某市政道路工程中軟土地基處理方式分析

陳曉鋒

（福州城建設計研究院有限公司廈門分公司，福建 廈門 361000）

0 引言

近年來，隨著城市道路不斷的建設，遇到的軟土地基也越來越多。常用的軟土地基處理方法歸結起來大致分為三大類：換填法、復合地基法、排水固結法。換填法主要用于淺層處理（＜3m），深層軟基處理一般采用復合地基法和排水固結法，這兩種處理方法主要區別在于造價和工期懸殊大，采用排水固結法造價低，但工期長，復合地基法造價高，工期短。在選擇地基處理方案時，應考慮上部結構、基礎和地基的共同作用，進行多種方案的技術比較，選用地基處理或加強上部結構與地基處理相結合的方案[1]。軟土地基處理的方案設計應按因地制宜、就地取材、經濟實用的原則進行。對軟土性質差、地基條件復雜或有特殊要求的地基處理工程，可采用兩種或兩種以上措施進行綜合處理[2]。

1 工程概況

平潭如意路（金井一路—吉釣路）市政道路工程，位于平潭綜合實驗區金井灣片區內，設計起點為金井一路（樁號K3+887.184），終點為吉釣路（樁號K6+443.014），設計路線總長2555.83m，道路紅線寬50m，雙向六車道，城市主干路，設計速度50km/h。

2 地質情況

根據地勘報告，該項目擬建道路路段大體包括三種類型：基巖路段、軟土路段、正常路段。以軟土路段為主，基巖路段及正常路段主要分布在間夾的山地及山前坡地路段。

2.1 基巖路段

主要分布在山地路段，地基土為不同風化程度的基巖，可直接作為路基持力層。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、粉質黏土、細中砂、坡積、殘積黏性土為主，部分為強風化巖，總體路基工程性質較好。該路段只需清除表面耕植土，稍作平整后可直接作為路基持力層，但應考慮路基縱橫向的不均勻性影響。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 段原為船塢，新近回填，回填厚度大，填土較松散，建議該段宜對上部填土進行密實處理，亦可考慮對上部一定厚度的填土進行換填處理。

2.3 軟土路段

基巖路段及正常路段之外的均為軟土路段，主要有K3+900—K4+160、K4+720—K4+940、K5+080—K5+190、K5+390—K5+660。主要分布在沖海積平原區及局部溝谷地區，應根據軟土厚度以及設計標高，結合回填土的厚度進行綜合考慮。上部回填土、中細砂與黏土厚度較大的路段，可考慮對上部硬土層進行密實處理后作為路基持力層；上部硬土層厚度較小且下臥軟土厚度不大的可考慮對淤泥層采取換填或拋石擠淤的方式進行處理。對填高超過3m 且上部硬土層厚度不大的軟土路段，應進行軟弱下臥層驗算，綜合考慮采用水泥攪拌樁、CFG 樁等方法進行處理。填方路堤坡面應進行必要防護或采用擋土墻等形式支護，下臥軟土應根據需要進行軟基處理。

3 軟土地基處理設計方案

根據福州勘測院提供的地勘報告，該項目在樁號K3+900—K4+160、K4+720—K4+940、K5+080—K5+190、K5+390—K5+660 為軟土地基。該項目范圍內存在吹填造地、灘涂、鹽田等不良地質路段，未經處理不宜直接作為持力層，根據已提供地勘資料，擬建場地表面分布有回填砂和素填土，堆填時間短，其土質松散，易發生填土密實沉降問題；場地下部分布的不良土質主要為淤泥，淤泥具有流塑，層厚較大，承載力差，工程力學性質差的特點。

該工程軟基處理方案結合所在區域的材料及平潭已建市政道路工程實例，并借鑒國內外其他道路建設經驗及成果，擬定以下方案進行比選，各方案比較詳見表1。

表1 常用軟基處理方式比較表

通過上述方案比選，并結合項目工期要求（總工期為1年），該工程若采用工期需求較長的塑料排水板＋堆載預壓則無法滿足該工程進度要求；采用PHC管樁及旋噴樁由于造價高昂，因此也不推薦其作為該工程軟土地基處理方法。由于水泥攪拌樁和CFG 樁工期相對較短，水泥攪拌樁相對于CFG 樁造價較低，但水泥土攪拌樁處理深度有限，一般為8～12m，故該工程針對軟土層層底埋深一般在12m 以內區段采用水泥土攪拌樁對軟土路基進行處理，軟土層層底埋深大于12m 區段采用CFG 樁進行處理。

綜上所述，該工程軟土地基采用以下處理方案：第一，淤泥厚度＜2m，覆蓋層厚度＜2m 路段，采用換填處理；第二，淤泥厚度＜2m，覆蓋層厚度＞2m，采用強夯進行處理；第三，淤泥厚度2～12m，采用水泥攪拌樁處理；第四，淤泥厚度＞12m，采用CFG 樁處理方案；第五，后期對新近回填的砂、素填土進行強夯處理。

3.1 水泥攪拌樁軟基處理

水泥攪拌樁樁徑采用0.5m 正三角形布置，樁間距1.3m，處理邊界最外側樁距路基下坡腳距離不小于1.0m[3]。樁頂鋪設50cm 厚的碎石墊層，墊層上鋪設雙層土工格柵。樁頂標高以軟基處理縱斷面設計圖為準，樁底應插入淤泥層下的持力層1.0m。水泥攪拌樁采用漿噴法，水泥攪拌樁28 天樁體無側限抗壓強度應＞1300kPa，90 天樁體無側限抗壓強度應＞1800kPa。單樁承載力≥150kN，復合地基承載力≥120kPa。水泥采用P.O42.5 普通硅酸鹽水泥，水泥摻量不＜50kg/m，水泥水灰比為0.45～0.55。

3.2 CFG 樁（水泥粉煤灰碎石樁）軟基處理

CFG 樁樁徑采用0.5m 正三角形布置，樁間距1.8m，處理邊界以最外側樁距路基下坡腳距離不小于1.0m。樁頂鋪設50cm 厚的碎石墊層，墊層上鋪設雙層土工格柵。樁底應插入淤泥層下的持力層1.0m。CFG 樁身28 天強度要求達到C15，單樁承載力≥230kN，復合地基承載力≥120kPa。CFG 樁采用長螺旋鉆中心壓灌成樁施工或振動沉管成樁工藝。CFG樁樁頂要布設樁帽，樁帽的材料采用C20 混凝土。

3.3 強夯處理

由于現場表面經當地開發有大量回填，主要以砂回填為主，伴有部分素填土，堆填時間短，較為松散，易發生填土密實沉降問題，厚度在2～6m 之間，且部分路段存在下臥層有厚度＜2m 的淤泥軟土等，為達到軟基處理效果與節約成本原則及提高下臥層地基土的強度、降低下臥層土的壓縮性、改善下臥層土的抗液化條件、提高下臥土層的均勻程度，減少將來可能出現的差異沉降，采用沖擊力強的夯擊處理。將現有砂、素填土整平，整平后進行強夯，夯至路床底標高。

該工程強夯處理采用二批方格布置，夯錘選用質量為15t，底面積4.0m2的圓形夯錘，起重機為25t 的履帶吊車。點夯兩遍（選用夯擊能3000kN.m），滿夯一遍（選用夯擊能1000kN.m）。相鄰兩遍及點夯與滿夯之間間歇時間14d。強夯的有效加固深度為6m。強夯后地基承載力≥120kPa，土基回彈模量≥35MPa。強夯的有效加固深度、夯擊能應根據現場試夯確定。夯坑內填料應滿足路基透水性填料的要求。

3.4 換填處理

在樁號K4+300—K4+340 存在淺層淤泥，針對淺層淤泥，須將現狀淤泥全部挖除，換填開山石（利用挖方）；樁 號K5+180—K5+200、K5+220—K5+400 和K5+520—K5+580 存在素填土及雜填土，須將現狀雜填土全部挖除并換填開山石（利用挖方），換填后的地基承載力≥120kPa，土基回彈模量≥35MPa。

4 沉降與穩定監測設計

地基處理是隱蔽工程，施工時必須重視施工質量監測和質量檢驗方法,只有通過施工全過程的監督管理才能保證質量，及時發現問題并采取措施。該工程線路較長，地質情況變化復雜，為保證道路軟土路基施工的安全和路堤穩定性，進行路堤監測。

監測斷面的設置選擇在軟基段內填土高、軟土性質差的最軟弱位置以及各個代表軟基段斷面，監測斷面位置可根據有關地質資料、現場施工情況以及埋設前的原位測試資料等作適當調整。

路堤填土速率應滿足以下要求：填筑時間不應小于地基抗剪強度增長需要的固結時間，以及路堤中心沉降每晝夜≤10～15mm，邊樁位移每晝夜≤于5mm[4]。

路面鋪筑前必須待沉降穩定后進行，采用雙標準控制，即要求推算的工后沉降量符合橋臺與路堤相鄰處工后沉降≤10cm、涵洞和通道處工后沉降≤20cm、一般路段工后沉降≤30cm 的規定；同時要求連續兩個月觀測的沉降量每月不超過5mm[5]。

5 樁基檢測內容及結果

地基處理是隱蔽工程，軟基處理的質量控制應貫穿在施工的全過程，并應堅持全程的施工監理。施工過程中必須隨時檢查施工記錄和計量記錄，并對照規定的施工工藝對每根樁進行質量評定。

5.1 CFG 樁檢測

CFG 樁檢測內容主要含有：低應變動力試驗（用于判定樁身完整性）；單樁豎向承載力試驗（用于判定CFG 樁豎向抗壓承載力是否滿足設計要求）；復合地基承載力試驗（用于判定CFG 樁加固后地基承載力是否滿足要求）。

5.2 水泥土攪拌樁檢測

水泥攪拌樁樁檢測內容主要有單樁豎向承載力試驗（用于判定水泥土攪拌樁豎向抗壓承載力是否滿足設計要求）、復合地基承載力試驗（用于判定水泥土攪拌樁加固后地基承載力是否滿足要求）、鉆芯取樣（用于載荷試驗檢驗后對樁身質量有懷疑時，應在成樁28d 后，進行鉆取芯樣作抗壓強度檢驗）。

5.3 樁基檢測結果

根據福建省建筑工程質量檢測中心有限公司提供的相關檢測報告得出以下結論，水泥攪拌樁和CFG樁的單樁豎向抗壓靜載試驗和復合地基載荷試驗均滿足設計要求，水泥攪拌樁樁長、樁端持力層性狀、樁身水泥土強度均滿足設計要求，通過低應變檢測樁身完整性的CFG 樁均屬于完整樁或基本完整樁，沒有影響正常使用的樁。

6 結語

通過介紹平潭如意路（金井一路—吉釣路）的工程概況，分析了其工程地質、工期和工程造價，最終確定采用了換填＋強夯＋水泥攪拌樁＋CFG 樁等多種軟基處理組合使用進行施工，闡述了設計方案、監測方案及檢測項目等內容，可供以后同類型的地質情況設計參考。