东莞市水乡片区公路软基处理比选

王卓

摘  要：东莞市中洪路工程进园大道段K0+000~K1+386，属于现状路拓宽改造，原软基处理方案是对道路扩宽范围采用变桩径水泥搅拌桩处理，经勘察，现状中央绿化带沿线路走向存在500KV高压线电塔，为了施工安全，经比选确定采用就地固化技术，并通过对现场检测试验、沉降观测结果与理论计算值比较，验证了设计的合理性。该技术的成功应用为类似工程提供了参考实例。

关键词：软基处理；就地固化

1工程概况

项目起于东莞市中堂镇进园大道（往北通过跨东江北干流的规划中新大桥连接广州），往南经中堂、望牛墩、洪梅镇，终于洪梅镇洪屋涡水道，全长约19.396km，采用双向六车道一级公路（兼城市主干道功能），设计时速80km/h ，采用沥青混凝土路面结构。

进园大道段（K0+200~K1+386）属于现状路扩宽改造，将既有双向四车道改造为双向六车道+两侧人非车道，中央绿化带标准尺寸改造为18m。进园大道现状中央绿化带沿线路走向存在500KV高压线电塔，高压线与原地面净空约15~27米。

2工程地质条件 

进园大道段K0+000~K1+386段填筑土：呈灰黄色、灰色，由粘性土、砂等组成，局部含碎石、砖块及碎石等，松散－稍密状。旧路以外地段一般呈松散状态，全线路基段全部钻孔均有揭露，层厚0.70～5.30m，平均厚度2.58m。

K0+000~K1+386段淤泥、淤泥质土：呈灰黑色，饱和，软～流塑状，滑腻污手，略具臭味，土体流变呈扁平形状，以粘粒为主，层中局部夹松散状粉细砂。顶面埋藏深度为0.70～18.20m，平均5.17m，厚度2.50～24.80m，平均10.18m。

表1 填筑土和淤泥的力学性质表

地层名称	承载力基本容许值[fa0]（kPa）	压缩模量Es（MPa）	天然重度γ（kN.m-3）	内摩擦角φ（度）	凝聚力c（kPa）	基底摩擦系数μ
填土1（松散~稍压实）	60（松散）	2.5	17.5	8	8	/
	90（稍压实）	3.0	18.5	12	10
淤泥2-1a、淤泥质土2-1b（流塑）	45	1.8	16.5	5	8	/
粉质粘土2-2（软、可塑）	100（软塑）	3.5	18.5	8	10	0.25

3路基软基处理设计

3.1地基处理方案比选

3.1.1原设计方案

进园大道段K0+000~K1+386，属于现状路拓宽改造，设计填高介于0.3~1.6m之间，除桥头两侧外，绝大部分填高不大于1m。原软基处理方案是对道路扩宽范围采用变桩径水泥搅拌桩处理。水泥搅拌桩法对软基加固的原理是依靠水泥与软土在水的作用下产生的一系列物理化学反应，从而使软土凝结硬化成一个整体，提高软基的承载能力。上部桩径为1m，长3m，下部桩径为0.5m，桩底进入持力层不小于0.5m，复合地基承载力大于100Kpa，单桩承载力大于200KN。

3.1.2预选方案

进园大道现状中央绿化带沿线路走向存在500KV高压线电塔，经现场实测高压线与原地面净空约15.8~32米，高压线下变桩径水泥搅拌桩设计桩长为12.5~29.5米，施工机械高度为16~33米。根据电力设施保护安全协议规定，500千伏线路，施工人员、设备、材料、工具物体与电力导线的小净空距离（即两点间最小直线距离）不得小于8.5米。因此，原设计方案处理效果虽在该项目其他路段得到验证，但因高压线影响，原方案施工难度大，且具有一定危险性，因此需要考虑到其他方案。

（1）就地固化

就地固化技术是应用固化剂对软土进行固化处理，使土体达到设计承载力。考虑对道路拓宽范围内软基处理方案变更为就地固化处理，拓宽范围全部处理3m深，局部格栅式加深1m，格栅间距为2m。就地固化处理固化剂主要成分为水泥，固化剂掺量暂定为10%，施工完成后应对浅层固化的厚度、就地固化处理后地基土的强度、地基进行承载力进行检测。地基土强度检测采用十字板剪切试验或静力触探试验，十字板剪切试验28天强度不小于90Kpa,静力触探28天强度不小于90Kpa。地基承载力检验采用荷载板试验，承载力不小于100Kpa。

选取两段K0+900、K0+940作为就地固化试验段，进行场地整平。现场根据设计10%的水泥参量进行固化试验。平板荷载试验，承载力特征值达到100KPa以上；静力触探试验和十字板剪切试验，强度均达到90Kpa以上，满足设计要求。并且，还对路基面进行了压实度和弯沉检测，检测报告显示，压实度6个测点及弯沉值56个测点就合格。

（2）换填

挖出换填是指基础地面以下一定范围内的软弱土挖去，然后回填强度高，压缩性较低，并且没有侵蚀性的材料，最终有效转变道路工程地基承载力特点、抗形变能力以及稳定能力。该方法已经成熟，耗材少，并能进行大范围的地基处理，并且能够保证道路质量，完成高效、便捷的浅层软土地基处理[1]。对拓宽范围采用浅层处理方案，换填3m厚片石+0.5m厚碎石处理，桥头20m过渡段范围内填土高1.6m，为避免桥头路基沉降过大产生桥头跳车现象，因此仍采用深层处理方案，采用高压旋喷桩处理，桩径0.5m，桩间距1.8m，桩底进入持力层不小于0.5m。

K1+329～K1+339段换填深度为3m,宽度为3.25m～4m，换填片石2.5m,碎石0.5m。换填片石分层碾压每层厚度不大于60cm，孔隙率不大于23%，片石粒径大于30cm。现场片石为经开采筛选后得到形状不规则且边长不小于30厘米的毛石块。路基试验段K+329～K1+339在片石填筑压实过程中共沉降0.71m，进行了回填片石补偿。对路基试验段K+319～K1+339进行弯沉试验，弯沉满足设计土路基顶弯沉指标266。抗压回弹模量检测满足设计值均大于60MPa。

3.1.3方案比选

（1）原设计方案

对道路扩宽范围采用变桩径水泥搅拌桩处理，上部桩径为1m，长3m，下部桩径为0.5m，桩底进入持力层不小于0.5m。原设计方案处理效果虽在该项目其他路段得到验证，相比其他比选方案费用适中。施工速度较快，施工时低压操作，安全可靠，无污染，无振动，无噪声，对周围环境及建筑物无不良影响，比较适合进园大道周边厂房住宅较多的环境，且加固后的地基柱体承载力与相类似的浆喷柱相比要高，其固结效果要好，工后沉降小，但因500千伏高压线影响，原方案施工难度大，且具有一定危险性。

（2）就地固化方案

拓宽范围全部处理3m深(往旧路混凝土面板下拓宽处理0.5m)，局部格栅式加深1m深。相比其他比选方案费用较少。施工速度快，对高压线无影响。不会开挖原地面，无挖方和弃方，材料为水泥，易获得，工程造价低，工后沉降较小（计算沉降量约3.2cm），都周边环境影响小，且施工无安全风险，但水泥固化剂强度随时间上升，处理后需要较长时间才能获得较大强度。

（3）换填技术

对道路拓宽范围内软基处理方案变更为换填3m厚片石+0.5m碎石处理。换填深度为3m,宽度为3.25m～4m，换填片石2.5m,碎石0.5m。换填片石分层碾压每层厚度不大于60cm，孔隙率不大于23%，片石粒径大于30cm。因该地区片石不易获得，相比其他比选方案费用较多。施工速度快，对高压线无影响，且施工无安全风险。但工后沉降较大（计算沉降量约12.3cm），易造成新旧路基裂缝。需开挖原地面造成大量弃方，同时片石材料较缺乏，购买和运输成本较大，造价较高。

因此，根据各方案优缺点及现场试验，结合进园大道周边环境，最终选定就地固化处理方案作为该段软基处理方案。

4结语

在东莞水乡片区乃至整个珠三角地区，经常遇到软土地基，如不进行有效处理将影响道路使用效果，并造成严重质量问题，因此，应根据勘察资料，并结合周边环境、设计填土高度的不同，针对项目具体实施工期条件及道路结构特点，选用技术可行、兼顾经济性好的软基处理方式，才能使工程的质量得到有效保障[2]。就地固化技术不开挖原地面，无挖方和弃方，工程造价低，工后沉降较小，对周边环境影响小等优点为周边类似工程提供了参考实例。

[1]蔡耀东.开挖换填片石在道路工程软基处理中的应用[J].江苏建材,2022(03):64-65+94.

[2]吴仰宾.广州南沙地区市政道路软基处理设计应用[J].交通科技与管理,2023,4(16):60-62.