 K12+320 沉降板垂直位移变化曲线

3.1.2 主线段K12+320 边桩水平位移变化曲线分析

取桩号K12+320 为典型断面，在该处放置边桩进行边桩水平位移观测， 观测结果如图8 所示，各项数据均未超过监测控制限值。

图8 K12+320 边桩水平位移变化曲线

3.1.3 主线段K12+320 土体侧向水平位移变化曲线分析

取桩号K12+320 为典型断面，在该处布设测斜管进行土体侧向水平位移观测，观测结果如图9 所示，各项数据均未超过监测控制限值。

图9 K12+320 土体侧向水平位移变化曲线

3.2 CFG 桩工法典型断面监测结果

对于软基深度>18 m 的一般路基段，采用CFG桩工法进行地基处理（图10）。 取桩号K12+600 为典型断面， 监测其变形趋势， 断面示意图如图11所示。

图10 CFG 桩处理软基工法示意图

图11 K12+600 断面示意图

3.2.1 主线段K12+600 沉降板垂直位移变化曲线分析

取桩号K12+600 为典型断面，在该处放置沉降板进行沉降板累计垂直位移观测，观测结果如图12所示，各项数据均未超过监测控制限值。

图12 K12+600 沉降板垂直位移变化曲线

3.2.2 主线段K12+600 边桩水平位移变化曲线图

取桩号K12+600 为典型断面，在该处放置边桩进行边桩水平位移观测，观测结果如图13 所示，各项数据均未超过监测控制限值。

图13 K12+600 边桩水平位移变化曲线

3.2.3 主线段K12+600 土体侧向水平位移变化曲线图

取桩号K12+600 为典型断面，在该处布设测斜管进行土体侧向水平位移观测， 观测结果如图14所示，各项数据均未超过监测控制限值。

图14 K12+600 土体侧向水平位移变化曲线图

3.3 效果评价

依托工程范围为国道319 线改线一期工程（厦漳同城大道）K12+242～K15+980， 其中软土路基段全长3.738 km，结合地质资料、地基基底承载力、工后沉降要求、施工条件以及其他因素考虑，综合采取水泥搅拌桩、CFG 桩、 高压旋喷桩等工艺处理软基。 从监测各项统计数据可知，软基处理施工监测均在可控范围内。 至路基回填完毕，路基周边环境均没有发生任何过大的位移和沉降。 随着路基路面工程及辅助配套设施的完成，变形监测数据成果并未超过相关的控制标准，路基变形监测在整个施工期间是正常稳定的。

4 结论

由该项目工程实施可知：（1）对于软土厚度≤3 m，且软土层上有1.4 m 以上的硬壳层，路基填土高度＜2.5 m 的路段，可不进行处理。 采用直接分层填筑路基，进行预压，预压期不少于6 个月。 （2）当处理深度25 m≥H＞3 m 时， 根据软土的厚度和工程性质，以及填土高度及构造物对路基承载力的要求等，进行沉降、稳定性和地基承载力计算，根据需要采用挤密砂桩或者CFG 桩进行处理。 一般填土高度≤3 m 的普通路段，采用挤密砂桩处理。（3）当处理深度H＞25 m 时，根据软土的厚度和工程性质进行沉降和稳定性计算， 构造物路段采用CFG 桩处理，一般路段采用水泥搅拌桩处理，间距及桩长根据稳定性和沉降验算决定。 （4）对于受施工净空限制的路段，推荐采用高压旋喷桩进行处理。