几种软基处理方法在工程实践中的应用

李丹丹

近几十年来，大量的公路工程实践推动了软土地基处理技术的迅速发展，地基处理的方法多样化，地基处理的新技术、新理论不断涌现并日趋完善，地基处理已成为基础工程领域中一个较有生命力的分枝。各类地基的处理方法，均有各自的特点和作用机理，在不同的土类中产生不同的加固效果。佛山市地处珠三角地区，软土分布广泛，在该地区兴建道路，必须充分解决好软土地基难题。本文结合当地工程实例，介绍了几种常用的软基处理技术的应用。

1 工程概况

佛山市某一级公路兼城市主干道，长约4.9 km，宽 50 m，设计车速60 km/h。

路段不良地质主要为软土、新近填筑土、建筑生活垃圾和耕植土。根据岩土勘察报告的钻孔揭露，本路线所经区域属珠三角平原，第四系冲淤积层厚度较大，土层种类较复杂，以淤泥质土、亚黏土、亚砂土、粉细砂为主;下部第四系冲积层以砾砂、圆砾为主。地面表层主要为填筑土和亚黏土，厚1.75 m～5.7 m，灰黄～土黄色，软塑～可塑。下层为淤泥、淤泥质土，沿线广泛分布，为场地内主要地层，厚0.8 m～22.65 m，深灰色，流塑，含腐殖质、有机质，夹薄层透镜状粉砂，或与粉砂互层状产出;淤质粉砂:层位不稳定，横向上尖灭再现，厚 2.50 m～11.40 m，浅灰色、灰色，松散，饱和。底层为粉砂、细砂，分布广泛，层厚1.75 m～14.35 m，灰色、深灰色，松散，稍密，局部中密，饱和，含泥质少，级配不良，颗粒较均匀。新近填筑土、建筑生活垃圾和耕植土在旧路两侧均有分布，土质松散，富含腐殖物，饱和，厚0.5 m～1.5 m。

2 软土地基处理方法

该线路段上的软土深浅不一、厚度不均，不能采用单一的方法来处理软基。综合考虑地质情况、不同处理方法的特点、处理效果、工期以及造价，本工程采用了浅层换填、水泥搅拌桩、CFG桩+袋装砂井和预应力管桩+袋装砂井这四种软基处理技术。

2.1 浅层换填

对于表层3.0 m范围内的软土层采用清挖、回填路基填料的方法进行换填处治。

2.2 水泥搅拌桩

对于厚度大于3.0 m而小于11 m的软土采用水泥搅拌桩结合碎石充砂垫层处理。水泥搅拌桩具有成桩速度快，工期短，对环境污染小，施工进度较易控制，技术成熟，满足本项目的工期要求。

水泥搅拌桩为喷浆类型，采用“四喷四搅”的施工工艺;水泥搅拌桩桩径为0.5 m，间距 1.2 m，等边三角形布置;加固材料水泥采用32.5R硅酸盐水泥，水泥掺量为55 kg/m桩长;水泥搅拌桩长度根据现场地质情况而定，桩尖要求穿过淤泥层，进入持力层100 cm;根据地质钻探资料，水泥搅拌桩长度按搅拌桩平面布置图确定;水泥搅拌桩的28 d无侧限抗压强度要求不小于1.0 MPa，复合地基承载力要求不小于120 kPa。

为便于排水固结，并合理调整桩土应力比，在水泥搅拌桩顶上满铺50 cm厚的碎石充砂垫层。

2.3 CFG桩+袋装砂井

对厚度大于11 m小于19 m的软土，采用CFG桩+袋装砂井进行处理。CFG桩桩径为40 cm，正方形布置，桩距为2.0 m;袋装砂井桩径为7 cm，正方形布置，桩距为2.0 m;CFG桩与砂井交叉布置。CFG桩和砂井长度根据地质状况确定，桩尖要求穿过淤泥层，进入持力层 100 cm，CFG桩最大桩长为 20 m，袋装砂井与CFG桩等长;CFG桩桩身采用C15素混凝土，可掺加适量的粉煤灰;袋装砂井要选用含泥量小于3%的清洁中粗砂，施工时必须采用施工架施工，保证砂的密实度;CFG桩28 d单桩承载力不小于250 kN，复合地基承载力不小于120 kPa;桩顶设置50 cm厚的碎石充砂，袋装砂井桩头进入碎石充砂层25 cm。

CFG桩采用振动沉管灌注成桩，施工前应先制定施工方案，减少对周边环境的影响。施工时先打袋装砂井，待砂井完工后再施工CFG桩，注意避开桥台、管线等现状构筑物;要求从路中心向两侧施工，施工过程注意设置临时排水沟，做好排水工作。

2.4 预应力管桩+袋装砂井

对厚度大于19 m的软土，采用预应力管桩+袋装砂井进行处理。管桩桩身采用预应力混凝土A型管桩，桩径为40 cm，壁厚为9 cm，采用厂家购买的方式。管桩混凝土抗压强度为C80，单桩承载力不小于600 kN。管桩桩顶设C25现浇钢筋混凝土托板，托板尺寸为100 cm×100 cm×30 cm。托板制作前应采用三夹板或软木等填塞管桩桩心，以免桩心漏浆。袋装砂井桩径为7 cm，采用聚丙烯编织袋装清洁的中粗砂，长度与管桩等长，但不超过25 m。管桩和砂井正方形交叉布置，桩距均为2.0 m。

管桩采用锤击打入法，推荐施工机械为35型筒式柴油锤打桩机，上活塞质量为3.5 t，最大冲击能量103 kN◦m。打桩时必须设置桩头垫层及上锤垫层:桩头垫层采用有弹性的麻袋、三夹板或纸板等经锤击压实制成，压缩厚度为15 cm;锤垫采用20 mm厚的竖纹硬木;锤击过程中要经常检查垫层，并及时更换。

管桩施工工艺为:平整场地→施工放样→桩机就位→插桩→锤打→接桩→送桩→收锤→移位。管桩收锤标准根据单桩承载力由PDA打桩分析仪进行现场确定。管桩施工前应先打袋装砂井，管桩施工注意避开桥台、管线等现状构筑物;要求采用从路中心向外侧、桥头到路基的施工方法，并跳桩施工，以减小挤土效应，利于空隙水压力消散。

桩顶设置50 cm厚的碎石充砂，袋装砂井桩头进入碎石充砂层25 cm。施工过程要注意设置临时排水沟，做好排水工作。

管桩成桩质量验收按广东省建委DBJ/T 15-22-98预应力混凝土管桩基础技术规程中相关规定进行验收，单桩承载力检测应选择不少于3根桩体作静载试验与PDA检测方式对比试验，确定两者对比关系后其余桩体采用PDA方式检测，检测比例为3%。

3 施工注意事项

1)地表沉降观测采用沉降板，布置在砂垫层上，埋设在旧路边缘、人行道边和坡脚处。沉降观测设施间距为150 m;对于小型结构物，设计反开挖施工，单独设置一个沉降板。地面水平位移采用位移边桩观测，对称埋设在路堤边坡坡脚处。

2)软土路段的填土速率需满足:填筑时间不小于地基抗剪强度增长需要的固结时间，路堤中心沉降量每昼夜不得大于10 mm～15 mm，边桩位移量每昼夜不得大于5 mm。

3)软基路段的路面铺筑应在沉降稳定后进行。沉降稳定是指:推算的工后沉降量小于规定的容许值，同时连续2个月观测的沉降量每月不超过5 mm。

4 结语

1)不同的软基加固技术其处理效果不一样，在实际工程中，应充分考虑工程地质情况，结合软基加固技术的特点、效果及工期和造价，采用经济、合理的处理方法。

2)不同的软基处理方法可以综合运用，在CFG桩和预应力管桩中布设袋装砂井，增加了排水通道，加速排水固结，有利于减少工期和改善加固效果。

3)本工程已通车2年多，该路段沉降均匀，行车顺畅，路面无明显的结构性破损现象。

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