软基地段高填路基施工实践-江西公路学会.doc

粉喷桩技术在高速公路软土地基中的应用 毛荣华1 伍万军2 吴婷婷1 （1 江西省交通设计院 南昌 330002） (2 中铁十四局集团三公司 兖州 272000) 摘 要：高速公路软土地基，经粉体搅拌桩处理后，桩体范围内土体沉降减少较多，路基土侧向位移量很少，能承受较快的加荷速率，对解决软土地基高填路基的稳定、沉降及加快施工进度等很有碑益。文章结合京福高速公路的施工实例，对上述问题进行探讨。 关键词：道路工程；高速公路；软土地基；粉喷桩；处理。 0 前 言 北京至福州国道主干线江西境内温家圳至沙塘隘段高速公路路线全长178km,设计速度80km/h，路基宽24.5m．路线位于江西省东部，地处武夷山余脉，高填路基较多，且山间多软基。 本文介绍的为B7合同段中的一段软基处理，中心桩号为K163+860-K164+000，设计为高填路基， 填土高度为17-21.55m。此段工程地质属剥蚀低山丘陵地，地形起伏大，发育冲沟洼地，冲洪积物为灰色，淡黄色淤泥质粘土，局部砾粘土，可塑-软塑状。地表软土厚度2-6m不等，下伏全风化花岗岩，中密，呈高岭土状。该软土具有高含水量、高孔隙比、低强度、固结缓慢、沉降大、稳定性差的特点，经土样试验和检测，结果见表1： 表1 编号 ZK-1 ZK-2 ZK-3 ZK-4 ZK-5 物 理 性 质 指 标 含水量 w % 96.3 106.5 92.6 46.7 41.0 容量 湿 p g/cm3 1.44 1.42 1.47 1.73 1.82 干 pd g/cm3 0.73 0.69 0.76 1.18 1.29 比重 Gs 2.57 2.59 2.57 2.60 2.59 孔隙比 e % 2.520 2.754 2.382 1.203 1.008 孔隙率 n % 71.6 73.4 70.4 54.6 50.2 饱和度 Sr % 98.2 100.0 99.9 100.0 100.0 液限 WL % 57.3 55.8 56.7 43.4 44.8 塑限 Wp % 32.2 32.0 33.0 24.8 25.1 塑性指数 Ip % 25.1 23.8 23.7 18.6 19.7 液性指数 Il 2.554 3.130 2.515 1.177 0.807 室内定名 淤泥质高液限粘土 淤泥质高液限粘土 淤泥质高液限粘土 淤泥质低液限粘土 低液限粘土 力学 性质指标 抗剪 强度 剪切方法 快剪 快剪 快剪 快剪 快剪 内磨擦角 度 4.0 2.0 4.0 2.5 6.0 凝聚力 C Kpa 2.0 2.0 2.0 4.9 9.8 压缩 压缩系数 a1-2 Mpa-1 1.47 1.44 1.88 1.24 0.8 压缩模量 Es Mpa 1.6 1.8 1.3 1.4 2.1 1 处理方案 根据现场情况，考虑填土高度较高，软基压缩系数较大而软土层厚多在6m以内，可采用穿越软土层的粉喷桩加固，桩尖直接作用于全风化岩层上，因此，避免了桩尖未处理土体沉降量过大的隐患。由于路基施工工期要求较短，而填土高度达20m以上，考虑粉体搅拌桩加固后地基的承载力将大为增强，因此，施工时不按照软基的加荷速率进行施工，只按照一般路基施工考虑，加荷速率可达3.92KPa/d，即20cm/d，同时也不考虑加载预压。 按照复合地基承载力的要求，填土20m的路基地基承载力应达到400KPa，我们认为由于路基的整体下沉，只要不产生被处理层的极限破坏，被处理层能将荷载传递到风化岩层即可。因此，本处理方案主要考虑路基的稳定和工后的沉降量。 基于以上的考虑，我们采用粉喷桩处治此段路基，桩长6m，桩径0.5m，桩间距1.5m，根据试验每m灰剂量选50kg，为加速软土层的固结，便于排水，在桩顶铺垫50cm的砂垫层。 沉降量的计算：粉体搅拌桩可以作为复合地基来计算其沉降量，在施加的荷载不超过水泥桩的徐变极Qc时，其总沉降量S计算公式为: S=S1+S2 式中：S1—被加固土体桩长范围内的沉降量（cm）即S1 =(σc×L)/(m×Ec+(1-m)Es) S2—被加固土体以下未加固土的沉降量，本例固桩尖位于风化岩层不予考虑，即S2=0 m—置换率 A桩/A =(0.252×π)/(1.5×1.5×cos30°)=10% L—搅拌桩桩长 L =600cm σc—路基表面所受外加荷载力（KPa） σc =20m×1.9KN/m3=380KPa Ec—水泥桩的弹性模量，由试验平均值取 30Qc =30×1.8=54MPa Es—桩间土的侧限变形模量（KPa） 根据试验平均值取1640Kpa 则S =S1 =（380×600）/（0.1×5