文/王璐

1 工程概況

某一級公路改擴建項目位于粵西地區(qū)，毗鄰沿海，軟基分布廣泛，地貌類型為河流三角洲平原，地形十分平坦，屬于一級沖積階地。路面設(shè)計高程以下存在較大厚度的淤泥、淤泥質(zhì)土等軟弱土層，承載力很小。當前工程中多采用開挖換填、塑料排水板、袋裝砂井、強夯碎石樁（墩）、水泥攪拌樁、預應(yīng)力砼管樁（PHC 樁）、水泥粉煤灰碎石樁（CFG 樁）等辦法進行軟土處治。本文將對該項目軟基處治措施進行討論。

2 常用軟基處治方法分析

2.1 開挖換填

軟基開挖換填技術(shù)簡單，從經(jīng)濟角度考慮一般用于淺層軟基處治（軟基厚度不超過3m）中，即挖出淺層軟土，用如砂、礫石、卵石、片石、片碎石等透水性材料或強度較高的砂土來填充。

2.2 塑料排水板

塑料排水板有較輕的質(zhì)量，便于施工，排水穩(wěn)定，地基固結(jié)速率快，能夠加速地基沉降；但不能較大地提高地基承載力，且預壓時間長，工后沉降大，同時由于需要等載或超載預壓，會導致需要大量借方和卸載棄方[1]。

2.3 袋裝砂井

袋裝砂井法處治軟基能使地基固結(jié)速率加快，地基加速沉降；施工工藝和機具簡單，工期短，質(zhì)量易控制，費用低，且能夠通過改進工藝來處理砂土液化。該方法缺點是對地基承載力提高效果不大；預壓時間長，工后沉降大；對于高填土軟土路基，需要結(jié)合真空預壓、土工格柵、反壓護道等措施進行；因等載或超載預壓的需要，會導致借方量和棄方量增加。

2.4 強夯碎石樁（墩）

2.4.1 強夯碎石樁處治軟基的優(yōu)點

地基的承載力顯著提高、孔隙比會降低、且兼顧排水和置換；工期較短；可用強夯法施工，兼顧處理砂土液化問題。

2.4.2 強夯碎石樁處治軟基的缺點

用碎石量大，處理費用中等；樁下部施工質(zhì)量難以控制和檢測，強夯成樁對周圍環(huán)境噪音和建筑物影響較大，施工階段需要采取一定的安全措施；一般廣東地區(qū)公路項目軟土處治中很少采用。

2.5 水泥攪拌樁

水泥攪拌樁在工程中應(yīng)用較多，其優(yōu)點是：加固后地基強度提高較多；總沉降及工后沉降均較?。皇┕すて谳^短；橋涵施工時可以不采用反開挖法施工。該方法缺點是：造價較高；處理深度不宜超過15m，施工質(zhì)量難以控制和檢測；樁體檢測時間長；樁身強度受限[2]。

2.6 預應(yīng)力砼管樁（PHC 樁）

預應(yīng)力砼管樁（PHC 樁）多用于較重大工程當中，其優(yōu)點有：穩(wěn)定性強，有較強貫穿力，本身強度；適用于各種類型的地基處理；便于運輸，施工快捷，工期短，方便檢測；總沉降及工后沉降均較??；橋涵施工時可以不采用反開挖法施工。該方法缺點有：需要專門的大型機械設(shè)備，對運輸條件及施工作業(yè)面要求高；小范圍、小規(guī)模處治會加大成本。

2.7 水泥粉煤灰碎石樁（CFG 樁）

CFG 樁常用于廣東地區(qū)軟土路基處治中，其優(yōu)點有：適應(yīng)范圍廣，在黏性土、粉土、砂性土、雜填土及濕性黃土等工程處治中采用較多；施工速度快、工期短；承載能力強，工后沉降小。該方法缺點有：造價高；質(zhì)量控制困難，受地下水、拔管速度等因素影響，易塌孔；環(huán)境污染、震動噪聲大等。

3 軟土路基處治

本文以粵西某改擴建項目拼寬路基的軟土處治為例。項目現(xiàn)狀為省道，標準是公路等級一級，整體式路基，雙向四車道寬度為24m，改建方案是在原路基兩側(cè)進行拓寬，均拼寬5m，改建后路基寬度為34m，且拓寬成為6 車道。本項目軟土主要為水田、水塘淺層軟土，厚度在2～20m 之間；以淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土及軟塑粉質(zhì)粘土為主，承載力、強度低。本項目現(xiàn)狀路基于2002年施工建設(shè)，軟土原處理方案為：厚度＜3m 路基段落采用開挖換填處理；厚度＞3m 的段落采用袋裝砂井+砂墊層+堆載預壓的處理方案，截至改建為止固結(jié)沉降時間已大于15年，沉降達到穩(wěn)定，已觀測不到路基沉降?，F(xiàn)兩側(cè)加寬路基部分依然以軟土為主，承載能力、地基沉降不能滿足規(guī)范要求。拼寬路基處軟土處治為本項目的重點，在新舊路基拼寬時，應(yīng)保證拼寬路基的沉降滿足要求，避免運營過程中由于沉降造成拼接處開裂，影響道路正常使用。結(jié)合不同的軟基厚度，項目中采用了三種處理方案：

3.1 對于軟基厚度＜3m 路段，挖除軟弱土后，路床設(shè)計高程以下50cm 采用碎石、砂礫等透水性材料換填處治，換填材料必須分層壓實，壓實度不小于93%；地下水位以上50cm 以上采用一般路基土換填處治?；娱_挖深度＞2.5m 的段落，利用工字鋼對邊坡進行處治，以保證原有路基穩(wěn)定。

3.2 對于軟基厚度＞3m 且≤16m 的路段，采用水泥攪拌樁。利用分層總和法計算主固結(jié)Sc 和路基沉降量，同時用沉降系數(shù)m 來對計算結(jié)果進行修正，沉降系數(shù)m 在1.1～1.6 合理取值。原則上壓縮層計算深度控制為計算層底面附加應(yīng)力與有效自重應(yīng)力之比≤0.1。另外，采用等邊三角形的樁布置形式，樁徑d取50cm[3]。水泥攪拌樁設(shè)計要點主要有：

3.2.1 成樁工藝：樁長＞10m 采用漿噴攪拌法，≤10m 采用粉噴攪拌法，“四噴四攪”工藝，如遇含水量過大，可考慮適當增加水泥用量。

3.2.2 水泥滲入比：水泥標號為42.5 級，普通硅酸鹽水泥，其質(zhì)量占比為15%。

3.2.3 水泥漿的水灰比：0.4～0.5。

3.2.4 樁徑d：樁徑d 為50cm。

3.2.5 設(shè)計樁長：樁底應(yīng)進入承載力較好的粉質(zhì)黏土或者中粗砂土層；設(shè)計樁長為區(qū)段平均樁長，在施工現(xiàn)場通過實驗確定樁長，達到設(shè)計樁長即可施工；當樁長＞15m 時，應(yīng)采取相應(yīng)措施保證成樁質(zhì)量。

3.2.6 整平施工現(xiàn)場，把地上和地下障礙物進行全部清除；平整后應(yīng)要適當碾壓，使得現(xiàn)況地面土密實。對于需要進行河道拓寬的路段，要先抽水、清除淤泥并換填。

3.2.7 水泥攪拌樁放樣時按等邊三角形布置，逐樁間距均為1.5m，樁的布置范圍為原路基邊坡坡腳向內(nèi)1m 至拼寬路基邊坡坡腳向外1m。

3.2.8 砂墊層及土工格柵：樁頂設(shè)置0.5m 碎石墊層；在樁頂布設(shè)兩層雙向土工格柵，并滿足如下技術(shù)要求：抗拉強度≥80kN/m，縱向屈服伸長率≤13%，橫向屈服伸長率≤16%。

通過計算得出置換率m 在9%到11%之間，處治后的地基承載力均滿足設(shè)計要求。

3.3 橋梁兩側(cè)一定范圍內(nèi)且淤泥埋深＞16m 的路段，用CFG 樁處治。CFG 樁設(shè)計要點主要有：

3.3.1 樁徑d

樁徑的確定取決于所采用的成樁設(shè)備，根據(jù)本項目實際情況建議采用振動沉管法進行施工，樁徑50cm。

3.3.2 樁距S

一般樁距S＝（3～6）d，并經(jīng)計算確定，本項目樁距采用1.5m。

3.3.3 樁長

CFG 樁的設(shè)計的關(guān)鍵是確定樁長，而路基承載力、變形要求、軟土土質(zhì)和設(shè)備能力是決定樁長的主要因素。路基對承載力和變形要求較高，CFG 樁的樁端要求落于較強持力性能的土層，且設(shè)計中要結(jié)合準確的地勘報告，對每一層土質(zhì)進行分析，確定樁端持力層以及樁長，并根據(jù)規(guī)范計算單樁承載力，樁底應(yīng)落在持力性能較好的粉質(zhì)黏土或者中粗砂層。

3.3.4 樁體及強度

樁身采用標號≥32.5 級的普通硅酸鹽水泥，粉煤灰宜選用袋裝二級、三級以上。另外，選擇粒徑在20～50mm 的碎石，并在碎石之間的空隙中填充石屑。樁體材料推薦重量配比為水泥∶粉煤灰∶石屑∶碎石=1∶1.53∶3.529∶8.855。樁體混合料料應(yīng)均勻拌和，每盤料拌和時間宜≥60s，混合料塌落度控制在30～50mm。設(shè)計樁28 天的立方體抗壓強度≥12MPa；樁底標高以進入樁端持力層為控制標準，其標準為＜1m。

3.3.5 托板及墊層

CFG 樁樁頂設(shè)置C15 混凝土托板。為使各樁體承受的荷載能均勻分布，在各樁托板頂面設(shè)置50cm碎石墊層，托板進入碎石墊層，即托板頂碎石層厚0.2m；碎石墊層采用級配碎石，碎石最大粒徑不宜大于30cm。

3.3.6 布樁型式

等邊三角形布設(shè)。一般情況下，路基外側(cè)應(yīng)設(shè)置護樁，其范圍為路基坡腳線。

3.3.7 逐段試樁

軟基處理劃分區(qū)段，在區(qū)段中要逐段進行試樁，通常以20m 為一個區(qū)段，試樁結(jié)果應(yīng)該隨時對照地勘報告，如有不符應(yīng)對樁長進行動態(tài)調(diào)整。

按照上述CFG 樁設(shè)計后，通過計算得出置換率m在9%～11% 之間，處治后的地基承載力均滿足設(shè)計要求。

4 結(jié)語

綜上所述，粵西沿海地區(qū)公路改擴建中新建路基軟基的處治根據(jù)軟基厚度不同，采用換填、水泥攪拌樁和CFG 樁處治后的復合地基承載力增強，到達了設(shè)計要求，同時也避免了新舊路基由于沉降差異引起路基路面病害。