软基处理在岐关东路改造项目中的应用
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摘 要：本文结合工程实例，简单介绍软基处理在道路中的应用。
关键词：道路;软基处理;方案比选
1 项目概况
中山市岐关东路是中山火炬高技术产业开发区的主要道路，起点与翠岭路、江陵西路和江陵东路相接，终点至博爱七路，沿线有中山农商银行、商铺、工厂等众多单位，毗邻火炬开发区医院，也是火炬开发区重要的道路之一。本项目大致为东西走向，起于江陵西路，终于博爱西路，全长 约2.2km。规划为城市次干路，规划红线宽 24 m和 30 m，设计车速为 40km/h。
2 工程地質条件
拟改造项目属于中山市的南部平原区，本次勘察查明，在勘探所揭露深度范围内，场地上部地层主要为第四系人工堆积层，第四系冲洪积层及残积层，下伏基岩主要为燕山期花岗岩（γ）。依据地基土岩性结构与物理力学性质差异性，场地勘探深度范围内自上而下可分4 个主要工程地质层（带）：人工堆积层（Qml）、第四系冲洪积沉积层（Qal+pl）、残积层（Qel）、花岗岩风化带（γ）。
3 软土地基处理方案的选择
本项目为现状道路改建，岐关东路现状道路为水泥混凝土路面。现状混凝土道路已使用多年，沉降已基本完成，故不再进行软基处理;桩号K1+737～K2+154段（拓宽段、新建段）属于软土地基，由于路基下存在13m～15m的淤泥层，如果不进行软基处理，路基将可能将沉降0.5m～1.0m，将导致路面起伏不平，新旧路基衔接处出现裂缝甚至高差，道路沿线的景观效果也会较差。为避免将来因道路沉降导致的道路二次改造，设计考虑对现状路基进行必要的软基处理。
为了解决沉降问题，主要途径分为以下三大类：第一大类为换填法或抛石挤淤法，去除软土或掺石以改变现状软土特性，通常用于软土层较浅时（一般≤2m）;第二大类别为采用排水固结法，土层设置排水通道后，通过堆载，强夯或真空预压等方法让软土排水固结后提高软土的强度以满足稳定和沉降的要求;第三大类别为桩基础处理，通过设置半刚性或刚性桩将软土地基改造成复合地基或桩承式地基。
根据本项目的地质勘察资料，本项目淤泥层厚6.9～29.7m，平均18.3m。结合中山本地实际情况，考虑淤泥厚度较大，不考虑换填或抛石挤淤法，提出水泥土搅拌法、排水固结法（塑料排水板）、CFG桩三种典型处理方法进行比选。
水泥固化桩复合地基（水泥土搅拌法）
水泥土搅拌法方案是通过机械，沿深度方向将软土与固化剂就地进行搅拌，使土体与固化剂发生物理化学反应，沿深度方向形成加固体。水泥搅拌桩与天然地基组成水泥搅拌桩复合地基，从而提高地基强度和增大变形模量。
水泥土现拌法适用于处理包括淤泥、淤泥质土、粉土、砂性土、泥炭土等各种成因的饱和软黏土，含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的黏性土等地基。对泥炭土或地下水pH较低、有机质含量高的粘性上，宜通过试验确定其适用性。
加固深度主要取决于使用搅拌机的动力大小及地基反力国内目前采用深层搅拌法的最大加固深度可达30m。
优点：施工工艺成熟，工期短，工后沉降小，造价相对较低。
缺点：桩体强度不高，受土质影响较大，施工时质量控制要求较高。
水泥固化桩复合地基（CFG桩）
场地整平后在淤泥层进行CFG桩的施工，根据设计对承载力、变形的要求、土质条件、等确定桩长和桩间距。桩上设桩帽并设加筋层，然后再将人工填土分层回填，压实路基。这也是新填路基采用桩承式方式处理软基时的常规做法。
优点：桩体强度高，与桩顶处理后，拱形土体形成一个整体，处理深度大，工期较短，工后沉降小。
缺点：①本设计道路路基填土厚度不大，基本不超过3m，采用CFG桩这种桩承式路基形成不了土拱作用，后期容易产生桩位处路面隆起，桩之间路面沉降这种“蘑菇式路面”病害。②费用较高，施工质量控制要求较高。
排水固结法（塑料排水板）
排水固结法方案是在软土中设置竖向排水系统（塑料排水板、袋装沙井等）和水平排水系统（砂垫层），在堆载、真空等附加荷载的作用下，地基土排水固结，产生固结沉降，土体强度增长，从而提高地基承载力，并有效减小工后沉降，超载预压可以进一步减少工后沉降。
优点：施工打设简便、施工快、造价低。
缺点：施工工期过长（6～12个月），处理深度不大，工后沉降大。
混凝土桩类复合地基（预应力混凝土管桩复合地基）
预应力混凝土管桩复合地基是由刚度较大的管桩和桩间土共同分担上部荷载。管桩复合地基适用于处理粘性土粉土砂土、人工填土和淤泥质土等地基，具有承载力高、调整幅度大、沉降变形小、沉降稳定较快等特点。在上部荷载作用下，大部分荷载由管桩承受，桩周摩阻力得到充分发挥，端阻力随着荷载作用的时间及桩侧阻力发挥的程度而逐渐增高。同时，桩顶褥垫层发挥调节作用，使桩间土与桩身进人共同工作状态，逐渐形成复合地基。
优点：施工打设简便、施工快，桩长可以从几米到20多米，可全桩发挥桩的侧阻力，桩落在好的土层上还具有明显的端承作用，工后沉降小。
缺点：造价高。
方案比选
排水固结法造价最低，但要求工期长，市政工程难以做到，而且工后沉降大，达不到排水管道的沉降要求;CFG桩，沉降控制效果最好，但工程造价高，适用于填土（附加荷载）较高的路段。
根据本项目的地质情况，综合考虑了施工工艺成熟度、工期长短、工后沉降、施工难度、造价等因素，比较四种软基处理方案，最终本项目推荐分段采用预应力混凝土管桩复合地基及水泥土搅拌法进行软基处理。
4 路段软基处理方案
4.1 桩号K1+737～K1+866道路左、右幅和桩号K1+926～K2+154道路左幅
由于拓宽路基新增填土荷载平均高度为2.2m，有效深度=6.67*2.2=14.7m。综合考虑①地质条件、②设计对承载力要求、③路基沉降要求（不大于10cm）等因素，确定该段道路采用水泥土搅拌法进行软基处理，搅拌桩平均桩长15m、桩间距2.0m、梅花桩布置。
道路路基两侧采用俯斜式路肩墙形式，挡墙材料为片石混凝土，墙高2m～3m。
4.2 桩号K1+926～K2+154道路右幅
由于拓宽路基外侧有现状鱼塘，新增填土荷载平均高度为4.5m，为减少占地，设计考虑该段道路右幅采用钢筋混凝土悬臂式挡土墙的形式，扩大挡墙底板至现状路基边，底板下采用管桩桩承式地基的处理方式，综合考虑①地质条件、②设计对承载力要求等因素，管桩平均桩长40m、桩横向间距5.0m、纵向间距4.0m。
5 结语
软基处理涉及面广，实践性强，同时由于各地自然地质条件差异大，地基处理技术的地区性也比较显著，在许多情况下要因地制宜地处理问题。软土地基处理是道路工程中极为重要的一环，在实际工程实施过程中，更多软基处理的新技术、新工艺在工程中被认识并采用。随着工程建设发展的需要及研究的不断深入，我国必将在设计理论、计算方法、施工工艺、施工设备等一系列方向有新的突破。
参考文献：
[1] GB/T 50783—2012.复合地基技术规范[S].
[2] JTG D30—2015.公路路基设计规范 [S].
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