水泥粉煤灰碎石樁加固軟土路基

陳 恭

（福建省林業(yè)勘察設(shè)計(jì)院，福建 福州 350001）

1 工程概況

福清市龍江南路 B段道路工程位于福清市龍江街道蒼霞村、東南村、霞樓村，起點(diǎn)接龍江南路A段道路工程隧道口，終點(diǎn)與福清市東南大道平交，路線長(zhǎng)度為2.335 km，道路等級(jí)為城市Ⅱ級(jí)主干道，計(jì)算行車速度50 km/h，雙向六車道，道路兩側(cè)設(shè)非機(jī)動(dòng)車道及人行道，規(guī)劃紅線寬度50 m，路幅布置為3.5 m（人行道）＋1.5 m（樹池）＋7.0 m（輔道）＋1.5 m（路側(cè)綠化帶）＋23.0 m（主車道）＋1.5 m（路側(cè)綠化帶）＋7.0 m（輔道）＋1.5 m（樹池）＋3.5 m（人行道）。該段路基設(shè)計(jì)平均填土高度4 m。

擬建線路跨越路段沖淤積平原，現(xiàn)地面尚平坦。屬濱海沖淤積地貌。沿線河網(wǎng)水系發(fā)達(dá)，工程區(qū)內(nèi)分布有較多軟土地基，由于其壓縮性高、含水量大、強(qiáng)度低、透水性差等特點(diǎn)，不能直接在其上填筑路基，必須進(jìn)行加固處理，增加承載力和路基的穩(wěn)定性，根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，場(chǎng)地自上而下各巖土層的基本特征分述如下：

1.1 填土（Qml）

灰褐、黃褐等雜色，主要為坡殘積土回填，堆填時(shí)間不足5 a，未經(jīng)專門壓實(shí)處理。稍濕、松散。厚度0.50～1.10 m。

1.2 粉質(zhì)黏土①（）

黃褐、褐灰色，以粉質(zhì)黏土為主，不均勻含砂，淤積成因，屬軟土層頂部硬殼層。稍有光滑、無(wú)搖震反應(yīng)、干強(qiáng)度中等、韌性中等；稍濕～飽和，軟塑為主。標(biāo)貫修正擊數(shù)N＝8.0（擊），厚度0.40～4.00 m。

1.3 粉質(zhì)黏土②（）

黃褐色，坡積成因，很濕～飽和，可塑～硬塑。標(biāo)貫修正擊數(shù)N＝9.0～15.3（擊），厚度0.40～4.00 m。

1.4 淤泥（）

深灰色，淤積成因，以淤泥為主，一般均含少量細(xì)中砂及貝殼；局部夾薄層砂。飽和、流塑。厚度6.00～10.20 m，含水量63.9%，空隙比1.7，塑性指數(shù)28%，壓縮系數(shù)1.7 MPa－1。

1.5 細(xì)中砂（）

灰褐色，以細(xì)中砂為主，局部為細(xì)砂、中砂，夾淤泥層。飽和、松散，局部稍密～中密。標(biāo)貫修正擊數(shù)N＝5.9～16.5（擊）。厚度0.90～10.90 m。

1.6 殘積砂質(zhì)黏性土①（Q4el）

黃褐、灰黃色，主要為花崗巖風(fēng)化土，礫級(jí)顆粒含量約20%；局部為輝綠巖風(fēng)化土。稍有光滑、無(wú)搖震反應(yīng)、干強(qiáng)度低、韌性低；飽和，可塑～硬塑，屬可塑狀殘積土。標(biāo)貫修正擊數(shù) N＝5.7～14.8（擊）。厚度1.80～11.30 m。

2 水泥粉煤灰碎石樁處理軟基的特點(diǎn)與加固機(jī)理

水泥粉煤灰碎石樁簡(jiǎn)稱CFG樁，主要由碎石、石屑、粉煤灰摻適量水泥和水拌和而成，具有良好的和易性，碎石是樁體的粗骨料，石屑是填充碎石空隙、改善骨料級(jí)配的次骨架材料，粉煤灰有細(xì)骨料和低標(biāo)號(hào)水泥的作用，CFG樁樁體強(qiáng)度形成時(shí)間較短，有利于加快施工工期，對(duì)縮短沉降時(shí)間有利，是近年來(lái)新開發(fā)的一種地基處理技術(shù)。由于樁體自身具有高黏結(jié)度，因此成樁效果較好，可以用于深厚軟土的地基處理，處理深度可達(dá)20～30 m。

CFG樁軟基處理方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：①CFG樁同時(shí)具有碎石樁對(duì)地基的擠密加固和置換作用。②CFG樁所用材料僅需碎石、石屑、粉煤灰和少量水泥，便于就地取材。③受力特性與水泥攪拌樁類似，而且還具有施工簡(jiǎn)便、快速、工期短及適用性廣等特點(diǎn)。④CFG樁采用振動(dòng)沉管法施工，由于振動(dòng)和擠密作用使樁間土得到擠密。經(jīng)加固后地基土的含水量、孔隙比、壓縮系數(shù)均有所減小，壓縮模量有所增加，說(shuō)明經(jīng)加固后樁間土已擠密。⑤褥墊層用級(jí)配碎石砂墊層（其中 30%中粗砂＋70%碎石），在受荷后提供了樁體向上、下刺入的條件，保證樁間土始終參與工作。褥墊層對(duì)于地基的不均勻沉降也有一定的補(bǔ)償作用。

3 CFG樁的設(shè)計(jì)

福清市龍江南路B段道路工程采用CFG樁進(jìn)行軟基處理的形式主要為：CFG樁＋0.6 m級(jí)配碎石砂褥墊層（中間布設(shè)兩層玻纖土工格柵），CFG樁在平面上按等邊三角形布置，間距為2.0 m，CFG樁的樁身強(qiáng)度為C15混凝土，樁徑40 cm，采用振動(dòng)沉管灌注樁成樁施工工藝。

材料要求：①碎石：粒徑為20～50 mm松散密度為1.39 t/m2雜質(zhì)含量小于5%。②石屑：粒徑為2.5～10 mm松散密度為1.47 t/m3雜質(zhì)含量小于5%。③粉煤灰：選用袋裝Ⅱ、Ⅲ級(jí)粉煤灰。④水泥：用32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。

4 CFG樁的施工

4.1 施工準(zhǔn)備

（1）施工前按施工平面圖放好樁位，并做好記錄。

（2）粉煤灰砼樁配合比應(yīng)以試驗(yàn)室試配報(bào)告為準(zhǔn)，嚴(yán)格配料，并經(jīng)監(jiān)理或有關(guān)部門確認(rèn)，其拌合物的塌落度要求為5～7 cm或8～9 cm，初凝時(shí)間不小于5 h，混合料拌和時(shí)間不得小于90 s。

（3）粉煤灰砼樁施工前要求先進(jìn)行試樁，以復(fù)核地質(zhì)資料、檢驗(yàn)機(jī)具設(shè)備、工藝和施工技術(shù)參數(shù)是否適宜，試樁應(yīng)進(jìn)行樁長(zhǎng)和樁身質(zhì)量檢測(cè)，其結(jié)果經(jīng)監(jiān)理或有關(guān)部門認(rèn)可后方可作為工程樁的施工依據(jù)。

4.2 施工注意事項(xiàng)

（1）橋頭過(guò)渡段應(yīng)先施工粉煤灰砼樁，待淤泥塑流穩(wěn)定后，再進(jìn)行橋臺(tái)樁基的施工。

（2）施工時(shí)由橋臺(tái)后逐排向后退打，也可從臺(tái)后的路基中軸線開始從里向外，從臺(tái)后往路堤逐排進(jìn)行施打。嚴(yán)禁從四周向內(nèi)推進(jìn)施工。每排樁施工前應(yīng)校對(duì)排樁軸線，無(wú)誤后方可施工。樁管內(nèi)灌入砼大于3 m方可開始拔管，拔管前應(yīng)先振動(dòng)3～5 s后再開始拔管，并始終保持管內(nèi)砼高度直至達(dá)到該樁砼計(jì)算方量。

（3）施工順序是從路中心向兩側(cè)施工，且必須隔樁跳打。（4）CFG樁施工完成后28 d后，方可填筑路基。

4.3 褥墊層鋪設(shè)

褥墊層用級(jí)配碎石砂墊層（其中30%中粗砂＋70%碎石）碎石最大粒徑不大于3.0 cm，褥墊層厚度為60 cm，并在其頂面及底面各設(shè)置一層土工格柵，土工格柵經(jīng)緯向抗拉強(qiáng)度為80 kN/m，對(duì)應(yīng)經(jīng)緯向伸長(zhǎng)率≤3%，土工格柵對(duì)稱于路中線布設(shè)，褥墊層虛鋪后采用靜壓壓實(shí)。

5 質(zhì)量檢測(cè)

頻率為10%，并采用靜力荷載試驗(yàn)檢測(cè)復(fù)合地基承載力，抽檢頻率為0.5%～1.0%，但不小于3點(diǎn)。

6 結(jié)束語(yǔ)

該工程采用CFG樁處理軟土地基的處理方法，充分發(fā)揮了CFG樁的樁體作用，與褥墊層組成復(fù)合地基提高了軟基承載力和穩(wěn)定性，同時(shí)，能快速填筑路堤土方，加快后續(xù)施工進(jìn)度，縮短施工工期，對(duì)于在淤泥含水量大、空隙比大、高壓縮性的軟基地段采用，是加快工程進(jìn)度的一種有效處理方法。由于CFG樁樁體材料可以摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載力，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益非常顯著。

CFG樁施工完成28 d后，采用低應(yīng)變檢測(cè)樁身質(zhì)量，抽檢