張婧麗

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司，山西 太原 030032）

軟土地基含水量大，承載能力低，不能滿足路基施工要求，必須采取措施加固，提高地基承載力。某高速公路路線上穿池塘和溝渠，沿線有多段軟土地基。設(shè)計(jì)采用碎石樁和土工格柵加筋碎石樁對(duì)軟土地基進(jìn)行加固[1]。為了檢驗(yàn)軟基加固效果，施工后分別采用動(dòng)力觸探試驗(yàn)和靜力觸探試驗(yàn)對(duì)碎石樁和土工格柵加筋碎石樁的地基承載力進(jìn)行了檢測(cè)，并收集數(shù)據(jù)分析確定碎石樁復(fù)合地基承載力，有效保障了軟土地基的施工質(zhì)量。

1 工程概況

某高速公路設(shè)計(jì)采用雙向四車道，平原地區(qū)設(shè)計(jì)車速120 km/h，山嶺地區(qū)設(shè)計(jì)車速100 km/h，路基寬度26 m。該高速公路路基第二合同段（K5+325—K8+120）穿越多處魚塘、溝渠，路基多為軟土地基，土質(zhì)主要為淤泥、全風(fēng)化花崗巖、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，軟土層厚度2.6～6.1 m，承載能力差。該標(biāo)段地下水為第四系孔隙潛水，裂隙水不發(fā)育，主要靠地表水補(bǔ)給，土體多為高液限軟土。該地區(qū)雨季降雨充沛，年降雨量1 500 mm 左右。軟基分布情況詳見表1。

表1 路基第二合同段軟基分布匯總表 m

為提高軟基路段承載力，采用碎石樁和加筋碎石樁對(duì)軟基進(jìn)行加固，并分別采用動(dòng)力觸探試驗(yàn)和靜載試驗(yàn)檢測(cè)軟基承載力，以確定加固效果[2]。

2 軟土地基處治方案

對(duì)軟土地基深度低于3 m，或軟土地基深度在3～4 m，且局部分布的路段，采用換填法進(jìn)行處治；若路基排水良好，也可采用堆載預(yù)壓法處治[3]。當(dāng)軟土地基深度在6 m 以上時(shí)，可采用0.50 m 厚土工格柵加筋碎石樁復(fù)合地基進(jìn)行處治。軟土深度5～6 m可采用0.50 m 碎石樁復(fù)合地基進(jìn)行處治。如果軟土路基上部設(shè)計(jì)采用擋土墻支擋的高路堤，應(yīng)選用加筋土擋土墻進(jìn)行支擋，以減少路基沉降。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，該段路基填筑高度為8～12 m，結(jié)合各段軟土地基深度，采取如下方案對(duì)各段軟土路基進(jìn)行處治。

a）K5+360—K5+520、K5+890—K6+020、K6+330—K6+450、K6+780—K6+920、K7+050—K7+210 段軟基深度為3.3～5.0 m，設(shè)計(jì)采用碎石樁復(fù)合地基進(jìn)行加固處理，樁基為0.5 m，樁間距1.3 m，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)7.0 m，碎石樁總數(shù)4 617 根。

b）K7+660—K7+750 段軟基深度超過 6 m，設(shè)計(jì)采用土工格柵加筋碎石樁對(duì)軟基進(jìn)行加固處理，設(shè)計(jì)樁徑為0.5 m，樁間距1.3 m，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)8.0 m，加筋碎石樁總數(shù)為2 895 根。

3 碎石樁復(fù)合地基承載力檢測(cè)與分析

3.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

按照《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F10—2006）要求，碎石樁抽檢數(shù)量不得少于總數(shù)的5%[4]。本項(xiàng)目隨機(jī)抽取了230 根碎石樁進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)行動(dòng)力觸探試驗(yàn)，部分試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果詳見表2。

表2 碎石樁動(dòng)力觸探試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

3.2 承載力檢測(cè)結(jié)果與分析

根據(jù)表2 所列數(shù)據(jù)分析，可以得出以下結(jié)論：所抽取的碎石樁樁長(zhǎng)最小值為7.09 m，平均樁長(zhǎng)為7.27 m，滿足施工樁長(zhǎng)不少于7.0 m 的要求。共抽取230 個(gè)碎石樁進(jìn)行檢測(cè)，219 個(gè)合格，11 個(gè)不合格，合格率為95.7%。

4 加筋碎石樁復(fù)合地基承載力檢測(cè)與分析

4.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

加筋碎石樁總數(shù)為2 895 根，設(shè)計(jì)樁徑為0.5 m，樁間距1.3 m，由3 根樁組成復(fù)合地基，呈正三角形分布。加筋碎石樁復(fù)合地基承載力設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值為130 kN/m2，施工完成一個(gè)月后選取有代表性的單樁進(jìn)行靜載試驗(yàn)，靜載試驗(yàn)詳見圖1[5]。

圖1 靜載試驗(yàn)示意圖

4.2 試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果及分析

選取2 根樁分別進(jìn)行單樁承載力載荷試驗(yàn)和單樁復(fù)合地基承載力載荷試驗(yàn)[6]，僅對(duì)單樁承載力載荷試驗(yàn)進(jìn)行分析，試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果詳見表3。根據(jù)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果繪制Q-S 曲線圖和S-lgt 曲線圖。

通過對(duì)表3 所列數(shù)據(jù)與Q-S 曲線圖和S-lgt 曲線圖進(jìn)行分析，得出在加載過程中，Q-S 曲線變化均勻，當(dāng)加載到加筋碎石樁復(fù)合地基承載力設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值2.5 倍時(shí)，碎石樁未發(fā)生破壞。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，取試驗(yàn)樁的極限承載力145 kN 作為單樁豎向抗壓承載力統(tǒng)計(jì)值，單樁承載力特征值為統(tǒng)計(jì)值的一半，即77.5 kN，殘余變形為44.96 mm。同時(shí)，結(jié)合單樁加筋復(fù)合地基試驗(yàn)結(jié)果，確定單根土工格柵加筋碎石樁復(fù)合基礎(chǔ)承載力統(tǒng)計(jì)值為323.5 kN，則土工格柵加筋碎石樁復(fù)合基礎(chǔ)承載力特征值為162 kN/m2，大于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值130 kN/m2，符合規(guī)范要求。

表3 單樁承載力載荷試驗(yàn)結(jié)果匯總表

圖2 加筋碎石樁Q-S 曲線圖

圖3 加筋碎石樁S-lgt 曲線圖

5 結(jié)語

結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)軟土地基深度，根據(jù)施工規(guī)范要求，分別采用碎石樁和加筋碎石樁對(duì)軟土地基進(jìn)行加固處理，并分別采用動(dòng)力觸探試驗(yàn)和靜載試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)分析，得出以下結(jié)論：

a）通過對(duì)碎石樁施工質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，得到平均樁長(zhǎng)為7.27 m，滿足施工樁長(zhǎng)不少于7.0 m 的要求，對(duì)230 個(gè)碎石樁進(jìn)行檢測(cè)，合格率為95.7%。

b）根據(jù)靜載試驗(yàn)結(jié)果，確定K7+050—K7+210、K7+660—K7+750 段軟基加固處理后單樁豎向抗壓極限承載力特征值為77.5 kN，符合設(shè)計(jì)要求。

c）通過對(duì) K7+050—K7+210、K7+660—K7+750段軟基采用加筋碎石樁加固處理后進(jìn)行單樁復(fù)合地基的承載力試驗(yàn)，確定土工格柵加筋碎石樁復(fù)合基礎(chǔ)承載力特征值為162 kN/m2，大于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值130 kN/m2，符合規(guī)范要求。