江门大道北线K13+620～K16+200段软基路基施工技术

王 双 喜

(中铁一局集团有限公司，陕西 西安 710054)

1 工程概况

江门大道北线工程BT项目是江门市三纵四横快速路网体系中最重要的一纵，东可连接国道G105线，西接国道G325线，为国道G105和G325的连接线及加密线。设计等级为双向八车道城市快速路；荷载等级为公路—Ⅰ级；行车速度为80 km/h。该工程途经路段为海相平原，沿线河流纵横、鱼塘密布。K13+620～K16+200段地势低平，鱼塘分布密集，且塘底浮泥较厚(0.5 m～3 m)。本段路基工程主要工程数量为路基挖方22.9万m3，填方23.8万m3。

2 施工原则

1)由于本标段为江门大道路基试验段(K15+578～K16+200)，该段路基处于填方软基段，设计有3个～9个月预压期，为江门大道工期控制工程之一，需先行施工。根据征地情况及时完成特殊地段的软基处理和监测工作，原则上利用路基自身土石方调配完成路基填筑。特殊情况下，由于征地拆迁原因部分挖方段与填方段无法同步施工，所以部分路基填筑需借方施工。路基防护工作紧跟路基填筑施工，防止出现雨水冲刷发生坍塌现象。

2)采用机械化施工，考虑地质、拆迁、气候条件，合理配备设备，保证工期与效益。原则上路基施工一段成型一段，并与桥涵工程相配合。

3)基底处理：对浅层淤泥、水、鱼塘排水后，直接采用清淤换填土方案。对深层软土段，针对不同结构层，分别采用预应力管桩、高压旋喷桩、CFG桩等多种处理措施。对于鱼塘段，排水后清除基底浮泥(1 m～3 m)厚，直接回填粗粒土至水塘塘埂，整平压实形成平台后，确保施工机械能够正常施工，再进行软基处理施工。

4)路基填筑按试验—检测程序进行分段、分层施工。施工前先选试验段，进行不同填料的压实工艺试验，确定施工控制参数，以指导和规范大面积路基填筑施工。

3 软基处理技术

由于路线所经区域处于三角洲海陆交互沉积平原，软土层发育，其具有分布广，厚度大、承载力低，高压缩性的特点，其多呈深灰色，饱和，流塑，含少量腐殖质，具有腐臭味，土质不均匀，含粉粒较多，常夹有淤泥质土，淤泥下一般为强风化花岗岩或强风化泥质粉砂岩。淤泥最大层厚11.2 m，最小层厚2.9 m，埋深最大11.8 m，最小5.0 m，最大密度1.76 g/cm3,最小1.41 g/cm3,天然含水量40.2%～88.7%,孔隙比1.117～2.439,饱和度91%～98%,液限45.9%,塑限30.0%,液性指数2.11，塑性指数15.9，比重2.63。根据地质情况，软基加固处理方式采用CFG桩、高压旋喷桩、预应力管桩等方式。

CFG桩处理路段为K14+157～K14+209,K14+239～K14+394,K14+462～K14+882,K14+898～K15+003；高压旋喷桩处理路段为K14+209～K14+239,K14+394～K14+462,K15+982～K16+022；预应力管桩处理段为K15+578～K15+902,K15+985～K16+190。

3.1 CFG桩加固处理质量控制要点

1)合理确定CFG桩工艺参数：钻进和拔管速度，测定在试验段地质条件下的钻进电流值和终钻进指标，测定混凝土灌注的充盈系数。

2)CFG桩采用长螺旋钻孔、桩体采用C15商品混凝土(见图1)。钻孔过程控制钻进速度为1.0 m/min～1.2 m/min，一般电流值为130 A，钻至设计孔深时电流值为165 A～175 A。本段路基CFG桩以桩长为终孔控制标准，电流值校核。

3)桩帽施工时避免对桩体造成损伤，并用水准仪测量标高，保证预留20 cm采用人工清除。挖至设计标高后，用切割机切段桩头，随后进行了桩基检测，检测合格后进行桩帽施工。

4)CFG桩施工结束且混凝土强度达到设计要求后，进行复合地基承载力和单桩承载力检测；检测承载力时，采用静载试验法。同时应对桩身连续性检测，确保CFG桩身质量。

3.2 高压旋喷桩质量控制要点

1)单管高压旋喷桩软基处理，设计喷射压力不小于20 MPa，桩径0.5 m，桩间距1.1 m。单桩承载力不小于440 kN，复合地基承载力不小于220 kPa。桩身水泥土28 d无侧限抗压强度标准fcu不小于2.5 MPa。水泥采用强度等级为42.5级普通水泥，泥浆水灰比为1∶1。

2)施工前进行工艺试验，根据现场情况确定喷嘴直径、提升速度、旋喷速度、喷射压力、排量等旋喷参数。

施工参数：液喷嘴直径2.8 mm(一个)，喷压力不小于20 MPa，注浆管直径42 mm，钻头旋转速度25 r/min，钻头提升速度淤泥质土12 cm/min；其他地层按20 cm/min。

3)施工前确定水泥浆泵输浆量、水泥浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数，进行工艺性成桩试验确定施工工艺。施工机具设备性能及工艺应满足喷浆均匀性、桩的连续性及加固深度要求。

4)搅拌机喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺要求。当水泥浆液到达出浆口后，应喷浆搅拌30 s，在水泥浆与桩端土充分搅拌后，再开始提升搅拌头。

5)相邻两桩施工间隔时间应不小于48 h，间距应不得小于4 m～6 m。

3.3 预应力管桩加固软基质量控制要点

1)预应力管桩为φ300先张法预应力混凝土桩(型号：PHC-AB300-70)，混凝土强度等级为C80。采用静压法施工(见图2)。单桩承载力210 kN，持力层为微风化泥质粉砂岩，桩端全断面进入持力层的深度不小于1.0 m，有效桩长不小于15.0 m。

2)施工前应进行试桩，每500 m长路段试桩根数不少于2根。试桩位置按照路基中心线处1根，最外侧1根，并根据试桩技术成果及参数，指导其余桩基施工，并应对所用管桩本身质量进行检查，重点检查管桩生产日期和蒸养方式、强度等级等参数。

3)预应力管桩施工地段必须加强地表变形监测，施工期间必须每天进行地表变形观测，实测地表变形量，测量精度不大于1 mm，做好详细记录，以备路基沉降分析用。最大压桩力应根据试桩时的确定值执行。

4)桩身垂直度允许偏差不应大于1%；桩位允许偏差不得大于50 mm。管桩打入前应进行地面高程测量，管桩打入到位后应对桩位、桩顶高程进行测量。管桩检验合格后方可进行碎石垫层等结构及上部结构填土施工，并应严格控制填土速率。

3.4 预压施工

1)由于路基软基深度较深，考虑到在满足工后沉降与稳定的前提下，塑料排水板(等载或超载)路段采用3个～9个月预压期。

2)路基填筑高度是影响路基沉降量的主要因素，路基填筑高度越大，地基产生的附加应力也越大，将会使地基产生更多的工后沉降，而填筑体本身由于填筑高度，也将产生较大的工后沉降。

3)堆载预压是在路基填筑完成后，加载预压使土体中的孔隙水沿排水板排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高，加快路基在施工期间的沉降，减小工后沉降的一个措施。从沉降量大于10 mm的断面分析，路基的填高绝大部分为5 m以上，表明由于路基填高产生的附加应力和路基填筑体本身的沉降影响路基的总体沉降。从沉降的时间曲线来看，这部分沉降绝大部分在填筑完成后很快发生，且趋于稳定(见图3)。

4)对每个断面路肩各一个、路堤中点处设一个，沉降板进行沉降稳定变形监测，沉降和稳定监测项目每填筑一层观测一次，如果两次填筑间隔时间较长，每3 d至少观测一次。路堤填筑完成后，堆载预压期间7 d观测一次，直至预压期结束。

5)卸载：预压期大于设计规定时间且路堤中心线地面连续2个月沉降速率小于0.5 cm/月后，方可卸载。

4 路基填筑技术

施工前，按照设计图纸测设出路基横断面，并根据现场情况对路基、路堑边线进行控制，确保断面尺寸满足施工、验收标准要求。施工前重点对填料含水量控制、填料粒径大小及均匀性、碾压工艺参数等数值进行采集，确定满足现场实际的施工方法，为正式路基的填筑提供参考。

1)试验数据应重点对含水率、松铺系数、压实度、碾压遍数、碾压程序等参数进行选取。

2)按施工准备、摊铺平整、含水量控制、碾压、质量检验、边坡整修的工序流程组织施工。

3)施工中控制好填料试验、摊铺厚度、填料含水量、控制碾压、检测、边坡整修各环节，使填层质量满足设计及验标要求。填料采用全幅纵向水平分层方法摊铺，人工配合平地机整平，采用振动压路机碾压。采用静压、强振、弱振、静压组合方法进行压实施工。

4)路基的分层压实厚度是路基压实的主要参数之一，它直接影响路基压实的质量与工效。压实厚度的确定宜根据压实标准、填料性质、压实机械类型等多个因素通过试验填筑确定。

5 结语

江门大道北线工程BT项目5标段软基段路基工程，通过施工中采取了CFG桩、高压旋喷桩、预应力管桩等措施及工艺有效地实现了预期目标，使得工期、质量、安全可控，通车后的路面平顺，达到了设计要求。该套技术措施具有很强的实用性，对于同类工程具有一定的借鉴经验。