CFG樁在市政道路軟土路基加固處理中的應用

張月梅

(昆明市政工程設計科學研究院有限公司，云南 昆明 650228)

0 引 言

沿河線路、沿湖線路通常是在河流階地中修建市政道路的項目，雖有諸多便利，但是河流階地大多會存在軟土，由于其承載能力不足，經常會引起市政道路工程產生各種形式的破壞。因此，越來越多的學者開始研究對市政工程項目的軟土地基的處理和加固措施。目前，常用的通過物理化學手段，降低軟土的含水率，來增強軟土的強度。通過各類摻加劑，提高軟土體的承載能力，在軟土體內設置排水通道，把水流排出，并通過樁體加固軟土，或者是通過對土體的全部換填，將軟土更換成為承載能力較高的符合設計要求的土體。

1 市政道路工程中的軟土

軟土，即在工程中遇見的含水率高、孔隙多、承載能力差的一種土體。

根據市政工程中對軟土的定義，在各類巖土體中，當土體的天然含水率較大，一般含水率均大于液限，土體呈現出流塑狀。土體的空隙率較大，由于土體之間的含水率較大，土顆粒之間多被自由水充填，導致在土體中形成較多的空隙，從而使得軟土體的壓縮性較高。同時，由于軟土的含水率高、孔隙多，導致在外力作用時，軟土體的抗剪能力較差，在其上修市政道路時，軟土地基的承載能力有限，會呈現出承載能力不足出現剪切破壞的現象，并且表現出較大的沉降變形引起路面結構開裂破壞。

由于軟土的特性，導致在市政工程中成為了危害較大的一類巖土體，尤其是在道路基礎工程中，極易導致市政工程結構因為路基結構過大的沉降變形或者其他病害導致市政道路發生破壞，影響市政道路正常的使用和運營。

2 市政道路工程中的軟土地基的病害形式

2.1 軟土地基的厚度不一致，導致市政道路的沉降變形不同，出現不均勻沉降發生的裂縫

由于軟土地基在沉積過程中，由于基巖的傾向和走向的影響，導致軟土地層的厚度在不同位置不一致。當在市政道路工程項目的勘察和設計中，如果沒有充分的探查和采取針對性的措施，導致在厚度不同的軟土地基上修建市政道路時，極易導致在市政道路的運營使用過程中，由于在軟土層較厚的位置，軟土層的壓縮性較大，從而出現較大的沉降量，在軟土層較薄的位置，市政道路路面結構沉降量較小，由此導致在不同位置處，市政道路的沉降量不一致，從而使得市政道路路面出現裂縫，并且路面結構的沉降裂縫會隨著市政道路的年限逐漸增長，最終表現為影響市政道路的使用壽命。

2.2 軟土地基的承載能力不足，車輛荷載作用產生車轍沉陷變形

軟土地基由于含水率較大，承載能力不足。在市政道路運營中，由于車輛荷載的作用，會產生車轍。近年來市政道路交通荷載逐年攀升，并且由于城市交通擁擠導致車輛擁堵，車輛荷載長期作用于路面結構某一點，靜荷載的長時間作用，導致軟土地基上的市政道路路面結構破壞速度加快。此外由于市政道路交通量較大，養護維修時間少，一旦出現破壞，維修工作勢必影響交通，因此在軟土地基修建市政道路時必須采取措施提高強度。

3 CFG樁加固軟土地基的原理及應用

CFG樁是目前在市政道路地基加固處理措施中最為常用的措施，具有適用范圍廣、承載力提高幅度大、可調性強、樁體的排水作用好、沉降變形控制效果好、發揮作用快等特點。

在CFG樁施工時，首先根據設計的位置進行實地的測量放線：在CFG樁位中心位置用鋼筋或者位置標記樁打入土體之中，保證位置偏差不超過允許值2 cm。其次，通過轉孔機具，在放樣后的樁位位置處進行成孔作業，成孔深度不超過偏差允許值0.1 m。并且保證孔底深入基巖不少于100 cm。最后，將按照設計配合比的混合料充分攪拌后，灌注到孔內。并注意成樁后的樁頭保護，避免外物撞擊。

在CFG樁施工中，首先通過測量儀器對CFG樁位置進行測量定位，用CFG成孔設備在設計位置進行鉆孔作業。若軟土地基場地坡度不小于30°，對鉆孔設備應采取一定的措施調平，保證鉆機定位后鉆機能夠保證平衡，并保證鉆桿垂直度偏差不超過1%，孔位偏差不超過2 cm。鉆孔完成后，對成孔質量進行檢查，包括孔位、孔深、孔徑等。

按照設計材料配合比配置步驟設計配合比，保證拌合后的水泥、粉煤灰、碎石的工作性能、硬化后的強度滿足加固效果要求。在CFG樁混合料灌注過程中，避免混合料在灌注管道中凝結，堵塞灌注管道。在灌注過程中還必須采取保證樁體完整的施工措施，混合料的灌注高度不能超過2 m，保證在灌注過程中混合料不產生粗細顆粒分離，混合料凝結后強度才能得到保證。其次采取一定的灌注措施，保證灌注后的樁體不會產生斷樁或者縮徑，通常是通過計算灌注混合料的速度并在灌注過程中加以控制，保證不產生斷樁或者澆筑質量不良。

CFG樁體混合料灌注完成后，立即采取CFG樁頭保護措施，避免外界因素碰撞影響樁體的強度增長。并且采取一定的養護措施為樁體的強度增長提供有利條件。

市政道路工程軟土路基最大的特點就是軟土地層土體含水率高，從而導致軟土強度低、承載能力差。CFG樁由于樁身為水泥、粉煤灰、碎石組成，其內部具有良好的水流通道，在上部荷載作用下會將軟土中的水分擠出，并通過CFG樁內部的水流通道排到地表排水結構內，從而實現將軟土中的水排出，進而提高軟土地基的承載能力。并且在軟土體中的CFG樁體本身還能夠提供對于軟土體的加固作用，形成的群樁還能發揮群樁效應。

市政道路軟土地基通過CFG樁加固之后，承載能力大幅提高，加固效果很好。但是也存在一定的問題，例如在高CFG樁施工過程中，對施工質量把控不嚴，導致混合料配合比不合理，樁體不能達到設計目的，在施工中樁體澆筑質量不良，導致樁體斷樁、縮徑等問題，也會影響CFG樁對軟土地基的加固效果。

4 結 論

市政道路工程對經濟發展和社會進步具有重要的作用，城市形成自古以來就是依水而居，而江河湖泊沿岸土體含水率過高，存在大量軟土，軟土的含水率較高、承載能力低、沉降變形大等問題，導致在市政道路工程中路基沉降變形較大，路面結構破壞嚴重。為提高市政道路工程項目的路基強度，采取CFG樁對軟土路基進行加固，可有效提高路基強度和承載能力，進而促進市政道路工程質量的提升。