某市政道路工程中软土地基处理方式分析

陈晓锋

（福州城建设计研究院有限公司厦门分公司，福建 厦门 361000）

0 引言

近年来，随着城市道路不断的建设，遇到的软土地基也越来越多。常用的软土地基处理方法归结起来大致分为三大类：换填法、复合地基法、排水固结法。换填法主要用于浅层处理（＜3m），深层软基处理一般采用复合地基法和排水固结法，这两种处理方法主要区别在于造价和工期悬殊大，采用排水固结法造价低，但工期长，复合地基法造价高，工期短。在选择地基处理方案时，应考虑上部结构、基础和地基的共同作用，进行多种方案的技术比较，选用地基处理或加强上部结构与地基处理相结合的方案[1]。软土地基处理的方案设计应按因地制宜、就地取材、经济实用的原则进行。对软土性质差、地基条件复杂或有特殊要求的地基处理工程，可采用两种或两种以上措施进行综合处理[2]。

1 工程概况

平潭如意路（金井一路—吉钓路）市政道路工程，位于平潭综合实验区金井湾片区内，设计起点为金井一路（桩号K3+887.184），终点为吉钓路（桩号K6+443.014），设计路线总长2555.83m，道路红线宽50m，双向六车道，城市主干路，设计速度50km/h。

2 地质情况

根据地勘报告，该项目拟建道路路段大体包括三种类型：基岩路段、软土路段、正常路段。以软土路段为主，基岩路段及正常路段主要分布在间夹的山地及山前坡地路段。

2.1 基岩路段

主要分布在山地路段，地基土为不同风化程度的基岩，可直接作为路基持力层。此路段的分布段落有：K4+620—K4+720、K5+660—K6+300。

2.2 正常路段

路基土以填土、粉质黏土、细中砂、坡积、残积黏性土为主，部分为强风化岩，总体路基工程性质较好。该路段只需清除表面耕植土，稍作平整后可直接作为路基持力层，但应考虑路基纵横向的不均匀性影响。此路段的分布段落有：K4+160—K4+620、K4+940—K5+080、K5+190—K5+390、K6+300—K6+440。其中K6+300—K6+440 段原为船坞，新近回填，回填厚度大，填土较松散，建议该段宜对上部填土进行密实处理，亦可考虑对上部一定厚度的填土进行换填处理。

2.3 软土路段

基岩路段及正常路段之外的均为软土路段，主要有K3+900—K4+160、K4+720—K4+940、K5+080—K5+190、K5+390—K5+660。主要分布在冲海积平原区及局部沟谷地区，应根据软土厚度以及设计标高，结合回填土的厚度进行综合考虑。上部回填土、中细砂与黏土厚度较大的路段，可考虑对上部硬土层进行密实处理后作为路基持力层；上部硬土层厚度较小且下卧软土厚度不大的可考虑对淤泥层采取换填或抛石挤淤的方式进行处理。对填高超过3m 且上部硬土层厚度不大的软土路段，应进行软弱下卧层验算，综合考虑采用水泥搅拌桩、CFG 桩等方法进行处理。填方路堤坡面应进行必要防护或采用挡土墙等形式支护，下卧软土应根据需要进行软基处理。

3 软土地基处理设计方案

根据福州勘测院提供的地勘报告，该项目在桩号K3+900—K4+160、K4+720—K4+940、K5+080—K5+190、K5+390—K5+660 为软土地基。该项目范围内存在吹填造地、滩涂、盐田等不良地质路段，未经处理不宜直接作为持力层，根据已提供地勘资料，拟建场地表面分布有回填砂和素填土，堆填时间短，其土质松散，易发生填土密实沉降问题；场地下部分布的不良土质主要为淤泥，淤泥具有流塑，层厚较大，承载力差，工程力学性质差的特点。

该工程软基处理方案结合所在区域的材料及平潭已建市政道路工程实例，并借鉴国内外其他道路建设经验及成果，拟定以下方案进行比选，各方案比较详见表1。

表1 常用软基处理方式比较表

通过上述方案比选，并结合项目工期要求（总工期为1年），该工程若采用工期需求较长的塑料排水板＋堆载预压则无法满足该工程进度要求；采用PHC管桩及旋喷桩由于造价高昂，因此也不推荐其作为该工程软土地基处理方法。由于水泥搅拌桩和CFG 桩工期相对较短，水泥搅拌桩相对于CFG 桩造价较低，但水泥土搅拌桩处理深度有限，一般为8～12m，故该工程针对软土层层底埋深一般在12m 以内区段采用水泥土搅拌桩对软土路基进行处理，软土层层底埋深大于12m 区段采用CFG 桩进行处理。

综上所述，该工程软土地基采用以下处理方案：第一，淤泥厚度＜2m，覆盖层厚度＜2m 路段，采用换填处理；第二，淤泥厚度＜2m，覆盖层厚度＞2m，采用强夯进行处理；第三，淤泥厚度2～12m，采用水泥搅拌桩处理；第四，淤泥厚度＞12m，采用CFG 桩处理方案；第五，后期对新近回填的砂、素填土进行强夯处理。

3.1 水泥搅拌桩软基处理

水泥搅拌桩桩径采用0.5m 正三角形布置，桩间距1.3m，处理边界最外侧桩距路基下坡脚距离不小于1.0m[3]。桩顶铺设50cm 厚的碎石垫层，垫层上铺设双层土工格栅。桩顶标高以软基处理纵断面设计图为准，桩底应插入淤泥层下的持力层1.0m。水泥搅拌桩采用浆喷法，水泥搅拌桩28 天桩体无侧限抗压强度应＞1300kPa，90 天桩体无侧限抗压强度应＞1800kPa。单桩承载力≥150kN，复合地基承载力≥120kPa。水泥采用P.O42.5 普通硅酸盐水泥，水泥掺量不＜50kg/m，水泥水灰比为0.45～0.55。

3.2 CFG 桩（水泥粉煤灰碎石桩）软基处理

CFG 桩桩径采用0.5m 正三角形布置，桩间距1.8m，处理边界以最外侧桩距路基下坡脚距离不小于1.0m。桩顶铺设50cm 厚的碎石垫层，垫层上铺设双层土工格栅。桩底应插入淤泥层下的持力层1.0m。CFG 桩身28 天强度要求达到C15，单桩承载力≥230kN，复合地基承载力≥120kPa。CFG 桩采用长螺旋钻中心压灌成桩施工或振动沉管成桩工艺。CFG桩桩顶要布设桩帽，桩帽的材料采用C20 混凝土。

3.3 强夯处理

由于现场表面经当地开发有大量回填，主要以砂回填为主，伴有部分素填土，堆填时间短，较为松散，易发生填土密实沉降问题，厚度在2～6m 之间，且部分路段存在下卧层有厚度＜2m 的淤泥软土等，为达到软基处理效果与节约成本原则及提高下卧层地基土的强度、降低下卧层土的压缩性、改善下卧层土的抗液化条件、提高下卧土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降，采用冲击力强的夯击处理。将现有砂、素填土整平，整平后进行强夯，夯至路床底标高。

该工程强夯处理采用二批方格布置，夯锤选用质量为15t，底面积4.0m2的圆形夯锤，起重机为25t 的履带吊车。点夯两遍（选用夯击能3000kN.m），满夯一遍（选用夯击能1000kN.m）。相邻两遍及点夯与满夯之间间歇时间14d。强夯的有效加固深度为6m。强夯后地基承载力≥120kPa，土基回弹模量≥35MPa。强夯的有效加固深度、夯击能应根据现场试夯确定。夯坑内填料应满足路基透水性填料的要求。

3.4 换填处理

在桩号K4+300—K4+340 存在浅层淤泥，针对浅层淤泥，须将现状淤泥全部挖除，换填开山石（利用挖方）；桩 号K5+180—K5+200、K5+220—K5+400 和K5+520—K5+580 存在素填土及杂填土，须将现状杂填土全部挖除并换填开山石（利用挖方），换填后的地基承载力≥120kPa，土基回弹模量≥35MPa。

4 沉降与稳定监测设计

地基处理是隐蔽工程，施工时必须重视施工质量监测和质量检验方法,只有通过施工全过程的监督管理才能保证质量，及时发现问题并采取措施。该工程线路较长，地质情况变化复杂，为保证道路软土路基施工的安全和路堤稳定性，进行路堤监测。

监测断面的设置选择在软基段内填土高、软土性质差的最软弱位置以及各个代表软基段断面，监测断面位置可根据有关地质资料、现场施工情况以及埋设前的原位测试资料等作适当调整。

路堤填土速率应满足以下要求：填筑时间不应小于地基抗剪强度增长需要的固结时间，以及路堤中心沉降每昼夜≤10～15mm，边桩位移每昼夜≤于5mm[4]。

路面铺筑前必须待沉降稳定后进行，采用双标准控制，即要求推算的工后沉降量符合桥台与路堤相邻处工后沉降≤10cm、涵洞和通道处工后沉降≤20cm、一般路段工后沉降≤30cm 的规定；同时要求连续两个月观测的沉降量每月不超过5mm[5]。

5 桩基检测内容及结果

地基处理是隐蔽工程，软基处理的质量控制应贯穿在施工的全过程，并应坚持全程的施工监理。施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录，并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。

5.1 CFG 桩检测

CFG 桩检测内容主要含有：低应变动力试验（用于判定桩身完整性）；单桩竖向承载力试验（用于判定CFG 桩竖向抗压承载力是否满足设计要求）；复合地基承载力试验（用于判定CFG 桩加固后地基承载力是否满足要求）。

5.2 水泥土搅拌桩检测

水泥搅拌桩桩检测内容主要有单桩竖向承载力试验（用于判定水泥土搅拌桩竖向抗压承载力是否满足设计要求）、复合地基承载力试验（用于判定水泥土搅拌桩加固后地基承载力是否满足要求）、钻芯取样（用于载荷试验检验后对桩身质量有怀疑时，应在成桩28d 后，进行钻取芯样作抗压强度检验）。

5.3 桩基检测结果

根据福建省建筑工程质量检测中心有限公司提供的相关检测报告得出以下结论，水泥搅拌桩和CFG桩的单桩竖向抗压静载试验和复合地基载荷试验均满足设计要求，水泥搅拌桩桩长、桩端持力层性状、桩身水泥土强度均满足设计要求，通过低应变检测桩身完整性的CFG 桩均属于完整桩或基本完整桩，没有影响正常使用的桩。

6 结语

通过介绍平潭如意路（金井一路—吉钓路）的工程概况，分析了其工程地质、工期和工程造价，最终确定采用了换填＋强夯＋水泥搅拌桩＋CFG 桩等多种软基处理组合使用进行施工，阐述了设计方案、监测方案及检测项目等内容，可供以后同类型的地质情况设计参考。