盛 偉

（望城經(jīng)開區(qū)建設(shè)開發(fā)公司 長沙市 410200）

1 工程概況

郭亮南路位于湖南省長沙市湘江新區(qū)，為城市主干路，按雙向六車道、設(shè)計(jì)速度60km／h、標(biāo)準(zhǔn)斷面寬46m的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。其中K1+100～K1+360段東側(cè)分布有智能制造產(chǎn)業(yè)配套工廠，廠區(qū)場平施工時(shí)，已將擬建道路路幅范圍內(nèi)一并填土。根據(jù)片區(qū)控規(guī)及道路總體設(shè)計(jì)方案，本段填挖方高-0.2～0.5m之間，雨污水管道埋深1.6～2.8m之間。根據(jù)地勘成果，此段分布有大面積的素填土，其代表性地層及參數(shù)如表1。

表1 代表性地層參數(shù)一覽表

表1中，h為土層厚度（m）、γ為土層重度（kN／m3）、fak為承載力特征值（kPa）、Es為壓縮模量（MPa）；素填土主要組成為黏性土（含少量建筑垃圾），地下水位于地面下4.9m。

由于素填土填筑年代約為7年，根據(jù)地勘報(bào)告其自重固結(jié)已完成，但其地基承載力偏低，設(shè)計(jì)最初提出以下地基處理方案，比選結(jié)果如表2。根據(jù)初選結(jié)果，擬對碎石樁及局部換填方案進(jìn)行深入的對比。

2 碎石樁方案計(jì)算分析

2.1 地基承載力驗(yàn)算

采用碎石樁處理典型情況如圖1所示，初步擬

表2 雜填土地基處理方案初選表

定的設(shè)計(jì)參數(shù)為：碎石樁樁徑500mm，采用正方形布樁、樁距為s，樁端深入黏性土中1m，設(shè)計(jì)路床底復(fù)合地基承載力容許值［fak］≥120kPa。根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》，復(fù)合地基承載力特征值及面積置換率公式如下：

根據(jù)規(guī)范，處理后樁間土承載力特征值fsk取持力層第一層土的天然地基承載力特征值100kPa，結(jié)合本地經(jīng)驗(yàn)復(fù)合地基樁土應(yīng)力比取n＝3。綜合以上兩式得：

取樁距s＝1.3m，代入公式得：fspk＝123kPa≥［fak］，此時(shí)處理后的地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求。

2.2 沉降驗(yàn)算

本項(xiàng)目位于大面積填土區(qū)，道路處理范圍長260m，寬46m，計(jì)算模型確定為：大面積填土區(qū)復(fù)合地基沉降計(jì)算。忽略路面結(jié)構(gòu)層及路床的沉降，沉降計(jì)算范圍取路床底面至強(qiáng)風(fēng)化板巖頂面共12.1m。結(jié)合《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》及《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》，沉降計(jì)算公式為：

3 換填方案計(jì)算分析

3.1 換填厚度

傳統(tǒng)的路基換填處理方案遇到素填土等承載力稍弱的軟弱土即采用全部換填的“一刀切”的處理方案，這種方法對于軟弱土分布較大的項(xiàng)目來說，投資較多。從理論上分析可知：在地基承載力及路基沉降滿足規(guī)范要求的前提下，道路換填深度超出路基工作區(qū)深度即可，因此可將路基工作區(qū)深度作為道路換填厚度最小值，驗(yàn)算地基承載力及沉降，如滿足規(guī)范要求則可將路基工作區(qū)深度作為道路換填厚度；如不滿足規(guī)范要求則可適當(dāng)增加換填厚度直至驗(yàn)算滿足要求為止。

根據(jù)文獻(xiàn)，路基工作區(qū)深度的計(jì)算公式為：

上式中，系數(shù)K＝0.5，n＝10，土的重度γ＝18.5kN／m3，P為一側(cè)車輪荷載，按照路面標(biāo)準(zhǔn)荷載BZZ-100（單軸雙輪組），P＝50kN。代入公式計(jì)算得：Zα＝2.38m。

按不利情況，路面車輛超載一倍P＝100kN考慮，計(jì)算得：Zα＝3.00m。設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)層厚度70cm，因此路槽下局部換填厚度為2.3m。具體換填方案為：路槽下超挖2.3m 素填土，然后回填0.8m碎石土及1.5m滿足填筑要求的黏土。采用局部換填處理方案的路基典型情況如圖2所示。

3.2 地基承載力驗(yàn)算

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》4.2墊層底面（軟弱層頂面）處地基承載力采用以下公式進(jìn)行驗(yàn)算：pz+pcz≤faz；

墊層底面處土的自重壓力值：pcz＝γm·d＝18×2.5＝45；

墊層底面處經(jīng)深度修正后的地基承載力為：faz＝fak+ηd·γm·（d-0.5）＝100+1×18×（2.5-0.5）＝136。

pz+pcz＝47.9+45＝92.9kPa＜faz＝136kPa。因此換填后的地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求。

3.3 沉降驗(yàn)算

計(jì)算原理同上文2.2，忽略路面結(jié)構(gòu)層及換填層的沉降，沉降計(jì)算范圍取墊層底面至強(qiáng)風(fēng)化板巖頂面共11m。換填處理后沉降計(jì)算公式為：

公式中，ψs為沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，根據(jù)本地經(jīng)驗(yàn)及參考規(guī)范，可取值1.2；Esi為地基土壓縮模量；p0為換填處理后地基頂面大面積分布的附加荷載，計(jì)算結(jié)果：

4 方案比選

從工程技術(shù)指標(biāo)、施工工期及難度、工程量、造價(jià)四個方面對碎石樁及局部換填方案進(jìn)行比較，結(jié)果見表3。經(jīng)比較，局部換填處理方案工程技術(shù)指標(biāo)：地基承載力及路基沉降均滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求、施工工期節(jié)約104d、施工簡易、造價(jià)較低（節(jié)約237萬元），為推薦方案。

表3 路基處理方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表

5 結(jié)語

針對長沙市郭亮南路道路工程素填土路段地基處理方案進(jìn)行討論分析，采用復(fù)合地基碎石樁方案及局部換填方案從地基承載力、路基沉降、施工工期及難度、工程造價(jià)等方面進(jìn)行綜合對比分析。在進(jìn)行局部換填處理方案設(shè)計(jì)時(shí)，將路基工作區(qū)深度的理念引入局部換填處理厚度，并進(jìn)行地基承載力及沉降驗(yàn)算，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是避免了路基處理時(shí)，遇到素填土等承載力稍弱的軟弱土即采用全部換填的“一刀切”的處理方案，可節(jié)省工程投資。本項(xiàng)目竣工2年后，路況良好，順利通過竣工驗(yàn)收，表明采用局部換填方案是完全可滿足工程需要的?？蔀橥愋统鞘械缆返鼗幚矸桨傅臎Q策提供參考。