地基基础
福建建设科技２００６．Ｎｏ．１９
城市主干道的软基处理
李小鹏（泉州市城建国有资产投资有限公司
福建
泉州
３６２０００）
［提要］城市主干道与一般高级公路的不同之处是：城市主干道下在需要铺设各类管线，这些管线对路基的沉降都有一定
的要求，其中以污水管和雨水管对路基沉降的要求最高。
［关键词］城市主干线；软基处理；管线地基；复合处理Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｕｒｂａｎｍａｉｎｒｏａｄｓａｎｄｏｒｄｉｎａｒｙｈｉｇｈ－ｇｒａｄｅｈｉｇｈｗａｙｓａｒｅｔｈａｔｕｒｂａｎｍａｉｎｒｏａｄｓｎｅｅｄｔｏｌａｙｍａｎｙｋｉｎｄｓｏｆｐｊｐｅｌｉｎｅｓ，ｔｈｅｓｅｐｉｐｅｌｉｎｅｓｈａｖｅａｃｅｒｔａｉｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｏａｄｂｅｄ．ａｍｏｎｇｔｈｅｍｔｈｅｓｅｗａｇｅｐｉｐｅｓａｎｄｔｈｅｒａｉｎｐｉｐｅｓｈａｖｅｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｏａｄｂｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄ：ｕｒｂａｎｍａｉｎｒｏａｄ，ｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｓｏｆｔｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ；ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆｐｉｐｅｌｉｎｅｓ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ
１概述
随着我国城市化进程的加速，城市基础设施建设相应发展，各地开始大量修建城市主干道，其中部分修建在软土广泛分布的地区。城市主干道与一般高等级公路的不同之处是：城排水管道如：污水管、市主干道需要铺设各类管线，包括给水、
雨水管、市政供水管道等，另外还有电力、电信管道、煤气管道等。这些管道的铺设对路基的沉降都有一定的要求，其中以污水管和雨水管对路基沉降的要求最为严格，污水管和雨水管一般均属于无压自流管道，有设计要求的自清流速，管道铺设要求有一定的坡度，若路基的差异沉降太大，将会导致管道排水能力下降、淤堵等，严重的还将导致管道损坏折断、污水外流，对环境造成污染。
以前，人们对于这个问题重视不够，通常没有对管线的软基进行特殊处理。因此，在道路开通后，由于软基的不均匀沉降导致管线不能正常运作甚至断裂损坏的情况时有发生。遇到这类情况，只能通过挖开路面进行维修。这不但给城市的交通和人们的生活带来许多不便，而且在人力、财力和物力上造成很大浪费。近年来，这个问题开始受到关注，但目前对于城市主干道管线地基沉降的要求尚无统一的规定，有些地方的（Ｌ：每技术规范要求沉降引起的管道接口相对转角小于Ｌ／１００节管的长度），本地区通常要求管道地基的工后沉降小于
从而发生漏水事故。打口方式的承插口处，接口易松脱，
（２）造成钢管在焊接口处断裂，裂缝一般为环向，呈中间大
两边小的形状。
管道伸缩节的接头易被拉裂。（３）
阀门的法兰被拉裂或皮垫被损坏而造成漏水。（４）
（５）在局部有大石块的管基或管渠交叉处，普通铸铁管或ＵＰＶＣ管易断裂。
表１－１为珠海市１９９６年!１９９８年中，因软土地区管道地基下沉或土体侧移而引起给水管道漏水事故情况的统计，说明软基是造成管道漏水事故的主要原因之一。
表１
漏水事故钢管焊缝开裂承插口松脱伸缩节拉裂铸铁管或ＵＰＶＣ管断裂阀门法兰或皮垫损坏
给水管道漏水事故情况统计
事故发生的次数（次）占总事故次数的比例（"）
４６２７２４６３
８．９６５．２４．６７１．２７０．６
目前我国实际工程中常采用的处理方法有：
深层搅拌法处理软基。如珠海大道安装ＤＮ１２００预应力（１）
钢筋混凝土管时曾采用这种办法，取得了较好的效果。但这种方法的处理费用较高；
１０ｃｍ，而高速公路一般路段的工后沉降要求不大于３０ｃｍ，，因
此城市主干道的软基处理比相同等级的一般公路要求更高。在国内，目前城市主干道管线的软基处理基本上是借用高速公路的软基处理方法，并通过提高标准来解决管线的差异沉降问题，但这使得城市主干道的软基处理费用变得昂贵。因经济此，寻求解决城市主干道管线软基差异沉降问题的可靠、的方法具有重大的社会、经济效益。
（２）塑料排水板排水固结法处理软基。如珠海大道部分路
段和在建的前山沿河路。但若在软土深厚地区，工期又紧时，采用这种方法，总沉降、工后沉降及差异沉降都较大，无法达到预期的要求。
在国外，发达国家对城市管线早已采用共同沟技术，基本上不存在此类问题。
共同沟亦称“地下综合管廊”，即在地下建造集约化隧道，集电力、通讯、燃气、上下水等各种市政管线于一体，同时设置专门的检修口、吊装口和监测控制系统。
英国、德国就开始建造共同沟。到２０早在１９世纪，法国、
世纪，美国、西班牙、俄罗斯、日本、匈牙利等国也开始兴建共同沟。当今共同沟已被发达国家所普遍采用。
国外共同沟建设的特点：一是立法优先，如共同沟的产权问题、地下空间有偿使用问题及对已建共同沟路段禁止开挖
２国内外城市管线软基处理现状
在管线工程中，市政给水管道通常安装在道路的一侧，由于软基的压缩沉降和侧向位移，致使管体产生纵向弯曲，甚至失稳，在最薄弱处产生破裂而漏水。软基造成的损坏主要有以下：
（１）在采用橡胶圈密封的承插口处，橡胶圈被挤出；在采用
收稿日期：２００５－０７－１８
１０
福建建设科技２００６．Ｎｏ．１
地基基础
等问题都有法律规定。二是整体规划，必须将共同沟与地铁、的要求，一般做法是对整个路基进行水泥搅拌桩复合地基处地下综合体系等地下工程统一纳入城市地下空间规划。
目前我国市政管线（网）的建设大都还是各自为政。由于在管理体制上存在条块分割、交叉重复、多头管理等问题，导致建设共同沟面临道路开挖难、执法管理难、资金落实难等层层阻碍，因此，短期内无法大范围实施，目前仅在上海等少数城市开始尝试。
因此，城市主干道管线软基处理问题是一个具有中国特点的课题，近年来才开始受到关注，相关的资料很少。
３工程实例３．１工程概况
泉州市大坪山隧道连接线道路工程，全长４．７１ｋｍ，路面标准宽度５０ｍ，双向六车道，是泉州市东西交通骨架工程的“二纵”之一，为城市一级主干道。其中软基路段长２．５３ｋｍ，几乎占全长的一半，软基处理是该工程最主要的分项控制工程之一，因此设置了若干试验段，实施动态设计和信息化施工。
３．２工程地质条件
该工程位于泉州东部海湾的人工围海造田区，长期受潮汐影响。场地上部为人工填土，厚度仅０．５ｍ左右；其下依次为淤泥、淤泥夹砂、粉质粘土、残积砾（砂）质粘性土。淤泥层厚１０!１５ｍ，属高压缩性、
低透水性、低强度的软弱土层，淤泥的主要物理力学指标为：含水量ω＝６２．１（"）、重度γ＝１５．９ｋＮ／ｍ３）、孔隙比ｅ＝１．６９、塑性指数Ｉｐ＝１８．２、直剪（快剪）抗剪强度参数ｃ＝１３．４（ｋＰａ）φ＝１．９（#）、压缩系数ａ１－２＝１．７１（ＭＰａ－１）、渗透系数ｋ＝３．３（$１０－７ｃｍ／ｓ）、有机质含量３．２
（"）。３．３道路及管线布置
道路标准横断面及管线布置如图１所示。污水管、雨水管以及预留煤气管位布置在非机动车道下，交通信号电缆和路灯电缆布置在非机分隔带下，其余管线布置在人行道下。
非机
非机分隔带分隔带Ｙ—钢筋混凝土雨水管Ｍ—预留煤气管位Ｗ—钢筋混凝土污水管Ｎ—电力电缆沟Ｇ—交通信号电缆ｄ—路灯电缆Ｘ—电讯管道
图１
道路标准横断面及管线布置
３．４软基处理方案
由于该道路工程为城市主干道，管线很多，雨、污水管道埋设较深（最深达７ｍ），对沉降敏感，软基路段均为填方路堤，而且工期紧。因此软基处理需要解决的主要问题是：
（１）稳定问题：路基、路堤稳定，包括开挖管道时的路基、路堤稳定及桥台后高填方路堤的纵向稳定；
（２）沉降问题：路基（包括管道）的沉降和工后沉降。为了满足路基两侧的雨、污水深埋管基工后沉降≤１０ｃｍ
理。但为了在保证工程质量的前提下尽量降低造价，该工程提出了国内首创的中央机动车道下采用袋装砂井配合堆载预压排水固结处理；非机动车道及人行道下采用粉喷桩复合地基处理的设计方案。图２为试验段软基处理标准横断面。
图２
试验段软基处理标准横断面
袋装砂井的直径为７０ｍｍ，间距为１．２ｍ，三角形布置，水泥土搅拌桩直径为５００ｍｍ，间距１．０ｍ，三角形布置，袋装砂井和水泥土搅拌桩均穿过淤泥层和淤泥夹砂层，进入粉质粘土层，砂垫层厚０．５ｍ，一层单向土工格栅加筋。即约４０％的路基采用粉喷桩处理，约６０％的路基采用袋装砂井排水固结处理。因为粉喷桩处理的单价约３２元／延米，而袋装砂井排水固结处理的单价约３．５元／延米，仅为粉喷桩处理的约十分之一。因此，软基处理费用可节省一半左右，超过１０００万元。
３．５观测仪器布置
为了检验这种“中间软、两边硬”的地基处理方案的可行性，在路中心、
两种处理方法交界处的两侧、路肩以及坡脚处埋设了总沉降盘、分层沉降盘、孔隙水压力计、测斜管、土压力盒和水位计进行观测。观测仪器布置如图３所示。
孔隙水压力计总沉降盘分层沉降测斜管
水位计
土压力盒
图３观测仪器布置平面图
４现场观测成果和分析
填土路堤下，软基的变形是相当复杂的。它的变形性状除了与软土本身的特性有关外，还受到填土形状、填土速度、软基处理方法等因素的影响。特别是软土具有结构性。灵敏度越高，其结构性越强。这使得高灵敏度的软土的变形性状在结构破坏前后表现出较大的不同。以下对代表性断面Ｋ５＋６４０的观测成果加以分析。
４．１总沉降观测成果和分析
图４为Ｋ５＋６４０断面各测点历时５２７天总沉降!时间过程线。其中袋装砂井配合堆载预压处理段内最大的总沉降量发生在路中心处，达１２６９ｍｍ，粉喷桩处理段内最大的总沉降
（
福建建设科技２００６．Ｎｏ．１１１
地基基础
量为２５４ｍｍ，约为路中心最大沉降量的２０％，远小于袋装砂井配合堆载预压处理段的总沉降量。
）
ａＰ（ｋ载荷）
ｍ（ｍ降沉荷载（ｋＰａ）
左路肩
左交桩左交砂
路中右交砂右交桩右路肩
右坡脚
图４Ｋ５＋６４０断面各测点沉降!时间过程线
根据各测点总沉降数据以时间为参数绘得路断面的弯沉盆曲线如图５所示。由图可见，两侧粉喷桩处理区的沉降量明显小于中部袋装砂井配合堆载预压处理区的沉降量。加荷历时５２７天时，袋装砂井处理部分的最大差异沉降为４５５ｍｍ，袋装砂井和粉喷桩交界处的最大差异沉降为７１７ｍｍ。
粉喷桩处理段
袋装砂井粉喷桩处理段
配合堆载预压处理段
测试点的位置
）
ｍ（ｍ降沉图５
Ｋ５＋６４０断面弯沉盆曲线
差异沉降随着填土高度的增加而增大，逐渐反映到路堤填土的表面，初期在交界带出现较细的纵向裂缝，最后导致路堤开裂。这反映出了这种处理方法存在的问题。产生这种现象的主要原因是：在同一断面采用不同的软基处理方法，使得同一断面不同处理段的地基压缩模量明显不同，粉喷桩处理段的模量明显大于袋装砂井处理段的模量。在上部填土荷载的作用下，袋装砂井处理段和粉喷桩处理段之间产生了较大的差异沉降。
４．２侧向位移观测成果和分析
土体侧向位移速率的大小是控制路堤地基稳定的指标之一，其变化规律可以监测地基各层土体的侧向变形发展情况，并可以计算因侧向位移而引起的附加沉降量。本工程特别关注中部排水固结区向两侧粉喷桩处理区的侧向位移。
图６为该断面袋装砂井与左侧、右侧的粉喷桩交界处的侧向位移随深度变化曲线，
由图可以看出，断面中部排水固结处理区向两侧粉喷桩处理区的侧向位移较大。观测结果表明：加荷历时４３５天时，左侧交界处最大侧向位移达到
２４１．１６ｍｍ，右侧交界处最大侧向位移达到２２２．４６ｍｍ，最大侧
向位移均发生在地表以下５!６ｍ深的淤泥层中。如此大的侧向位移表明了中部排水固结处理区的软弱土体向两侧流动挤压，特别是在管道基坑开挖过程中，由于开挖产生的高差会进一步加大侧向位移，严重影响粉喷桩的稳定性。在本工程施工过程中曾发生此类现象，造成施工单位暂停管道基坑的开挖。
侧向位移（ｍｍ）
侧向位移（ｍｍ）
）
（ｍ度深图６
Ｋ５＋６４０断面袋装砂井左、
右侧的侧向位移曲线表２列出了沉降和侧向位移的实测值与常用公式计算值及有限元计算结果。路中排水固结区的沉降计算值与实测沉降量比较接近；两侧水泥土搅拌法处理区的实际沉降量明显大于计算值，主要是由于水泥土搅拌法的施工质量难以控制；侧向位移的计算值与实测值比较接近。
表２
计算值与实测值的比较
沉降（ｍｍ）
侧向位移（ｍｍ）
路中排水两侧水泥土
固结处理区
搅拌法处理区左侧
右侧左右
交界处交界处坡脚
规范法
１２９１计算
三点法
１２８１１３０／
／
／
值双曲线法
１３６３（平均值）
有限元法１２５２１２２６７２２９２０６．７８５．０实测值
１２６９
２５４
９７
２４１
２２２．５
４８．９
５结论
通过对该工程实例的研究分析表明，这种在同一断面的不同部位采用不同的软基处理方法（中间为排水固结法处理，两侧为水泥土搅拌法处理），能显著提高管道地基的承载力并满足管道对沉降的要求，大幅降低造价。但是还存在一些问题：采用这种方案使得同一断面的地基土模量不同，中间软，两侧硬，在荷载作用下，中间软的部分沉降大，两侧硬的部分沉降小，导致在两种处理方法的交界处产生较大的差异沉降，造成交界处路堤开裂。同时中间软的土体向两侧流动，挤压两侧的粉喷桩，导致产生较大的侧向位移。鉴于粉喷桩抗水平剪切的能力差，所以在管线开挖施工中容易引起粉喷桩因受剪失去稳定，因此，需要进一步改进设计，寻求更合理、经济的城市主干道软基处理方案和施工方法。
参考文献
［１］叶书麟主编．
地基处理工程实例应用手册．中国建筑工业出版社，１９９７［２］地基处理手册编委会．
地基处理手册（第二版）．中国建筑工业出版社，２０００［３］马时冬等．大坪山隧道连接线道路工程软基处理试验段现场测试
研究总报告．华侨大学土木工程系，２００４．８
地基基础
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城市主干道的软基处理
李小鹏（泉州市城建国有资产投资有限公司
福建
泉州
３６２０００）
［提要］城市主干道与一般高级公路的不同之处是：城市主干道下在需要铺设各类管线，这些管线对路基的沉降都有一定
的要求，其中以污水管和雨水管对路基沉降的要求最高。
［关键词］城市主干线；软基处理；管线地基；复合处理Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｕｒｂａｎｍａｉｎｒｏａｄｓａｎｄｏｒｄｉｎａｒｙｈｉｇｈ－ｇｒａｄｅｈｉｇｈｗａｙｓａｒｅｔｈａｔｕｒｂａｎｍａｉｎｒｏａｄｓｎｅｅｄｔｏｌａｙｍａｎｙｋｉｎｄｓｏｆｐｊｐｅｌｉｎｅｓ，ｔｈｅｓｅｐｉｐｅｌｉｎｅｓｈａｖｅａｃｅｒｔａｉｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｏａｄｂｅｄ．ａｍｏｎｇｔｈｅｍｔｈｅｓｅｗａｇｅｐｉｐｅｓａｎｄｔｈｅｒａｉｎｐｉｐｅｓｈａｖｅｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｏａｄｂｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄ：ｕｒｂａｎｍａｉｎｒｏａｄ，ｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｓｏｆｔｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ；ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆｐｉｐｅｌｉｎｅｓ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ
１概述
随着我国城市化进程的加速，城市基础设施建设相应发展，各地开始大量修建城市主干道，其中部分修建在软土广泛分布的地区。城市主干道与一般高等级公路的不同之处是：城排水管道如：污水管、市主干道需要铺设各类管线，包括给水、
雨水管、市政供水管道等，另外还有电力、电信管道、煤气管道等。这些管道的铺设对路基的沉降都有一定的要求，其中以污水管和雨水管对路基沉降的要求最为严格，污水管和雨水管一般均属于无压自流管道，有设计要求的自清流速，管道铺设要求有一定的坡度，若路基的差异沉降太大，将会导致管道排水能力下降、淤堵等，严重的还将导致管道损坏折断、污水外流，对环境造成污染。
以前，人们对于这个问题重视不够，通常没有对管线的软基进行特殊处理。因此，在道路开通后，由于软基的不均匀沉降导致管线不能正常运作甚至断裂损坏的情况时有发生。遇到这类情况，只能通过挖开路面进行维修。这不但给城市的交通和人们的生活带来许多不便，而且在人力、财力和物力上造成很大浪费。近年来，这个问题开始受到关注，但目前对于城市主干道管线地基沉降的要求尚无统一的规定，有些地方的（Ｌ：每技术规范要求沉降引起的管道接口相对转角小于Ｌ／１００节管的长度），本地区通常要求管道地基的工后沉降小于
从而发生漏水事故。打口方式的承插口处，接口易松脱，
（２）造成钢管在焊接口处断裂，裂缝一般为环向，呈中间大
两边小的形状。
管道伸缩节的接头易被拉裂。（３）
阀门的法兰被拉裂或皮垫被损坏而造成漏水。（４）
（５）在局部有大石块的管基或管渠交叉处，普通铸铁管或ＵＰＶＣ管易断裂。
表１－１为珠海市１９９６年!１９９８年中，因软土地区管道地基下沉或土体侧移而引起给水管道漏水事故情况的统计，说明软基是造成管道漏水事故的主要原因之一。
表１
漏水事故钢管焊缝开裂承插口松脱伸缩节拉裂铸铁管或ＵＰＶＣ管断裂阀门法兰或皮垫损坏
给水管道漏水事故情况统计
事故发生的次数（次）占总事故次数的比例（"）
４６２７２４６３
８．９６５．２４．６７１．２７０．６
目前我国实际工程中常采用的处理方法有：
深层搅拌法处理软基。如珠海大道安装ＤＮ１２００预应力（１）
钢筋混凝土管时曾采用这种办法，取得了较好的效果。但这种方法的处理费用较高；
１０ｃｍ，而高速公路一般路段的工后沉降要求不大于３０ｃｍ，，因
此城市主干道的软基处理比相同等级的一般公路要求更高。在国内，目前城市主干道管线的软基处理基本上是借用高速公路的软基处理方法，并通过提高标准来解决管线的差异沉降问题，但这使得城市主干道的软基处理费用变得昂贵。因经济此，寻求解决城市主干道管线软基差异沉降问题的可靠、的方法具有重大的社会、经济效益。
（２）塑料排水板排水固结法处理软基。如珠海大道部分路
段和在建的前山沿河路。但若在软土深厚地区，工期又紧时，采用这种方法，总沉降、工后沉降及差异沉降都较大，无法达到预期的要求。
在国外，发达国家对城市管线早已采用共同沟技术，基本上不存在此类问题。
共同沟亦称“地下综合管廊”，即在地下建造集约化隧道，集电力、通讯、燃气、上下水等各种市政管线于一体，同时设置专门的检修口、吊装口和监测控制系统。
英国、德国就开始建造共同沟。到２０早在１９世纪，法国、
世纪，美国、西班牙、俄罗斯、日本、匈牙利等国也开始兴建共同沟。当今共同沟已被发达国家所普遍采用。
国外共同沟建设的特点：一是立法优先，如共同沟的产权问题、地下空间有偿使用问题及对已建共同沟路段禁止开挖
２国内外城市管线软基处理现状
在管线工程中，市政给水管道通常安装在道路的一侧，由于软基的压缩沉降和侧向位移，致使管体产生纵向弯曲，甚至失稳，在最薄弱处产生破裂而漏水。软基造成的损坏主要有以下：
（１）在采用橡胶圈密封的承插口处，橡胶圈被挤出；在采用
收稿日期：２００５－０７－１８
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福建建设科技２００６．Ｎｏ．１
地基基础
等问题都有法律规定。二是整体规划，必须将共同沟与地铁、的要求，一般做法是对整个路基进行水泥搅拌桩复合地基处地下综合体系等地下工程统一纳入城市地下空间规划。
目前我国市政管线（网）的建设大都还是各自为政。由于在管理体制上存在条块分割、交叉重复、多头管理等问题，导致建设共同沟面临道路开挖难、执法管理难、资金落实难等层层阻碍，因此，短期内无法大范围实施，目前仅在上海等少数城市开始尝试。
因此，城市主干道管线软基处理问题是一个具有中国特点的课题，近年来才开始受到关注，相关的资料很少。
３工程实例３．１工程概况
泉州市大坪山隧道连接线道路工程，全长４．７１ｋｍ，路面标准宽度５０ｍ，双向六车道，是泉州市东西交通骨架工程的“二纵”之一，为城市一级主干道。其中软基路段长２．５３ｋｍ，几乎占全长的一半，软基处理是该工程最主要的分项控制工程之一，因此设置了若干试验段，实施动态设计和信息化施工。
３．２工程地质条件
该工程位于泉州东部海湾的人工围海造田区，长期受潮汐影响。场地上部为人工填土，厚度仅０．５ｍ左右；其下依次为淤泥、淤泥夹砂、粉质粘土、残积砾（砂）质粘性土。淤泥层厚１０!１５ｍ，属高压缩性、
低透水性、低强度的软弱土层，淤泥的主要物理力学指标为：含水量ω＝６２．１（"）、重度γ＝１５．９ｋＮ／ｍ３）、孔隙比ｅ＝１．６９、塑性指数Ｉｐ＝１８．２、直剪（快剪）抗剪强度参数ｃ＝１３．４（ｋＰａ）φ＝１．９（#）、压缩系数ａ１－２＝１．７１（ＭＰａ－１）、渗透系数ｋ＝３．３（$１０－７ｃｍ／ｓ）、有机质含量３．２
（"）。３．３道路及管线布置
道路标准横断面及管线布置如图１所示。污水管、雨水管以及预留煤气管位布置在非机动车道下，交通信号电缆和路灯电缆布置在非机分隔带下，其余管线布置在人行道下。
非机
非机分隔带分隔带Ｙ—钢筋混凝土雨水管Ｍ—预留煤气管位Ｗ—钢筋混凝土污水管Ｎ—电力电缆沟Ｇ—交通信号电缆ｄ—路灯电缆Ｘ—电讯管道
图１
道路标准横断面及管线布置
３．４软基处理方案
由于该道路工程为城市主干道，管线很多，雨、污水管道埋设较深（最深达７ｍ），对沉降敏感，软基路段均为填方路堤，而且工期紧。因此软基处理需要解决的主要问题是：
（１）稳定问题：路基、路堤稳定，包括开挖管道时的路基、路堤稳定及桥台后高填方路堤的纵向稳定；
（２）沉降问题：路基（包括管道）的沉降和工后沉降。为了满足路基两侧的雨、污水深埋管基工后沉降≤１０ｃｍ
理。但为了在保证工程质量的前提下尽量降低造价，该工程提出了国内首创的中央机动车道下采用袋装砂井配合堆载预压排水固结处理；非机动车道及人行道下采用粉喷桩复合地基处理的设计方案。图２为试验段软基处理标准横断面。
图２
试验段软基处理标准横断面
袋装砂井的直径为７０ｍｍ，间距为１．２ｍ，三角形布置，水泥土搅拌桩直径为５００ｍｍ，间距１．０ｍ，三角形布置，袋装砂井和水泥土搅拌桩均穿过淤泥层和淤泥夹砂层，进入粉质粘土层，砂垫层厚０．５ｍ，一层单向土工格栅加筋。即约４０％的路基采用粉喷桩处理，约６０％的路基采用袋装砂井排水固结处理。因为粉喷桩处理的单价约３２元／延米，而袋装砂井排水固结处理的单价约３．５元／延米，仅为粉喷桩处理的约十分之一。因此，软基处理费用可节省一半左右，超过１０００万元。
３．５观测仪器布置
为了检验这种“中间软、两边硬”的地基处理方案的可行性，在路中心、
两种处理方法交界处的两侧、路肩以及坡脚处埋设了总沉降盘、分层沉降盘、孔隙水压力计、测斜管、土压力盒和水位计进行观测。观测仪器布置如图３所示。
孔隙水压力计总沉降盘分层沉降测斜管
水位计
土压力盒
图３观测仪器布置平面图
４现场观测成果和分析
填土路堤下，软基的变形是相当复杂的。它的变形性状除了与软土本身的特性有关外，还受到填土形状、填土速度、软基处理方法等因素的影响。特别是软土具有结构性。灵敏度越高，其结构性越强。这使得高灵敏度的软土的变形性状在结构破坏前后表现出较大的不同。以下对代表性断面Ｋ５＋６４０的观测成果加以分析。
４．１总沉降观测成果和分析
图４为Ｋ５＋６４０断面各测点历时５２７天总沉降!时间过程线。其中袋装砂井配合堆载预压处理段内最大的总沉降量发生在路中心处，达１２６９ｍｍ，粉喷桩处理段内最大的总沉降
（
福建建设科技２００６．Ｎｏ．１１１
地基基础
量为２５４ｍｍ，约为路中心最大沉降量的２０％，远小于袋装砂井配合堆载预压处理段的总沉降量。
）
ａＰ（ｋ载荷）
ｍ（ｍ降沉荷载（ｋＰａ）
左路肩
左交桩左交砂
路中右交砂右交桩右路肩
右坡脚
图４Ｋ５＋６４０断面各测点沉降!时间过程线
根据各测点总沉降数据以时间为参数绘得路断面的弯沉盆曲线如图５所示。由图可见，两侧粉喷桩处理区的沉降量明显小于中部袋装砂井配合堆载预压处理区的沉降量。加荷历时５２７天时，袋装砂井处理部分的最大差异沉降为４５５ｍｍ，袋装砂井和粉喷桩交界处的最大差异沉降为７１７ｍｍ。
粉喷桩处理段
袋装砂井粉喷桩处理段
配合堆载预压处理段
测试点的位置
）
ｍ（ｍ降沉图５
Ｋ５＋６４０断面弯沉盆曲线
差异沉降随着填土高度的增加而增大，逐渐反映到路堤填土的表面，初期在交界带出现较细的纵向裂缝，最后导致路堤开裂。这反映出了这种处理方法存在的问题。产生这种现象的主要原因是：在同一断面采用不同的软基处理方法，使得同一断面不同处理段的地基压缩模量明显不同，粉喷桩处理段的模量明显大于袋装砂井处理段的模量。在上部填土荷载的作用下，袋装砂井处理段和粉喷桩处理段之间产生了较大的差异沉降。
４．２侧向位移观测成果和分析
土体侧向位移速率的大小是控制路堤地基稳定的指标之一，其变化规律可以监测地基各层土体的侧向变形发展情况，并可以计算因侧向位移而引起的附加沉降量。本工程特别关注中部排水固结区向两侧粉喷桩处理区的侧向位移。
图６为该断面袋装砂井与左侧、右侧的粉喷桩交界处的侧向位移随深度变化曲线，
由图可以看出，断面中部排水固结处理区向两侧粉喷桩处理区的侧向位移较大。观测结果表明：加荷历时４３５天时，左侧交界处最大侧向位移达到
２４１．１６ｍｍ，右侧交界处最大侧向位移达到２２２．４６ｍｍ，最大侧
向位移均发生在地表以下５!６ｍ深的淤泥层中。如此大的侧向位移表明了中部排水固结处理区的软弱土体向两侧流动挤压，特别是在管道基坑开挖过程中，由于开挖产生的高差会进一步加大侧向位移，严重影响粉喷桩的稳定性。在本工程施工过程中曾发生此类现象，造成施工单位暂停管道基坑的开挖。
侧向位移（ｍｍ）
侧向位移（ｍｍ）
）
（ｍ度深图６
Ｋ５＋６４０断面袋装砂井左、
右侧的侧向位移曲线表２列出了沉降和侧向位移的实测值与常用公式计算值及有限元计算结果。路中排水固结区的沉降计算值与实测沉降量比较接近；两侧水泥土搅拌法处理区的实际沉降量明显大于计算值，主要是由于水泥土搅拌法的施工质量难以控制；侧向位移的计算值与实测值比较接近。
表２
计算值与实测值的比较
沉降（ｍｍ）
侧向位移（ｍｍ）
路中排水两侧水泥土
固结处理区
搅拌法处理区左侧
右侧左右
交界处交界处坡脚
规范法
１２９１计算
三点法
１２８１１３０／
／
／
值双曲线法
１３６３（平均值）
有限元法１２５２１２２６７２２９２０６．７８５．０实测值
１２６９
２５４
９７
２４１
２２２．５
４８．９
５结论
通过对该工程实例的研究分析表明，这种在同一断面的不同部位采用不同的软基处理方法（中间为排水固结法处理，两侧为水泥土搅拌法处理），能显著提高管道地基的承载力并满足管道对沉降的要求，大幅降低造价。但是还存在一些问题：采用这种方案使得同一断面的地基土模量不同，中间软，两侧硬，在荷载作用下，中间软的部分沉降大，两侧硬的部分沉降小，导致在两种处理方法的交界处产生较大的差异沉降，造成交界处路堤开裂。同时中间软的土体向两侧流动，挤压两侧的粉喷桩，导致产生较大的侧向位移。鉴于粉喷桩抗水平剪切的能力差，所以在管线开挖施工中容易引起粉喷桩因受剪失去稳定，因此，需要进一步改进设计，寻求更合理、经济的城市主干道软基处理方案和施工方法。
参考文献
［１］叶书麟主编．
地基处理工程实例应用手册．中国建筑工业出版社，１９９７［２］地基处理手册编委会．
地基处理手册（第二版）．中国建筑工业出版社，２０００［３］马时冬等．大坪山隧道连接线道路工程软基处理试验段现场测试
研究总报告．华侨大学土木工程系，２００４．８