幾種軟基處理方法在工程實踐中的應(yīng)用

李丹丹

近幾十年來，大量的公路工程實踐推動了軟土地基處理技術(shù)的迅速發(fā)展，地基處理的方法多樣化，地基處理的新技術(shù)、新理論不斷涌現(xiàn)并日趨完善，地基處理已成為基礎(chǔ)工程領(lǐng)域中一個較有生命力的分枝。各類地基的處理方法，均有各自的特點和作用機理，在不同的土類中產(chǎn)生不同的加固效果。佛山市地處珠三角地區(qū)，軟土分布廣泛，在該地區(qū)興建道路，必須充分解決好軟土地基難題。本文結(jié)合當(dāng)?shù)毓こ虒嵗榻B了幾種常用的軟基處理技術(shù)的應(yīng)用。

1 工程概況

佛山市某一級公路兼城市主干道，長約4.9 km，寬 50 m，設(shè)計車速60 km/h。

路段不良地質(zhì)主要為軟土、新近填筑土、建筑生活垃圾和耕植土。根據(jù)巖土勘察報告的鉆孔揭露，本路線所經(jīng)區(qū)域?qū)僦槿瞧皆?，第四系沖淤積層厚度較大，土層種類較復(fù)雜，以淤泥質(zhì)土、亞黏土、亞砂土、粉細(xì)砂為主;下部第四系沖積層以礫砂、圓礫為主。地面表層主要為填筑土和亞黏土，厚1.75 m～5.7 m，灰黃～土黃色，軟塑～可塑。下層為淤泥、淤泥質(zhì)土，沿線廣泛分布，為場地內(nèi)主要地層，厚0.8 m～22.65 m，深灰色，流塑，含腐殖質(zhì)、有機質(zhì)，夾薄層透鏡狀粉砂，或與粉砂互層狀產(chǎn)出;淤質(zhì)粉砂:層位不穩(wěn)定，橫向上尖滅再現(xiàn)，厚 2.50 m～11.40 m，淺灰色、灰色，松散，飽和。底層為粉砂、細(xì)砂，分布廣泛，層厚1.75 m～14.35 m，灰色、深灰色，松散，稍密，局部中密，飽和，含泥質(zhì)少，級配不良，顆粒較均勻。新近填筑土、建筑生活垃圾和耕植土在舊路兩側(cè)均有分布，土質(zhì)松散，富含腐殖物，飽和，厚0.5 m～1.5 m。

2 軟土地基處理方法

該線路段上的軟土深淺不一、厚度不均，不能采用單一的方法來處理軟基。綜合考慮地質(zhì)情況、不同處理方法的特點、處理效果、工期以及造價，本工程采用了淺層換填、水泥攪拌樁、CFG樁+袋裝砂井和預(yù)應(yīng)力管樁+袋裝砂井這四種軟基處理技術(shù)。

2.1 淺層換填

對于表層3.0 m范圍內(nèi)的軟土層采用清挖、回填路基填料的方法進(jìn)行換填處治。

2.2 水泥攪拌樁

對于厚度大于3.0 m而小于11 m的軟土采用水泥攪拌樁結(jié)合碎石充砂墊層處理。水泥攪拌樁具有成樁速度快，工期短，對環(huán)境污染小，施工進(jìn)度較易控制，技術(shù)成熟，滿足本項目的工期要求。

水泥攪拌樁為噴漿類型，采用“四噴四攪”的施工工藝;水泥攪拌樁樁徑為0.5 m，間距 1.2 m，等邊三角形布置;加固材料水泥采用32.5R硅酸鹽水泥，水泥摻量為55 kg/m樁長;水泥攪拌樁長度根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況而定，樁尖要求穿過淤泥層，進(jìn)入持力層100 cm;根據(jù)地質(zhì)鉆探資料，水泥攪拌樁長度按攪拌樁平面布置圖確定;水泥攪拌樁的28 d無側(cè)限抗壓強度要求不小于1.0 MPa，復(fù)合地基承載力要求不小于120 kPa。

為便于排水固結(jié)，并合理調(diào)整樁土應(yīng)力比，在水泥攪拌樁頂上滿鋪50 cm厚的碎石充砂墊層。

2.3 CFG樁+袋裝砂井

對厚度大于11 m小于19 m的軟土，采用CFG樁+袋裝砂井進(jìn)行處理。CFG樁樁徑為40 cm，正方形布置，樁距為2.0 m;袋裝砂井樁徑為7 cm，正方形布置，樁距為2.0 m;CFG樁與砂井交叉布置。CFG樁和砂井長度根據(jù)地質(zhì)狀況確定，樁尖要求穿過淤泥層，進(jìn)入持力層 100 cm，CFG樁最大樁長為 20 m，袋裝砂井與CFG樁等長;CFG樁樁身采用C15素混凝土，可摻加適量的粉煤灰;袋裝砂井要選用含泥量小于3%的清潔中粗砂，施工時必須采用施工架施工，保證砂的密實度;CFG樁28 d單樁承載力不小于250 kN，復(fù)合地基承載力不小于120 kPa;樁頂設(shè)置50 cm厚的碎石充砂，袋裝砂井樁頭進(jìn)入碎石充砂層25 cm。

CFG樁采用振動沉管灌注成樁，施工前應(yīng)先制定施工方案，減少對周邊環(huán)境的影響。施工時先打袋裝砂井，待砂井完工后再施工CFG樁，注意避開橋臺、管線等現(xiàn)狀構(gòu)筑物;要求從路中心向兩側(cè)施工，施工過程注意設(shè)置臨時排水溝，做好排水工作。

2.4 預(yù)應(yīng)力管樁+袋裝砂井

對厚度大于19 m的軟土，采用預(yù)應(yīng)力管樁+袋裝砂井進(jìn)行處理。管樁樁身采用預(yù)應(yīng)力混凝土A型管樁，樁徑為40 cm，壁厚為9 cm，采用廠家購買的方式。管樁混凝土抗壓強度為C80，單樁承載力不小于600 kN。管樁樁頂設(shè)C25現(xiàn)澆鋼筋混凝土托板，托板尺寸為100 cm×100 cm×30 cm。托板制作前應(yīng)采用三夾板或軟木等填塞管樁樁心，以免樁心漏漿。袋裝砂井樁徑為7 cm，采用聚丙烯編織袋裝清潔的中粗砂，長度與管樁等長，但不超過25 m。管樁和砂井正方形交叉布置，樁距均為2.0 m。

管樁采用錘擊打入法，推薦施工機械為35型筒式柴油錘打樁機，上活塞質(zhì)量為3.5 t，最大沖擊能量103 kN?m。打樁時必須設(shè)置樁頭墊層及上錘墊層:樁頭墊層采用有彈性的麻袋、三夾板或紙板等經(jīng)錘擊壓實制成，壓縮厚度為15 cm;錘墊采用20 mm厚的豎紋硬木;錘擊過程中要經(jīng)常檢查墊層，并及時更換。

管樁施工工藝為:平整場地→施工放樣→樁機就位→插樁→錘打→接樁→送樁→收錘→移位。管樁收錘標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)單樁承載力由PDA打樁分析儀進(jìn)行現(xiàn)場確定。管樁施工前應(yīng)先打袋裝砂井，管樁施工注意避開橋臺、管線等現(xiàn)狀構(gòu)筑物;要求采用從路中心向外側(cè)、橋頭到路基的施工方法，并跳樁施工，以減小擠土效應(yīng)，利于空隙水壓力消散。

樁頂設(shè)置50 cm厚的碎石充砂，袋裝砂井樁頭進(jìn)入碎石充砂層25 cm。施工過程要注意設(shè)置臨時排水溝，做好排水工作。

管樁成樁質(zhì)量驗收按廣東省建委DBJ/T 15-22-98預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程中相關(guān)規(guī)定進(jìn)行驗收，單樁承載力檢測應(yīng)選擇不少于3根樁體作靜載試驗與PDA檢測方式對比試驗，確定兩者對比關(guān)系后其余樁體采用PDA方式檢測，檢測比例為3%。

3 施工注意事項

1)地表沉降觀測采用沉降板，布置在砂墊層上，埋設(shè)在舊路邊緣、人行道邊和坡腳處。沉降觀測設(shè)施間距為150 m;對于小型結(jié)構(gòu)物，設(shè)計反開挖施工，單獨設(shè)置一個沉降板。地面水平位移采用位移邊樁觀測，對稱埋設(shè)在路堤邊坡坡腳處。

2)軟土路段的填土速率需滿足:填筑時間不小于地基抗剪強度增長需要的固結(jié)時間，路堤中心沉降量每晝夜不得大于10 mm～15 mm，邊樁位移量每晝夜不得大于5 mm。

3)軟基路段的路面鋪筑應(yīng)在沉降穩(wěn)定后進(jìn)行。沉降穩(wěn)定是指:推算的工后沉降量小于規(guī)定的容許值，同時連續(xù)2個月觀測的沉降量每月不超過5 mm。

4 結(jié)語

1)不同的軟基加固技術(shù)其處理效果不一樣，在實際工程中，應(yīng)充分考慮工程地質(zhì)情況，結(jié)合軟基加固技術(shù)的特點、效果及工期和造價，采用經(jīng)濟(jì)、合理的處理方法。

2)不同的軟基處理方法可以綜合運用，在CFG樁和預(yù)應(yīng)力管樁中布設(shè)袋裝砂井，增加了排水通道，加速排水固結(jié)，有利于減少工期和改善加固效果。

3)本工程已通車2年多，該路段沉降均勻，行車順暢，路面無明顯的結(jié)構(gòu)性破損現(xiàn)象。

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