张永鹏 张世华 汪文杰
广州特希达工程设计有限公司，广东 广州 510000
摘要：以工程实例介绍泡沫轻质土的优点以及在城市道路软土路基加固设计中的应用。
关键词：市政工程、软基加固设计、气泡轻质土填筑
引言
软土具有高压缩性，在软基段建设道路易发生沉降，不利于行车安全。对此，文章结合工程实例展开探讨气泡轻质土在市政道路软土路基加固设计中的应用，希望可以为后续的软基处理设计提供借鉴和参考。
1、引用工程概况
引用项目为佛山市华阳路立交工程，为旧路改造项目，改造范围内存在较多市政管线，且佛陈路部分路段与地铁二号线隧道共线，地铁通道横穿佛陈路。本场地地面标高3~5m，常水位约1.2m。本场地广泛分布软土，软土具有含水量大、渗透性差、天然强度低和压缩性高等特征，严重影响路基的安全性和稳定性，易造成路基沉降，需要进行软基加固处理。根据地铁管理单位要求，在本项目开工建设前，地铁已基本施工完毕，为避免华阳路立交施工对地铁隧道结构造成影响，要求地铁隧道及地下通道上方路段堆载及卸载应小于20Kpa，且CFG桩基与地铁隧道结构净距不小于6m，地铁结构边线20m范围内不得使用冲孔、挤土桩及爆破施工。如此复杂的地下环境提高了该项目软基加固设计难度。
2、软土路基加固方案研究过程。
根据勘察报告的建议，前期采用CFG桩及水泥搅拌桩进行软基处理。经过现场调查，该项目地下分布较多市政管线，且佛陈路部分路段与地铁二号线共线，地铁通道横穿佛陈路。为避免影响地铁结构安全，不能大范围采用桩基处理。建设方根据本项目为旧路改造项目且旧路路基已进行多年沉降，提出全部采用换填级配碎石进行软基处理，经验算，在路堤较高软基段及桥头软基路段采用换填碎石方法，其沉降无法满足规范要求。
参考近年来广东地区其他成功项目经验，如广州、佛山市收费站进行扩建改造时为了满足工期要求，控制新旧路基的不均匀沉降，采用气泡轻质土进行填筑。经过了解发现气泡轻质土具备以下优点：气泡轻质土的轻质性、不可压缩性及高强特性，可有效控制工后沉降；气泡轻质土的高流动性，使得施工便捷高效，大幅缩短工期；气泡轻质土采用垂直填筑，施工作业面小，节省挡土结构，可避免某些路段管线改迁，减少占地；造价较低。
综上所述，决定增加填筑气泡轻质土方案。并根据现场地质条件、地铁隧道等实际情况，结合本项目为旧路改造，大部分路堤较矮等特点，在满足经济、工程技术要求前提下，采用以下方案：
1）因佛陈路小桩号桥头（路堤高度3.35m）与华阳路大桩号桥头（路堤高度3.24m）填土高度较高，当采用气泡轻质土处理时，经验算佛陈路小桩号桥头工后沉降为16.6cm，华阳路大桩号桥头工后沉降为10.6cm，不满足规范要求，且这两处桥头距离隧道较远，故在这两处桥头使用CFG桩处理。
2）佛陈路大桩号桥头位置填土较低（路堤高度2.78m），且该处桥头位置距离地铁隧道小于6m，不能采用CFG桩基处理软基，故采用气泡轻质土处理。
3）一般路基扩建区域软基段：路堤高度大于1.5m时采用水泥搅拌桩处理；受地铁因素限制及浅挖、路堤高度小于1.5m时采用换填级配碎石处理。
3软基加固设计及验算
（1）气泡轻质土填筑
气泡轻质土浇筑横坡、纵坡根据该处实际横坡和纵坡确定，气泡轻质土水平打造,按台阶形浇筑,台阶处采用C30砼调平，浇筑长度根据现场施工工艺决定，浇筑底部宽度不下于2.5m，垂直填筑气泡轻质土，侧面安装C25砼面板，面板基础埋深不小于1m。设计无侧限抗压强度在路槽下80cm范围内为1.2MPa，其余区域为0.8MPa。湿容重为8KN/m3。其余要求参考规范标准。
（2）其余软基加固设计。
①换填级配碎石法：换填厚度为2.0m。②桩基处理：CFG桩与水泥搅拌桩桩间距均为1.8m，桩径均为50cm，桩顶均设60cm碎石垫层。水泥搅拌桩按等三角形布置，CFG桩按正方形布置，CFG桩采用长螺旋钻孔、管内泵压灌注成桩法施工。其余要求参考规范标准。
4验算结果。
结合理正岩土软件及《气泡混合轻质土填筑工程技术规程》（CJJ/T 177-2012）第4.5章节进行验算。
（1）气泡轻质土填筑
1）沉降验算：工后沉降=0.09(m)＜0.1m，满足规范要求。
2）稳定系数验算：分两级加荷和一级超载，其验算结果分别为：F1=2.834、F2=2.271、F3=1.829均满足F＞1.25的要求。
3）承载力验算结果
计算点Xi基础底面处地基承载力验算：
xi=10.000m，p=44.6 kPa＜γRfa=800kPa，满足规范要求。
地基处理深度范围内各土层的承载力验算：
xi=1.65m，深度3.6m，p=84.6kPa＜γRfa=222.4kPa，满足规范要求。
xi=1.65m，深度5.2m，p=99.4kPa＜γRfa=245.1kPa，满足规范要求。
xi=1.65m，深度6.4m，p=123.4kPa＜γRfa=306.3kPa，满足规范要求。
计算点Xi下卧层各层承载力验算：
xi=10m，深度1m，p=50.6kPa＜γRfa=118.0kPa，满足规范要求。
xi=10m，深度5.2m，p=129kPa＜γRfa=191.0kPa，满足规范要求。
xi=10m，深度9m，p=194.2kPa＜γRfa=293.2kPa，满足规范要求。
xi=10m，深度23.6m，p=455.4kPa＜γRfa=660.6kPa，满足规范要求。
xi=10m，深度27.2m，p=521.9kPa＜γRfa=599kPa，满足规范要求。
xi=10m，深度28m，p=536.7kPa＜γRfa=884.2kPa，满足规范要求。
xi=10m，深度35m，p=674kPa＜γRfa=1024.2kPa，满足规范要求。
4）抗压强度
qu1=685.71Kpa，qu2=132.33Kpa。气泡轻质土设计强度为设计无侧限抗压强度在路槽下80cm范围内为1.2MPa，其余区域为0.8MPa，均大于qu1、qu2。
（2）换填碎石、CFG桩基处理和水泥搅拌桩处验算结果均满足规范要求。
与传统换填材料对比气泡轻质土具备轻质性、不可压缩性及高强特性、高流动性等优势，与桩基础加固软基对比，气泡轻质土填筑具备施工简易，工期短，无需加固处理深层软土便可实现控制工后沉降等优势。换填、水泥搅拌桩、CFG桩等软基加固方案为常用软基加固方案，对于处理地下有地铁的软基段可能出现加固效果不理想或者影响地铁结构安全等情况，采用气泡轻质土填筑方案，利用气泡轻质土的轻质性、不可压缩性及高强特性解决软基沉降问题，同时采用气泡轻质土填筑，仅需挖除约1m深表层土做基础，避免因地铁隧道上方大范围开挖、堆载、卸载土体令地铁隧道产生变形等安全问题。
结语
随着我国交通运输快速发展，道路与铁路规模日益增大，地下管网越来越密集，使得地下环境越加复杂，市政道路在进行软基设计时不仅要考虑地质环境、经济性及施工工期，还应结合地下管线与隧道，灵活采用软基处理方法，在保证项目顺利推进的同时能更好对软基进行加固。本文结合工程实例，介绍气泡轻质土在软土路基加固的应用，不仅有效的解决了地下存在地铁隧道等重要结构物的软基路段的加固问题；还因施工简易、造价较低，提高了经济效益，为往后软基处理设计提供新思路。
参考文献
［1］《城市道路路基设计规范》（CJJ 194-2013）。
［2］《公路软土地基路堤设计与施工技术细则》（JTG/T D31-02－2013）。
［3］《建筑地基基础设计规范（广东省标准）》（DBJ15-31-2016）。
［4］《气泡混合轻质土填筑工程技术规程》（CJJ/T 177-2012）。
［5］泡沫轻质土在软土地基高速公路中的应用研究[J].罗勇,付子才.交通科技. 2017(01)