浅析滨海地区城市道路软土地基的处理技术

王 飞

（海南中业工程建设有限公司，海南 海口 570100）

0 引言

由于滨海地区软土分布多、地质情况复杂，软土地基处理是确保滨海城市道路路基稳定、安全使用和工后沉降满足规范要求的必要保障。城市道路地基处理设计是一个动态设计，参数的最终确定需要勘察、设计、施工三方相互反馈，确保软基处理符合工程实际，处理方案经济适用，路基实际使用效果好。本文结合三亚市某城市道路软土地基处理设计，对设计标准、技术参数、施工工艺的选用进行了总结分析。

1 工程概况

该项目系三亚市某沿海城市道路，道路全长2.564km，路幅宽20m，设计速度为30km/h，主要建设内容包括：道路、涵洞、交通、排水、电力电信、照明及绿化工程等。

1.1 地质概况

场地地貌单元属海成一级阶地，地形较平坦，标高为2.04～4.82m，场地大部分地段为养殖虾塘、道路西侧沿线分布有居民楼或大型建筑物，东侧为榆林湾，根据地质勘察资料显示，对场地影响较大地层的主要为新近吹填素填土、淤泥质粉质黏土和粉质黏土[1]。

杂填土①1：场地内局部分布，为褐黄色，主要由黏性土夹少量碎石、砖块等建筑垃圾组成，局部为混凝土路面，未完成自重固结，稍湿-饱和，结构松散。实测范围值为6.0～9.0 击，平均值为7.9 击[2]。

素填土①：场地内大部分地段分布，为褐黄色，主要由黏性土夹少量碎石等组成，顶部见少量植物根茎，局部为混凝土路面，未完成自重固结，稍湿-饱和，结构松散。实测63.5范围值为6.0～8.0 击，平均值为7.0 击。

淤泥质粉质黏土②：场地内普遍分布，为灰色，含5%～15%粉细砂及不均匀含10%～20%珊瑚碎屑及贝壳，局部达30%，略具腥臭味，流塑状态。摇震无反应，干强度及韧性高，光泽反应稍有光泽。实测范围值为1.0～2.0 击，平均值为1.5 击。

粉砂③：场地内局部分布，为灰黑色，主要成分为石英质，含5%～15%粉黏粒，饱和，松散状态。实测范围值为6.0～8.0 击，平均值为6.8 击。

粉质黏土④：场地内普遍分布，为褐黄、褐红、褐灰色，不均匀含中细砂约10%～20%及局部夹碎石，粒径2～5cm，菱形状，可塑-硬塑状态，干强度及韧性中等，摇震无反应，光泽反应稍有光泽。实测范围值为8.0～17.0 击，平均值为11.7 击。

粗砂④1：场地内局部分布，为褐黄、灰白色，主要成分为石英质，不均匀含5%～15%的粉细粒及夹少量碎石，粒径1～4cm，饱和，稍密状态。实测范围值10.0～13.0 击，平均值为11.2 击。

场地各地层的主要物理力学性质指标见表1。

表1 场地各地层的主要物理力学性能指标

1.2 地基土评价

杂填土①1：该层均匀性、稳定性较差，未经过处理不能作为路基持力层。

素填土①：该层均匀性、稳定性较差，未经过处理不能作为路基持力层[3]。

淤泥质粉质粘黏土②：该层属软弱土，未经处理不宜直接作为路基持力层，作为下卧层属软弱下卧层。

粉砂③：该层力学强度中等偏低，变形性中等偏高。

粉质黏土④：该层在场地内普遍揭露，呈可硬塑状态，标准贯入试验锤击数平均值为11.7 击，液性指数平均值为0.15；压缩系数平均值为0.24MPa-1，压缩性、力学强度中等。

粗砂④1：该层在场地内局部分布，稍密状态，标准贯入试验锤击数平均值为11.2 击，力学强度、变形性中等。

2 软土地基处理设计要求及原则

2.1 软土地基处理宽度的确定

该项目道路横断面组成为：5.0m 人行道+2.5m 非机动车道+3.50m 机动车道+3.50m 机动车道+2.5m 非机动车道+3m 人行道，路幅宽为20m，行车道对路基沉降最为敏感，慢行道次之，根据地勘报告显示，项目所在区域软土分布广，影响范围大，同时慢行道地下敷设众多管线（电力排管、电信排管、供水管道、中水管道等），地下管道对路基沉降较为敏感。为确保道路路基整体稳定，软基处理需对整个路幅范围内进行处理加固，具体处理宽度详见工程方案[4]。

2.2 软土地基处理设计标准

（1）路基稳定性要求：软土地基稳定验算须考虑路面与行车荷载的影响，并且还应考虑路基由于施工沉降引起的填土实际增加的荷载，由于道路填土高度在-0.8～1.2m，故地基处理设计以沉降控制为主，不需在稳定方面花太高的代价，以节省地基处治费用。

（2）工后沉降要求：根据现行《城市道路路基设计规范》（CJJ 194-2013）[5]6.2.8 条要求，城市支路一般路段工后沉降≤0.50m；涵洞、通道处工后沉降≤0.30m；桥梁与路堤相邻处工后沉降≤0.20m。

（3）地基承载力要求：软基处理后一般路段的地基承载力不小于100kPa，结构物下的地基承载力满足相应要求。

3 软基处理方案

3.1 一般路段软基处理

对于软土深度≤3.0m 路段，采用挖除换填法，具体方法如下：先挖除素填土，堆放在一侧，进行淤泥软土清理后，填80cm 片石，用重型压路机分层碾压直到地基稳定，再填30cm 砂砾垫层找平，将原素填土进行反压及路基回填施工，垫层以上按30cm 分层铺设两层土工格栅。

3.2 构造物衔接路段软基处理

为保证箱涵构造物衔接路段的沉降符合规范要求，需严格控制路基与涵洞构造物衔接段的工后沉降量，采用水泥搅拌桩进行软基处理，涵洞台背回填须采用不同于一般路基的填筑方式，尤其是填料性质及压实度更应加强质量控制，在回填范围内采用未筛分碎石回填，从构造物基础顶面至上路床顶面的压实度不应小于96%。

3.3 深层（一般段）软基处理

对于深层夹层淤泥段，因淤泥含粉砂量少，红线外附近建筑物较多，开挖支护费用高，基坑排水困难。设计选用水泥搅拌桩处理深层软土地基，处理方式：整理场地，清除地表附着物→挖除路槽土方（计算在路基土石方数量里）→超挖30cm 杂填土→碾压密实成工作面→水泥搅拌桩进行处理→碾压密实→铺30m 厚的碎石褥垫层，并在垫层顶面铺一层土工格栅→碾压密实。处理范围为坡脚线以外1m；水泥搅拌桩穿透淤泥质粉质黏土②，进入下卧持力层1m，持力层为粉砂③、粉质黏土④、粗砂④等土层。

3.4 鱼塘段深层软基处理

对于鱼塘路段，根据实际情况先围堰、抽水，适当干塘后，挖除塘梗杂填土至塘底，再回填中粗砂100cm，平整后作为施工平台，水泥搅拌桩施工完后，整平场地，铺30m 厚的碎石褥垫层，并在垫层顶面铺一层土工格栅→碾压密实。处理范围为坡脚线以外1m；水泥搅拌桩穿透淤泥质粉质黏土②，进入下卧持力层1m，持力层主要为粉砂③、粉质黏土④、粗砂④等土层。

沿线均存在设计雨污水管线和电气管道，水泥搅拌桩路段采用先打桩后开挖，截断桩后抛填30cm 片石碾压稳定后，作为管道基础持力层，抛填碾压路段采用先抛填、后开挖的方式，开挖后采用30cm 片石碾压稳定，作为管道基础持力层。

4 水泥搅拌桩技术参数

水泥搅拌桩桩径为50cm，按正三角形布置，间距为1.2m，设计桩长为5～15m，桩体穿入下伏硬土层不小于1.0m。桩顶设置50cm 厚碎石垫层，中间铺设一层土工格栅，打桩顺序采用间距跳打法。

此次设计要求单桩承载力特征值为166.732kN，置换率为0.157，桩间土承载力为88.0kPa，复合地基承载力特征值为207.8kPa，修正后复合地基承载力特征值为216.8kPa。

4.1 水泥搅拌桩的施工工艺

开始施工前应试桩，通过试桩确定以下技术参数：

（1）满足设计要求的水泥掺入量和水灰比。

（2）钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷浆压力等。

（3）确定桩体抗压强度、单桩及复合地基承载力。

每个工点试桩桩数不宜少于6 根（其中3 根用于单桩承载力检验，3 根用于复合地基承载力检验），以确定各设计参数及施工工艺。建议均要求各路段选取地质条件典型路段以及不同设计参数，进行现场工艺性试验。施工单位必须根据试桩时得到的技术参数，制定出保证质量的措施（包括打桩顺序），上报监理批准后执行[6]。具体步骤如下：

（1）施工平台测量放样。搅拌机定位对中，保持设备水平，钻机主轴垂直误差不大于1%。桩径偏差不大于4%。

（2）制备水泥浆。按试桩确定水灰比拌制水泥浆，压浆前将水泥浆倒入集料斗中。

（3）喷浆钻进搅拌。启动搅拌桩机，实施钻进作业，为了防止堵塞钻头上的喷射口，钻进过程中适当喷浆，同时可减小负载扭矩，确保顺利钻进。钻进喷浆成桩至设计桩长或层位后，原地喷浆0.5min，再反转匀速提升。

（4）喷浆提升搅拌。搅拌头自桩底反转匀速搅拌提升直至地面，并喷浆。

（5）重复喷浆，上、下搅拌。以保证桩身质量。

（6）清洗。加入适量清水，清洗管路中的残浆和搅拌头上的软土。

（7）钻具提升地面后，钻机移位对孔，按上述步骤进行下一根桩的施工。

4.2 水泥搅拌桩的施工注意事项

（1）浆液应严格按照成桩试验确定的配合比拌制，制备好的浆液不得离析，不得长时间放置，超过2h 的浆液应废弃。浆液倒入集料斗时，应加筛过滤，避免浆内块状物损坏泵体。

（2）提升钻杆、喷浆搅拌时，应使钻头反向边旋转、边喷浆、边提升，提升速度宜控制在0.5～0.8m/min。当钻头提升至地面以下1m 时，宜用慢速提升；当喷浆口即将提出地面时，应停止提升，搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。

（3）根据成桩试验确定的技术参数进行施工。操作人员应记录每m 下沉时间、提升时间，记录送浆时间、停浆时间等有关参数的变化。若发现喷浆量不足，应整桩复打。

（4）供浆必须连续，拌和必须均匀。一旦因故停浆，为防止断桩和缺浆，应使喷浆钻头下沉至停浆面以下1.0m，待恢复供浆后再喷浆提升。如因故停机超过3h，为防止浆液硬结堵管，应先拆卸输浆管路，清洗后备用。

（5）桩机移位前，应向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的浆液，直至管体干净，并将搅拌头清洗干净，方可移位。

4.3 施工质量检验

水泥搅拌桩的施工质量标准，见表2。

表2 水泥搅拌桩施工质量标准

5 结束语

本文以海南省三亚市滨海城市道路中，采用水泥搅拌桩处理深层软基方案为例，在该项目设计、勘察、施工过程中，对设计标准的选用、技术参数、施工工艺三个方面进行了分析与总结。城市道路地基处理设计是一个动态设计，参数的最终确定需要勘察、设计、施工三方相互反馈，确保软基处理符合工程实际，处理方案经济适用，路基实际使用效果好，从而提升市政道路工程的建设效果。