陳曉鋒

（福州城建設(shè)計(jì)研究院有限公司廈門(mén)分公司，福建 廈門(mén) 361000）

0 引言

近年來(lái)，隨著城市道路不斷的建設(shè)，遇到的軟土地基也越來(lái)越多。常用的軟土地基處理方法歸結(jié)起來(lái)大致分為三大類：換填法、復(fù)合地基法、排水固結(jié)法。換填法主要用于淺層處理（＜3m），深層軟基處理一般采用復(fù)合地基法和排水固結(jié)法，這兩種處理方法主要區(qū)別在于造價(jià)和工期懸殊大，采用排水固結(jié)法造價(jià)低，但工期長(zhǎng)，復(fù)合地基法造價(jià)高，工期短。在選擇地基處理方案時(shí)，應(yīng)考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基的共同作用，進(jìn)行多種方案的技術(shù)比較，選用地基處理或加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)與地基處理相結(jié)合的方案[1]。軟土地基處理的方案設(shè)計(jì)應(yīng)按因地制宜、就地取材、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則進(jìn)行。對(duì)軟土性質(zhì)差、地基條件復(fù)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(jìn)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(shí)驗(yàn)區(qū)金井灣片區(qū)內(nèi)，設(shè)計(jì)起點(diǎn)為金井一路（樁號(hào)K3+887.184），終點(diǎn)為吉釣路（樁號(hào)K6+443.014），設(shè)計(jì)路線總長(zhǎng)2555.83m，道路紅線寬50m，雙向六車道，城市主干路，設(shè)計(jì)速度50km/h。

2 地質(zhì)情況

根據(jù)地勘報(bào)告，該項(xiàng)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(fēng)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(zhì)黏土、細(xì)中砂、坡積、殘積黏性土為主，部分為強(qiáng)風(fēng)化巖，總體路基工程性質(zhì)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(yīng)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(duì)上部填土進(jìn)行密實(shí)處理，亦可考慮對(duì)上部一定厚度的填土進(jìn)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(qū)及局部溝谷地區(qū)，應(yīng)根據(jù)軟土厚度以及設(shè)計(jì)標(biāo)高，結(jié)合回填土的厚度進(jìn)行綜合考慮。上部回填土、中細(xì)砂與黏土厚度較大的路段，可考慮對(duì)上部硬土層進(jìn)行密實(shí)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(duì)淤泥層采取換填或拋石擠淤的方式進(jìn)行處理。對(duì)填高超過(guò)3m 且上部硬土層厚度不大的軟土路段，應(yīng)進(jìn)行軟弱下臥層驗(yàn)算，綜合考慮采用水泥攪拌樁、CFG 樁等方法進(jìn)行處理。填方路堤坡面應(yīng)進(jìn)行必要防護(hù)或采用擋土墻等形式支護(hù)，下臥軟土應(yīng)根據(jù)需要進(jìn)行軟基處理。

3 軟土地基處理設(shè)計(jì)方案

根據(jù)福州勘測(cè)院提供的地勘報(bào)告，該項(xiàng)目在樁號(hào)K3+900—K4+160、K4+720—K4+940、K5+080—K5+190、K5+390—K5+660 為軟土地基。該項(xiàng)目范圍內(nèi)存在吹填造地、灘涂、鹽田等不良地質(zhì)路段，未經(jīng)處理不宜直接作為持力層，根據(jù)已提供地勘資料，擬建場(chǎng)地表面分布有回填砂和素填土，堆填時(shí)間短，其土質(zhì)松散，易發(fā)生填土密實(shí)沉降問(wèn)題；場(chǎng)地下部分布的不良土質(zhì)主要為淤泥，淤泥具有流塑，層厚較大，承載力差，工程力學(xué)性質(zhì)差的特點(diǎn)。

該工程軟基處理方案結(jié)合所在區(qū)域的材料及平潭已建市政道路工程實(shí)例，并借鑒國(guó)內(nèi)外其他道路建設(shè)經(jīng)驗(yàn)及成果，擬定以下方案進(jìn)行比選，各方案比較詳見(jiàn)表1。

表1 常用軟基處理方式比較表

通過(guò)上述方案比選，并結(jié)合項(xiàng)目工期要求（總工期為1年），該工程若采用工期需求較長(zhǎng)的塑料排水板＋堆載預(yù)壓則無(wú)法滿足該工程進(jìn)度要求；采用PHC管樁及旋噴樁由于造價(jià)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(duì)較短，水泥攪拌樁相對(duì)于CFG 樁造價(jià)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(duì)軟土層層底埋深一般在12m 以內(nèi)區(qū)段采用水泥土攪拌樁對(duì)軟土路基進(jìn)行處理，軟土層層底埋深大于12m 區(qū)段采用CFG 樁進(jìn)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(qiáng)夯進(jìn)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(duì)新近回填的砂、素填土進(jìn)行強(qiáng)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(cè)樁距路基下坡腳距離不小于1.0m[3]。樁頂鋪設(shè)50cm 厚的碎石墊層，墊層上鋪設(shè)雙層土工格柵。樁頂標(biāo)高以軟基處理縱斷面設(shè)計(jì)圖為準(zhǔn)，樁底應(yīng)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(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)＞1300kPa，90 天樁體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)＞1800kPa。單樁承載力≥150kN，復(fù)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(cè)樁距路基下坡腳距離不小于1.0m。樁頂鋪設(shè)50cm 厚的碎石墊層，墊層上鋪設(shè)雙層土工格柵。樁底應(yīng)插入淤泥層下的持力層1.0m。CFG 樁身28 天強(qiáng)度要求達(dá)到C15，單樁承載力≥230kN，復(fù)合地基承載力≥120kPa。CFG 樁采用長(zhǎng)螺旋鉆中心壓灌成樁施工或振動(dòng)沉管成樁工藝。CFG樁樁頂要布設(shè)樁帽，樁帽的材料采用C20 混凝土。

3.3 強(qiáng)夯處理

由于現(xiàn)場(chǎng)表面經(jīng)當(dāng)?shù)亻_(kāi)發(fā)有大量回填，主要以砂回填為主，伴有部分素填土，堆填時(shí)間短，較為松散，易發(fā)生填土密實(shí)沉降問(wèn)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(dá)到軟基處理效果與節(jié)約成本原則及提高下臥層地基土的強(qiáng)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(lái)可能出現(xiàn)的差異沉降，采用沖擊力強(qiáng)的夯擊處理。將現(xiàn)有砂、素填土整平，整平后進(jìn)行強(qiáng)夯，夯至路床底標(biāo)高。

該工程強(qiáng)夯處理采用二批方格布置，夯錘選用質(zhì)量為15t，底面積4.0m2的圓形夯錘，起重機(jī)為25t 的履帶吊車。點(diǎn)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(diǎn)夯與滿夯之間間歇時(shí)間14d。強(qiáng)夯的有效加固深度為6m。強(qiáng)夯后地基承載力≥120kPa，土基回彈模量≥35MPa。強(qiáng)夯的有效加固深度、夯擊能應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試夯確定。夯坑內(nèi)填料應(yīng)滿足路基透水性填料的要求。

3.4 換填處理

在樁號(hào)K4+300—K4+340 存在淺層淤泥，針對(duì)淺層淤泥，須將現(xiàn)狀淤泥全部挖除，換填開(kāi)山石（利用挖方）；樁 號(hào)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(xiàn)狀雜填土全部挖除并換填開(kāi)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(wěn)定監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

地基處理是隱蔽工程，施工時(shí)必須重視施工質(zhì)量監(jiān)測(cè)和質(zhì)量檢驗(yàn)方法,只有通過(guò)施工全過(guò)程的監(jiān)督管理才能保證質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取措施。該工程線路較長(zhǎng)，地質(zhì)情況變化復(fù)雜，為保證道路軟土路基施工的安全和路堤穩(wěn)定性，進(jìn)行路堤監(jiān)測(cè)。

監(jiān)測(cè)斷面的設(shè)置選擇在軟基段內(nèi)填土高、軟土性質(zhì)差的最軟弱位置以及各個(gè)代表軟基段斷面，監(jiān)測(cè)斷面位置可根據(jù)有關(guān)地質(zhì)資料、現(xiàn)場(chǎng)施工情況以及埋設(shè)前的原位測(cè)試資料等作適當(dāng)調(diào)整。

路堤填土速率應(yīng)滿足以下要求：填筑時(shí)間不應(yīng)小于地基抗剪強(qiáng)度增長(zhǎng)需要的固結(jié)時(shí)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(wěn)定后進(jìn)行，采用雙標(biāo)準(zhǔn)控制，即要求推算的工后沉降量符合橋臺(tái)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(guī)定；同時(shí)要求連續(xù)兩個(gè)月觀測(cè)的沉降量每月不超過(guò)5mm[5]。

5 樁基檢測(cè)內(nèi)容及結(jié)果

地基處理是隱蔽工程，軟基處理的質(zhì)量控制應(yīng)貫穿在施工的全過(guò)程，并應(yīng)堅(jiān)持全程的施工監(jiān)理。施工過(guò)程中必須隨時(shí)檢查施工記錄和計(jì)量記錄，并對(duì)照規(guī)定的施工工藝對(duì)每根樁進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定。

5.1 CFG 樁檢測(cè)

CFG 樁檢測(cè)內(nèi)容主要含有：低應(yīng)變動(dòng)力試驗(yàn)（用于判定樁身完整性）；單樁豎向承載力試驗(yàn)（用于判定CFG 樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求）；復(fù)合地基承載力試驗(yàn)（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(cè)

水泥攪拌樁樁檢測(cè)內(nèi)容主要有單樁豎向承載力試驗(yàn)（用于判定水泥土攪拌樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求）、復(fù)合地基承載力試驗(yàn)（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(yàn)檢驗(yàn)后對(duì)樁身質(zhì)量有懷疑時(shí)，應(yīng)在成樁28d 后，進(jìn)行鉆取芯樣作抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)）。

5.3 樁基檢測(cè)結(jié)果

根據(jù)福建省建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司提供的相關(guān)檢測(cè)報(bào)告得出以下結(jié)論，水泥攪拌樁和CFG樁的單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)和復(fù)合地基載荷試驗(yàn)均滿足設(shè)計(jì)要求，水泥攪拌樁樁長(zhǎng)、樁端持力層性狀、樁身水泥土強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求，通過(guò)低應(yīng)變檢測(cè)樁身完整性的CFG 樁均屬于完整樁或基本完整樁，沒(méi)有影響正常使用的樁。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)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(zhì)、工期和工程造價(jià)，最終確定采用了換填＋強(qiáng)夯＋水泥攪拌樁＋CFG 樁等多種軟基處理組合使用進(jìn)行施工，闡述了設(shè)計(jì)方案、監(jiān)測(cè)方案及檢測(cè)項(xiàng)目等內(nèi)容，可供以后同類型的地質(zhì)情況設(shè)計(jì)參考。