CFG桩在市政道路软土路基加固处理中的应用

张月梅

(昆明市政工程设计科学研究院有限公司，云南 昆明 650228)

0 引 言

沿河线路、沿湖线路通常是在河流阶地中修建市政道路的项目，虽有诸多便利，但是河流阶地大多会存在软土，由于其承载能力不足，经常会引起市政道路工程产生各种形式的破坏。因此，越来越多的学者开始研究对市政工程项目的软土地基的处理和加固措施。目前，常用的通过物理化学手段，降低软土的含水率，来增强软土的强度。通过各类掺加剂，提高软土体的承载能力，在软土体内设置排水通道，把水流排出，并通过桩体加固软土，或者是通过对土体的全部换填，将软土更换成为承载能力较高的符合设计要求的土体。

1 市政道路工程中的软土

软土，即在工程中遇见的含水率高、孔隙多、承载能力差的一种土体。

根据市政工程中对软土的定义，在各类岩土体中，当土体的天然含水率较大，一般含水率均大于液限，土体呈现出流塑状。土体的空隙率较大，由于土体之间的含水率较大，土颗粒之间多被自由水充填，导致在土体中形成较多的空隙，从而使得软土体的压缩性较高。同时，由于软土的含水率高、孔隙多，导致在外力作用时，软土体的抗剪能力较差，在其上修市政道路时，软土地基的承载能力有限，会呈现出承载能力不足出现剪切破坏的现象，并且表现出较大的沉降变形引起路面结构开裂破坏。

由于软土的特性，导致在市政工程中成为了危害较大的一类岩土体，尤其是在道路基础工程中，极易导致市政工程结构因为路基结构过大的沉降变形或者其他病害导致市政道路发生破坏，影响市政道路正常的使用和运营。

2 市政道路工程中的软土地基的病害形式

2.1 软土地基的厚度不一致，导致市政道路的沉降变形不同，出现不均匀沉降发生的裂缝

由于软土地基在沉积过程中，由于基岩的倾向和走向的影响，导致软土地层的厚度在不同位置不一致。当在市政道路工程项目的勘察和设计中，如果没有充分的探查和采取针对性的措施，导致在厚度不同的软土地基上修建市政道路时，极易导致在市政道路的运营使用过程中，由于在软土层较厚的位置，软土层的压缩性较大，从而出现较大的沉降量，在软土层较薄的位置，市政道路路面结构沉降量较小，由此导致在不同位置处，市政道路的沉降量不一致，从而使得市政道路路面出现裂缝，并且路面结构的沉降裂缝会随着市政道路的年限逐渐增长，最终表现为影响市政道路的使用寿命。

2.2 软土地基的承载能力不足，车辆荷载作用产生车辙沉陷变形

软土地基由于含水率较大，承载能力不足。在市政道路运营中，由于车辆荷载的作用，会产生车辙。近年来市政道路交通荷载逐年攀升，并且由于城市交通拥挤导致车辆拥堵，车辆荷载长期作用于路面结构某一点，静荷载的长时间作用，导致软土地基上的市政道路路面结构破坏速度加快。此外由于市政道路交通量较大，养护维修时间少，一旦出现破坏，维修工作势必影响交通，因此在软土地基修建市政道路时必须采取措施提高强度。

3 CFG桩加固软土地基的原理及应用

CFG桩是目前在市政道路地基加固处理措施中最为常用的措施，具有适用范围广、承载力提高幅度大、可调性强、桩体的排水作用好、沉降变形控制效果好、发挥作用快等特点。

在CFG桩施工时，首先根据设计的位置进行实地的测量放线：在CFG桩位中心位置用钢筋或者位置标记桩打入土体之中，保证位置偏差不超过允许值2 cm。其次，通过转孔机具，在放样后的桩位位置处进行成孔作业，成孔深度不超过偏差允许值0.1 m。并且保证孔底深入基岩不少于100 cm。最后，将按照设计配合比的混合料充分搅拌后，灌注到孔内。并注意成桩后的桩头保护，避免外物撞击。

在CFG桩施工中，首先通过测量仪器对CFG桩位置进行测量定位，用CFG成孔设备在设计位置进行钻孔作业。若软土地基场地坡度不小于30°，对钻孔设备应采取一定的措施调平，保证钻机定位后钻机能够保证平衡，并保证钻杆垂直度偏差不超过1%，孔位偏差不超过2 cm。钻孔完成后，对成孔质量进行检查，包括孔位、孔深、孔径等。

按照设计材料配合比配置步骤设计配合比，保证拌合后的水泥、粉煤灰、碎石的工作性能、硬化后的强度满足加固效果要求。在CFG桩混合料灌注过程中，避免混合料在灌注管道中凝结，堵塞灌注管道。在灌注过程中还必须采取保证桩体完整的施工措施，混合料的灌注高度不能超过2 m，保证在灌注过程中混合料不产生粗细颗粒分离，混合料凝结后强度才能得到保证。其次采取一定的灌注措施，保证灌注后的桩体不会产生断桩或者缩径，通常是通过计算灌注混合料的速度并在灌注过程中加以控制，保证不产生断桩或者浇筑质量不良。

CFG桩体混合料灌注完成后，立即采取CFG桩头保护措施，避免外界因素碰撞影响桩体的强度增长。并且采取一定的养护措施为桩体的强度增长提供有利条件。

市政道路工程软土路基最大的特点就是软土地层土体含水率高，从而导致软土强度低、承载能力差。CFG桩由于桩身为水泥、粉煤灰、碎石组成，其内部具有良好的水流通道，在上部荷载作用下会将软土中的水分挤出，并通过CFG桩内部的水流通道排到地表排水结构内，从而实现将软土中的水排出，进而提高软土地基的承载能力。并且在软土体中的CFG桩体本身还能够提供对于软土体的加固作用，形成的群桩还能发挥群桩效应。

市政道路软土地基通过CFG桩加固之后，承载能力大幅提高，加固效果很好。但是也存在一定的问题，例如在高CFG桩施工过程中，对施工质量把控不严，导致混合料配合比不合理，桩体不能达到设计目的，在施工中桩体浇筑质量不良，导致桩体断桩、缩径等问题，也会影响CFG桩对软土地基的加固效果。

4 结 论

市政道路工程对经济发展和社会进步具有重要的作用，城市形成自古以来就是依水而居，而江河湖泊沿岸土体含水率过高，存在大量软土，软土的含水率较高、承载能力低、沉降变形大等问题，导致在市政道路工程中路基沉降变形较大，路面结构破坏严重。为提高市政道路工程项目的路基强度，采取CFG桩对软土路基进行加固，可有效提高路基强度和承载能力，进而促进市政道路工程质量的提升。