路基处理中搅拌桩与真空预压方式的选择

摘要：作者通过工程积累的经验，分析了南京特定地区软土路基处理中搅拌桩与真空预压方式选择，对今后类似地质的路基处理方式设计具有一定的借鉴意义。

关键词：路基处理搅拌桩真空预压Abstract:The author gives an analysis of the treatment of soft soil subgrade of Nanjing specific areas of mixing pile with vacuum preloading method selection through engineering experience. It is similar to the future geological subgrade treatment has certain reference design.

Keywords: subgrade treatment; mixing pile; vacuum preloading;

中图分类号：U213.1 文献标识码：A文章编号：

前言

路基是道路的重要组成部分，它与路面共同承担车辆的荷载，它的质量好坏，关系到整个道路的质量及汽车的正常行驶。随着城市扩大和城镇化的进行，为满通增长需求，越来越多的道路新建在一些原来地基条件较差的地区，修建这些道路，对路基的改善处理提出了要求，搅拌桩与真空预压都是较为成熟的处理手段，本文结合实际工程应用，分析了对不同条件下该如何选择更合适的方式。

1. 工程概况及地质条件

南京市辛更路工程位于南京建邺区，城市次干道，东西全长约3公里。道路红线宽35～42m。道路所处地区位于长江与秦淮河连接口形成的三角洲，现状为江漫滩地貌单元，自然地势标高约5-7米，道路路面设计标高约7-8米，普遍填土高度1.5-2米。土层分布情况由上往下依次为：

杂填土

素填土

黏土，分布不均匀，中等偏高压缩性土

2-1淤泥质粉土

2-2粉砂夹粉土

2-3淤泥质粉质黏土夹粉土

粉土，中等压缩性土

粉砂，中~低压缩性沙土

粉土夹淤泥质粉质黏土，中等偏高压缩性土

粉细砂，低压缩性土

粉土夹薄层粉砂，高压缩性土

2. 处理方案分析

因为全路段普遍填土高度较大，地质情况较差，经过计算，路基沉降都超过要求，因此需要进行路基处理，项目在设计中根据具体情况采用了深层处理与浅层处理，本文只分析比较深层处理的部分。通过各种指标和沉降计算发现，淤泥质粉土（2-1）和淤泥质粉质黏土夹粉土（2-3）（以下为方便阅读，提及该两土层时用代号表示）这两个土层是形成大部分沉降量的主要土层（物理及力学指标见下表），

通过指标分析以及与沿海各地典型地区软土相比较（见上图）， 2-1、2-3层，压缩模量小，属于中高压缩性土，尤其是2-3，天然含水率43.0%，压缩模量平均值3.73MPa，强度较低，力学指标较差，作为路基使用必须进行地基处理，因此，该层是我们解决地基沉降所需重点处理的部位。根据勘探报告，2-3该层具有分布普遍，局部缺失，线路里程桩号K0+000~K2+400厚度大，层厚0.60~19.00米等特点。

对于沉降及承载力计算不满足要求，需要深层处理的范围，根据当地工程经验以及经济比较分析，初步确定采用排水插板真空预压方式处理，排水插板施工快捷简便，真空预压加荷速度快、工期短、费用少、加荷中不会出现地基失稳、能加速地基的固结过程，对厚度较大的饱和软土和冲填土地基较为适用，而且在处理2-3层的同时，对其上的2-1的淤泥质粉土也兼有处理效果。

另外，我们注意到2-1与2-3之间还有一个夹层为2-2粉砂夹粉土，该层纵横向都具有很强的透水性（K水平=780.25×10-6cm/s，K垂直=706.00×10-6cm/s），另外通过地质剖面图我们发现，该层分布不普遍，零星出现（见下图阴影部位），

因此，如果真空预压处理范围内出现了2-2粉砂层，且该层如果横向面积较大，与道路范围外的粉砂层如果存在联通关系，那将会出现道路范围外的周边地下水通过粉砂层所形成的通道被不断抽取过来，使得真空度难以达到要求，固结速度降低，存在处理效果差的风险。而如果为了保证密封性而采用两侧加粘土隔水墙的方式，因为2-2层上方的2-1层厚度不一，因此为保证隔水墙的效果，需加大隔水墙的深度，从而也提高了真空预压的总造价，另外在2-2粉砂层较厚的路段，如果要处理它下面的2-3层，排水插板的长度将大幅增大，同样也提高了真空预压的总造价。

因此，在面临风险和造价双重问题的情况下，我们可以选择采用深层搅拌桩的处理方式，深层搅拌桩在地基深部就把软土与固结剂拌和，使其成为具有较好整体性、水稳性，又能满足强度要求，在我国沿海的滨海平原、河口三角洲的冲积盆地、河海湖相沉积软土的工程处理中，取得了良好的效果，因此，在高风险路段采用深层搅拌桩，能大大降低失败风险，而且在搅拌桩形成后，面对桩中部的2-2的透水层，搅拌桩的水稳性也为路基日后的长期使用提供了保障。

经过以上分析比较，我们在需要深层处理，而又没有2-2粉砂夹层的范围，采用排水插排真空预压方式（布置见下图），要点如下：

施工前要清除地表杂草、塘埂、建筑垃圾等，平整好场地；铺设砂垫层厚度不小于0.5m，材料选用当地的中粗砂，含泥量不大于3％，用碾压机具压实，干密度不小于15kN/m3；塑料排水带按等边三角形布置，间距1米, 上端高出砂垫层顶面10cm，下端插入软土层但不能进入3-1粉砂夹粉土层；射流真空泵空抽时必须达到95KPa以上的真空吸力，每1000m2配一套抽真空设备，每块预压区至少应设置两台真空泵；滤水管设在砂垫层中，其上覆盖厚度100mm的砂层；真空预压的膜下真空度应稳定地保持在650mmHg以上，且应均匀分布。

对于存在2-2粉砂层的路段，采用水泥钉型双向搅拌桩的处理方式，（布置见下图），要点如下：

施工前按规范要求清除地表杂草、塘埂、建筑垃圾等，平整场地；搅拌桩采用425普通硅酸盐水泥，钉形与双向搅拌桩，搅拌桩扩大头直径1m，下部桩径0.5m，搅拌桩间距2m，等边三角形布置，90天桩身无侧限抗压强度不小于1.5MPa，复合地基承载力为100Kpa；根据规范要求，钉形水泥土双向搅拌桩桩身水泥掺入比应通过室内配比确定，水泥掺入量宜为被加固湿土质量的12%~18%，水灰比可选用0.5~0.6，下沉速度0.5~0.8m/min，提升速度0.7~1.0m/min；内钻杆转速≥50r/min；外钻杆转速≥70r/min；下沉时喷浆压力0.25~0.40MPa；搅拌桩施工时，停浆面应高于桩顶设计标高300~500mm。

3结语

经过实际检验，该道路在使用过程中达到了一般路段工后沉降≤30cm的要求。深层搅拌桩与真空预压均为应用多年，成熟完善的软土地基处理方式，但在不同的地质条件下，尤其是在河流较多的三角洲等容易存在透水夹层、地下水丰富的地区，可根据具体情况分别采用，使路基处理过后能充分达到使用要求。

参考文献：

《基础工程》凌治平、易经武

《钉形水泥土双向搅拌桩复合地基技术规程》苏JG/T024-2007

《真空预压加固软土地基技术规程》JTS 147-2-2009

《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012

《塑料排水带地基设计规范》CTAG 02-97