地基处理技术在市政道路管线工程中的应用

何泳超

（中都工程设计有限公司，四川 成都 610000）

进入新世纪以来，我国基建行业发展迅猛，市政道路工程各处开花。由于我国幅员辽阔，地基情况千差万别，尤其是南方地区常出现软弱地基，所以需要对软弱地基进行有效处理。但目前我国还没有专门针对管线工程在软土地区中的地基处理设计标准。文章参考工民建设计行业关于软弱地区的地基处理方法，对各种地基处理方法的原理以及适用范围进行介绍，探索市政道路管线工程地基处理方法的最优解。

1 常见的地基处理方法

（1）换土垫层法。换土垫层法是把基础底面一定深度范围内的软弱土层挖除，并填入性能稳定、抗侵蚀性强的土体，然后对其表面进行压实、振动等相应处理的地基处理方法[1]。换土垫层法常用于处理淤泥、淤泥质土、杂填土等软弱地基。具体计算如下：

对于管线工程而言，有

（2）挤淤置换法。挤淤置换法是指把大块片石、大块块石等抛填入软弱地基里面，将软弱地基中软弱的黏土挤出，从而提高土体稳定性增加土体强度[2]。挤淤置换法常用于排水困难的积水洼地，可以处理浅层软弱黏土。

（3）砂石桩法。砂石桩法是在软弱地基中采用冲击或者水冲等手段成孔，然后在孔中挤压进砂或碎石，形成密实桩体以提高地基承载力[3]。砂石桩法常用于处理松散砂土、粉土、素填土等地基。具体计算如下：

（4）预制短桩法。预制短桩法[4]通常用于处理地下水位变化幅度小，不具有强腐蚀性的软弱黏土地基。考虑施工的便利性，短木桩采用长度不超过5m的松木。短木桩在地下水位以下，其性能和耐久性均可发挥至理想状态。具体计算如下：

（5）深层揽拌法。深层揽拌法[5]把水泥、石灰等材料作为固化剂主料，把原状软弱黏土地基土与固化剂通过专门的搅拌机进行搅拌，从而提高地基承载力等性能指标，以满足实际工程的需要。深层揽拌法常用于淤泥、淤泥质土等软弱地基的地基处理。具体计算如下所示：

（6）高压旋喷桩。高压旋喷桩法是将水泥浆通过水平喷嘴喷出，喷射流切割土体，与软弱地基土混合并加固原状软弱地基，提高其性能指标以满足工程需要[6]。高压旋喷桩法常用于淤泥、淤泥质土、软弱黏性土等软弱地基处理。具体计算如下所示：

（7）混凝土桩法。混凝土桩法是新近兴起的一种复合地基处理方法[7]。根据桩身材料分类，可分为水泥粉煤灰碎石桩、钢筋混凝土桩、素混凝土桩等；根据成桩方式分类，可以划分成预制型、灌注型、现浇型等。混凝土桩法常用于路基混凝土桩法处理，具体如图1～图3所示。混凝土桩法在构筑物基础底部与混凝土桩顶之间设置褥垫层，以发挥混凝土桩体与桩间土的共同作用，组成复合地基以满足实际工程的需要。其中，褥垫层常选用中砂、粗砂、碎石等级配良好的砂石。为了保证混凝土桩复合地基承载力，桩端持力层通常选用承载力较高、稳定性强的土层。混凝土桩法广泛用于处理黏性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。

（8）多桩型复合地基法。多桩型复合地基法是一种新型地基处理方法，它是指2种或2种以上不同材质或不同长度的增强体共同作用而形成的复合地基，常用于处理湿陷性黄土、可液化土等特殊土体[8]。具体计算如下所示：

具有黏结强度的两种桩组合时：

具有黏结强度的桩与散体材料桩组合时：

2 工程案例分析

珠海高栏港经济区联华路市政道路工程位于珠海市高栏港经济区石化基地内，起于石化基地内北八路（广发路），止于石化基地内北七路，设计车速为20km/h，道路全长552.37m，规划道路宽18m。沿线进车条件良好，方便大型施工机械进场施工。

图1 桩网地基

图2 与排水固结法联合应用的复合地基

图3 桩筏地基

工程地质自上而下的情况如下：

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

（2）淤泥层。灰褐、灰黑色，含有机质，呈饱和、流塑状态，层厚4.8m；fak=40kPa，qs=6.5kPa，C=2.5kPa，ψ=2.5。

（3）黏土。呈可塑状态，层厚2.1m；fak=130kPa，qs=13kPa，C=22kPa，ψ=9°。

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

（5）砂质黏性土。层厚4.2m；fak=200kPa，C=25kPa，ψ=25°。

（6）强风化花岗岩。层厚＞15m；fak=330kPa，C=32kPa，ψ=28°。

该工程的管线设计地基承载力[fa]≥78kPa，而现有地基承载力fa0=60kPa，[fa]＜fa0，需要对管线沿线地基进行地基处理。

根据现场施工机械进场难易程度以及当地常规做法，单位经过多个软弱地基处理方案比选，决定采用选用深层揽拌桩法进行地基处理。

该工程中，选取桩径d=0.5m、桩长L=10m的深层揽拌桩进行地基处理，具体计算如下：

3 结论

文章针对常见软土地区的地基处理方法进行分析研究，列举出不同地基处理方法的适用范围。该工程于2010年10月开工，2011年12月底竣工，经多年沉降观测以及现场调研，发现该工程管线部分采用深层搅拌法进行地基处理，完全满足设计要求，是探索市政管线工程在软弱地基处理中的一次有力尝试，可作为科学研究以及工程设计的一般方法和理论研究的依据。