软基加固技术在市政道路施工中的应用研究

一、引言

我国地域宽广，地质地形复杂多变，地理条件较为复杂，尤其是沿海地区中存在很多地理条件复杂性多的软土地基，在这类软基地区建设高等级市政道路难度较大，造价较高，需要增强对道路地基的稳固性和安定性采取加固措施，例如近年来得到大力推广应用的以较少的浇筑混合料工程量，低造价、高承载力实施的水泥粉煤灰碎石桩加固软土地基技术成为高等级市政道路比较简易可行的施工技术之一。因此，在这类地区建设市政道路时我们必须加强软质地基的加固，确保市政道路的施工质量。

二、市政道路施工中的软基对工程建设危害性

平常我们所指的市政道路中的软土地基与普通土质地基相比，含水量比较大、高压缩性、承载能力较弱的土基，软土中土壤含水量比较大，淤质泥土多、可塑性强，软质土体对市政道路质量影响较大，柔软的土质不但降低了路基的强度还大大减弱了路基的承载能力。

由于软基土质具有的这类特质，大大增加了施工难度，当载重车直接碾压软基道路时，超重车辆的质量容易破坏路面的正常承载能力，变形的路面产生裂缝甚至凸凹不平，雨季来临时地表面水分沿着裂缝渗入地基下层，地基土层含水量急剧增加，不断破坏路基正常承载能力，大大缩短了市政道路的正常使用寿命。

三、市政道路施工中对软基加固技术的应用方法分类

1、表层软基加固法

地表水含量较多影响地基的坚固性时可以采取这种方法，它主要处理对象是地表水。在填筑路基前，直接在地面开挖排水沟渠把地表面的积水引出排除，再向稍远处挖深坑把排出的积水通过渗透方式降低土壤含水量，开挖的排水沟深度50-100cm，宽度50cm即可，施工完成后还可以直接铺上砂砾、碎石渗水性强的材料，使沟渠作为道路盲沟继续发挥排水作用。

2、换填加固法

对于软土层厚度比较大的土壤，采用人工或挖掘机械把软基土挖出换填入强度较大的砂砾、灰土、碎石块等稳定的粒料，这些强度好的稳定粒料来源简便、价格便宜、抗腐蚀性强，直接就地取材节省施工成本。换填法直接改良了地基土质结构和改变软基承载能力差、含水量大等缺点，还能提高地基的硬度并地基增强承载能力，大大加快了软土基层固结能力和对地下层土体的透水能力，降低了软土基的沉降量。

3、砂垫法

对于软土基中土层厚度小、含水量高的软土地基，可以直接在软土地基表面铺土工布或砂垫层，砂垫层可以直接降低路堤水位，不但能排除上方积水还能把砂垫层作为填土层的排水层，注意选择砂垫层的原材料要求选品质比较高的中粒、粗粒砂砾。

4、强夯法

法国人发明的强夯法是直接使用重达8-30t大铁锤从8-20cm高空中直接落入锤击软土基，直接把地面土体压实，强夯法施工简便，操作方便且成本较低，由于噪声过大、产生的震动大，施工不能近距离居民区作业。强夯法能提高地基强度1-5倍以上，适合应用范围比较广。

5、预压法

预压法又名排水固结法，高等级公路经常采用这种方法，这种方法直接利用了土壤透水的原理，直接在软土地基内安装垂直方向排水体，通过建筑物自身重力借助排水体把土壤中水分逐步排出，施工中必须注意竖向排水管深度、数量设置的均匀性，排水不均匀容易导致土体加速沉降。

四、市政道路软基加固施工工程实例应用

下面以某市政道路软基加固实际施工处理为例，说明软基处理技术在市政道路如何实施这一施工技术。

1、工程概况

广东沿海某市市政道路工程3标，施工地点位于珠三角沿海某市技术开发区，工程规模包括2条道路，包括金环西路（金环路交叉口北侧～中珠渠北路东段）和中珠渠北路东段，该市政道路总长约为2.67km，实际施工长度达到2.7km。施工场地属于技术开发区北围以西段第1期已填筑土地段，整条道路施工沿线原来地质是属于海水冲积而成淤泥沙滩，后来由农民改造挖成鱼塘和种植农业产品，施工实际现场已通过回填土并进行平整，原来填筑的地面至2.1米标高是吹填砂，2.1米标高至3.5米标高为回填土，施工道路沿线平整。经仪器勘探地层以下土体为：回填土，沉积淤泥、粉质粘土及砾砂，砂质粘性土，下伏基岩为燕山期花岗岩风化带。

2、软基处理设计分析

根据勘察报告、设计图纸、地形复测资料，施工项目部综合考虑施工现场实际地质条件、施工工期要求、工程造价、道路周边环境等多种因素，对该道路分别采用水泥搅拌桩复合地基、强夯置换、旋喷桩复合地基和真空联合堆载预压法进行处理。道路软基处理方法如下：金环西路AJK0+044～AJK0+580采用水泥土搅拌桩复合地基处理；中珠渠北路东段ACK0+333.9～ACK0+403.5、ACK 0+634～ACK0+749.4、ACK1+303～ACK1+321.4、ACK1+343.1～ACK1+373.1采用水泥土搅拌桩复合地基处理；中珠渠北路东 段ACK0+749.4～ACK1+303局 部补打设水泥土搅拌桩；中珠渠北路东段ACK0+403.5～ACK0+634采 用 强夯置换法处理（图1）；中珠渠北路东段ACK1+321.4～ACK1+343.1采用旋喷桩复合地基处理；中珠渠北路东段ACK1+363.1～ACK2+520采用真空联合堆载预压地基处理。下面以CFG桩技术为例，简述它的在软土地基中加固应用。

3、CFG桩原理、特点简析

水泥粉煤灰碎石桩（简称CFG桩）是由碎石、水泥、粉煤灰、石屑或砂等混合料加水拌和形成高粘结强度桩，桩与桩间土体等共同组成的复合地基的一种软土地基加固技术。桩身强度为C15-C25之间，CFG桩可在粘性土、砂土、淤泥质土地基的公路软基加固中使用，挤密效果好的土和挤密效果差的土都可以使用这种方法，挤密效果好的土中使用CFG桩时，提高承载力同时还具有挤密、置换作用，采用CFG桩复合地基加固处理技术具有施工速度比较快，施工工期少、工程造价便宜等特点，近年来大量的高层建筑、高等级公路地基都应用到这项施工快捷的技术。

图1 强夯置换法剖面图

4、CFG桩施工过程

（1）施工准备

在施工前中对建设单位提供的勘察报告、地质水文、地下管线情况，结合设计图纸，选择功率适合的施工机械，综合所有资料再确定施工方法。施工前对水泥、粉煤灰、砂进行试验室配合比测试，确定CFG桩原材料的配合比；建设场地由建设单位平整完毕，并清理好施工阻碍物，成桩工艺试验，最终制定CFG桩施工工艺和参数；根据设计图纸桩位布置图，使用仪器测量放线，准确定位每一个桩位点。

（2）桩机就位、钻进

CFG桩钻机进场就位后，对CFG桩钻孔机身的垂直标杆全面进行检查，校正塔杆的位置，保证CFG桩钻杆与桩位中心点垂直吻合，CFG桩垂直度允许值偏差误差不能超过1%。长螺旋钻机成孔过程中，要匀速钻入，避免产生螺旋孔。在钻机实施成孔过程中，专人现场监测，当发现钻杆异常摇动或钻进困难时，此时把进尺放慢，否则很容易使桩孔偏离中心点并产生位移，严重情况可能损坏钻杆、钻具。当钻进至设计桩长预先设置标高时，在动力头下部停止部位对应的钻机塔身处作专门的标记，标记成为判断施工控制孔深的根据。当动力头下部到达标记部位桩长即可符合设计要求。施工过程中还要根据需要和可能考虑到施工工作面的标高误差值，作相应调整，成孔深度误差控制要小于0.1m以内。

（3）投料、提钻

CFG桩成孔到设计图纸标高后，停止钻入，开始泵送水泥、粉煤灰、砂拌制的混合料，当钻杆中心的拌合料充足后慢慢均匀进行提钻，不能先提钻再泵料。成桩的提拔速度要均匀并控制在2～3m/min，CFG桩形成过程中要连续进行泵送混合料作业，要防止因泵送供料慢而导致停机待料。CFG桩形成后，桩顶直接使用湿黏土进行封顶并保护。要注意施工过程中每支桩的投放混合料的量不能少于设计灌注量。混合料搅拌要求按照之前实验配合比进行配料，混合料的计量务必要准确。采用长螺旋钻管内泵压混合料法施工时，混合料的坍落度宜控制在16-20cm，混合料加水量和坍落度根据工程设计图纸要求，通过实施的施工方法并由现场工艺试验确定。

（4）封顶、移机

现场对确认CFG桩达到设计指标后并用湿粘性土封顶，当完成上一支桩后，钻机移动到下一支桩进行施工。施工过程中CFG桩的泥土较多，很容易把将附近的桩位盖住，有时还会在钻机进行支撑过程中，钻机支撑脚直接压在桩位旁边，令原来标记的桩位产生移动。因此在进行下一支桩施工时，还应根据轴线、设计图纸对周围桩的位置，复核下一支桩要施工的桩位，保证钻桩位置准确无误。

五、结语

软基加固技术能较好地提高市政道路的总体质量和延长道路正常使用寿命，施工质量好的市政道路也能为城市经济发展源源不断提供基础保障。软土地基加固技术对市政道路施工质量有重要影响，也是保证整个市政道路安全运行基础。因此，施工单位要组织施工技术力员对软土基构成进行分析，结合施工实际地质条件制定科学的施工方案，确定适宜的软土加固施工技术，对施工中每一个阶段、每一个环节实行严格的管理，充分做好技术交底和对专业人员实施技术培训，增加施工人员质量意识，保证软土基的加固质量并充分发挥软基加固技术最大化的作用。在未来的施工技术发展过程中，花大力气继续拓展软土地基加固技术在市政道路应用领域，进一步提升我国市政道路工程建设质量。