总第２４８期 ２０１１年第５期 交通科技 Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．２４８ ＮＯ．５ Ｏｃｔ．２０１１ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 软土地基处理方法及其工程应用 李滨烽 （中铁第四勘察设计院集团有限公司 武汉４３００６３） 摘要总结了软土路基的常用处理方法，并结合实际工程采用挤密碎石桩＋填土预压＋固结排 水的综合处理方法及粉喷桩处理方法对软土路基进行处理，对路基沉降进行了检测。结果表明， 上述几种方法综合处理软土路基可以有效改善下卧软弱底基层。路面建成后无裂缝产生，运行情 况良好，不仅节约工程造价，而且方便施工。 关键词 公路软土地基处理方法路基沉降 在南方特别是软土地区修建公路，如何预防 及处理好软土路基成为公路建设中至关重要的一 个环节，直接影响到公路建设的质量与建设工期。 钱征［Ｉ］研究了采用强夯法加固软土地基，试验证 明采用此方法对软土地基的加固有一定效果，特 别对细砂地基效果更好。翟步凯［２ 介绍了水泥搅 （１）水泥搅拌桩法是将水泥浆（湿法）或水泥 粉与地基土在原位搅和，使其形成柱状土体，从而 提高地基承载力，减少沉降。适用于淤泥质土和 含水量较高、路基承载力小于１２０ ｋＰａ的粘性土 及粉土等软土路基。 （２）高压喷射注浆法是利用钻机把带有喷头 拌桩在软土路基处理中的应用。韩尚宇 分析了 排水固结法处理软土路基的质量改善措施，并提 出了优选模型。陆明杰［４ 介绍了湿喷桩在处理连 云港软土路基中的应用。赵明华［５］介绍了土工格 室加碎石桩双向增强体复合地基这种新型地基处 理方法，并结合实际工程取得了不错的效果。笔 的注浆管钻到设计深度的土层中，用浆液高压冲 击土体，使土体与浆液搅拌混和，在土中形成一个 固结体。适用于淤泥质土、粘性土、砂土、人工填 土与碎石土等地基。尤其适用于软弱地基的加 固。对于湿陷性黄土以及土中含有较多的大粒径 块石、坚硬粘性土、大量植物根茎或过多有机质 者总结了不同软土路基的处理方法，以南方某公 路建设为工程背景，研究了几种不同软土路基的 处理方法。 １软土路基常用的处理方法 １．１排水固结法 时，应根据现场试验结果确定其适用程度。对地 下水流速较大或涌水工程以及对水泥有严重侵蚀 的地基，应慎用。 （３）灌浆法是通过注入水泥浆液或化学浆 液，使土粒胶结，提高地基承载力，减少沉降，增加 稳定性。适用于处理淤泥质土、粉土和含水量较 高且地基承载力小于１２０ ｋＰａ的粘性土等地基。 当地下水具有侵蚀性或用于处理泥炭土时，宜通 常用的方法有：堆载预压法、真空预压法、降 水预压法、电渗排水法。其原理是通过设置垂直 排水井，改善路基的排水条件并通过加压、抽气、 过试验确定。 （４）水泥土夯实桩是利用人工开挖深孔，将 抽水、电渗等措施，加速地基土的固结，提高路基 的稳定性，使沉降提前完成。适用于处理厚度较 大的饱和土或冲填土路基，对较厚的泥炭层需 谨慎。 １．２胶结法 水泥土灌入孑Ｌ内，再利用夯锤夯实，使其胶结形成 桩体。适用于处于地下水位以上的素填土、淤泥 质土及粉土等。 １．３加筋土法 胶结法通常分为水泥搅拌桩、高压喷射注浆 加筋土法分为：加筋土、土工织物、树根桩、锚 固法。 法、灌浆法与水泥土夯实桩。 收稿日期；２０１１－０４—１０ （１）加筋土是通过带状拉筋与填土之间的摩 擦力来平衡、减小作用于挡土墙的土压力。适用 ６０ 李滨烽：软土地基处理方法及其工程应用 ２０１１年第５期 于人工填土、砂土的构筑物。 （２）土工织物是在软土地基上铺设一层或多 （５）强夯置换是用大吨位重锤从１０ ｍ高空 处落下，在夯孔中倒人置换材料，并夯击振实，形 成直径２ ｍ的碎石桩体和复合地基。强夯前必 须在试验路段中进行试夯，用于指导大面积施工。 适用于饱和软粘土，３～６ ｍ的浅层处理。 层土工织物，利用其强度及韧性提高地基承载力， 减小不均匀沉降，与土体形成复合土工结构。适 用于粘性土、砂土与软土的加固。 （３）树根桩是利用小直径灌注桩（直径７５～ （６）砂桩是用水力冲击器或沉桩机成孑Ｌ，用 ２００ ｍｍ），与土体构成复合地基，从而提高地基承 砂料置换部分软粘土，逐步排除土中水份而固结， 提高地基承载力。适用于软弱粘土，但应慎用。 载力，增强地基稳定性、减少沉降。适用于各种结 构物的加固与稳定土坡、支挡构造物。 （４）锚固法是将受拉杆件锚固在边坡或地基 岩层中，通过锚固力承受结构上的推力，保持结构 稳定。适用于较密实的土层或岩层。对软弱粘土 应通过高压反复灌浆或多段扩体提高锚固段锚固 力。液限大于５Ｏ 的粘性土或相对密度小于０．３ 的松散砂土以及有机质含量较高的土层均不能作 为永久性的锚固地层。 １．４置换法或挤密法 包括振冲置换法、ＣＦＧ桩、钢渣桩、石灰桩、 强夯置换、砂桩、夯坑基础、强夯法、振冲法、碎石 （挤密）桩。 （１）振冲置换法是利用振冲器或沉桩机在粘 土地基中钻孔，在孔内填人碎石等硬质材料，形成 桩体，构成复合地基，提高地基的承载力。适用于 不排水剪切强度２Ｏ ｋＰａ≤Ｃ ≤５０ ｋＰａ的饱和软 粘土和饱和黄土与冲填土。对不排水剪切强度小 于２Ｏ ｋＰａ的地基，需慎重考虑。此方法能使天然 地基承载力提高２Ｏ ～６Ｏ 。 （２）ＣＦＧ桩法是利用打桩机形成直径３ＯＯ～ ４００ ｍｍ的桩管，在管内填入碎石、粉煤灰、水泥 与水按一定比例的配合，形成半刚性桩体复合地 基，提高地基承载力。适用于淤泥质土、饱和及非 饱和的粘性土、粉土。此方法能使天然地基承载 力提高７Ｏ 以上。 （３）钢渣桩是采用孔灌注工艺将废钢渣分批 投入桩孔并振密直至成桩，从而与原地基土形成 复合地基，提高地基承载力。适用于淤泥质土、饱 和及非饱和的粘性土、粉土。 （４）石灰桩是利用打桩过程中沉管对土体的 挤密作用和生石灰的脱水挤密作用使周围土体固 结，桩身与土硬壳层形成变形模量较大的桩体，置 换部分软土，同原地基形成复合地基，提高其承载 力。适用于渗透系数适中的软粘土、膨胀土、杂填 土、湿陷性黄土。不适合地下水位以下的土层。 当渗透系数较小时，脱水加固效果不佳的土层 慎用。 需要较长时间，对不排水剪切强度小于１５ ｋＰａ的 软土，需用袋装砂井桩。 （７）夯坑基础是利用５Ｏ～１００ ｋＮ的夯锤，从 ６ ｍ高处落下，形成基槽夯坑并浇灌混凝土。夯 击使土体夯实，侧壁挤密，提高了地基承载力，减 少了压缩沉降。适用于软粘土、非饱和粘性土、湿 陷性黄土、杂填土。 （８）强夯法是利用８Ｏ～３００ ｋＮ重锤由８～ ２０ ｍ高处落下，在地基土中产生冲击波和动应 力，使地基得以夯实。适用于砂土、碎石土、素填 土、杂填土、湿陷性黄土与低饱和度的粉土与粘 土。对高饱和度的粉土与粘性土，需试验验证后 才能使用，且需设竖向排水通道。采用本方法最 大处理深度可达４０ ｍ。需要考虑周围的环境因 素，因为强夯振动会对周围环境造成不良影响。 （９）振冲法是利用振冲器使饱和无粘性土与 砂质粉土液化，颗粒排列密实。例如在振动过程 中填入砂、石等硬质材料，对土层具有挤密加固作 用。不添加砂、石材料的振冲法，一般适用于０．７５ ｍｍ以上颗粒占土体２Ｏ 以上的砂土。填人砂、 石材料的振冲法适用于颗粒小于０．００５ ｍｍ的粘 性含量小于１０ 的粉土和砂土。 （１Ｏ）碎石（挤密）桩是利用成孔过程中沉管 对土的挤密作用，使土体密实，并分层填人夯窦碎 石，形成碎石桩与地基土复合地基。适用于松散 的非饱和粘性土、湿陷性黄土、杂填土、疏松的砂 性土。饱和软粘土需慎重使用，可处理液化。 ２软土路基处理工程实例 ２．１软土路基处理 某软土路基试验段位于黄海内海冲积淤积 区，地形平坦。该区域多以第四系全新统上段新 近沉积物为主，以及流塑和软塑状淤泥质低液限 粘土（亚粘土），并夹有低液限粉土（亚砂土）、粉细 砂透镜体。为黄海倒灌及海水漫流所形成的沉 积，具有历史性构造特点。根据旧路路基检测结 果及及新建路基软土地基土层分析结果，确定该 ２０１１年第５期 李滨烽：软土地基处理方法及其工程应用 ６１ 软土地基设计原则为：①要改善下卧淤泥质土层 的地基承载力，使复合地基承载力值大于设计要 求值１２０ ｋＰａ；②要保证新建路基残余沉降值不 小于ｌ０ ｃｍ，特殊路段不小于３０ ｃｍ。 （４）铺设土工织物并填筑路基至路床顶设计 标高。 （５）静载预压时间大于１８０ ｄ，保证路基 高度。 根据软土地基特点，最终采用挤密碎石桩＋ 填土预压＋固结排水的综合处理方法。 （１）先在路基两侧设置边沟保证排水畅通。 （２）采用挤密碎石桩处理软土地基部分，处 理至排水沟内侧。 （６）预压期内保证边沟排水，严防海水倒灌。 为保证挤密碎石桩的处理效果，进行了试桩 试验，试验结果见表１、表２。碎石桩参数为：等边 三角形布置、桩径Ｏ．５０ １ＴＩ、间距１．２０ ｍ，桩底控 制至持力层，工作面内桩长用“当归法”内插控制， （３）路基铺设４０ ｃｍ厚碎石垫层。 钻孔 ① 最长桩长不超过１５．０ ｍ。 表１处理前结果 附加力／ｋＰａ １２Ｏ．００ 层号 １ 厚度／ｍ １．１０ 压缩模量／ＭＰａ ４．００ 分层沉降／ｃｍ ３．３０ 分层法总沉降量／ｃｍ ８．５３ ２ ３ ６．７Ｏ １．７０ ２．４７ ６．００ １４０．００ ２５６，００ ３７．９８ ７．２５ １ ５．２７ １２Ｏ．０Ｏ １４０．００ ２．５０ ① ２ ３ ３．２６ ７．９１ ２８．８２ ５．５０ ２５６．００ ② １．５Ｏ ７．５０ 通过试桩施工前后比较可见：碎石桩不仅可 的重要阶段。此阶段必须控制填土速度，保证路 基填土高度，确保预压静载力及沉降效果。可以 允许当地车辆通行进行运营性预压处理，从而加 速路基沉降速率。 以加速地基沉降，还可改善原状土体压缩模量，从 而提高地基稳定性、控制地基的残余沉降。 粉喷桩处理路段采用标准贯入方法对桩问土 及粉喷桩体进行承载力检测。对粉喷桩桩体及附 （３）碎石桩除提高复合地基承载力外，还可 近桩间进行了抽检试验 ］，完成了８７５根粉喷桩 体、９６１根桩间土的标贯试验。 作为排水通道保证固结排水效果 ，因此在碎石 桩施工前期需设置排水沟，保证排水沟与碎石桩 施工垫褥层问的排水顺畅，起到良好的排水固结 效果。 复合地基承载力标准值为１６１ ｋＰａ。 路基填筑高度２．５ ｍ，按２．０ ｍ超载设计，推 算设计荷载为１２０ ｋＰａ，由检测数据结果可见，复 合地基承载力满足设计标准。 （４）埋设分层沉降标４根，通过数据分析，沉 降量大多在２～４三层范围内发生，且施工期沉降 速率较快，随着填土堆载预压时间的增加，沉降量 基本呈线性均值变化，并趋于稳定。 ３结论 该路通车２年来，粉喷桩处理路段路基稳定， 未出现滑坡、塌方，路面平整、无开裂。桥头部位 也没有出现下沉及桥头跳车现象，软基处理效果 令人满意。 ２．２沉降控制方法 （１）软土路基处理施工技术难度大，质量要 路基沉降会影响路基稳定性，不均匀沉降将 直接导致路基不均匀变形甚至开裂破坏，故加速 路基沉降速度与同步性非常重要 ］。 求高，如处理不好，可能发生路基失稳或过量沉陷 等现象。需结合当地工程地质条件、材料要求、工 期要求及环境因素等综合考虑，合理规划设计。 （２）配合使用碎石桩、粉喷桩、固结排水、堆 载预压等措施，可以有效改善下卧软弱底地层。 （３）粉喷桩（干喷法）处理软土路基，路面建 （１）施工期路基沉降速度较快且不均匀，施 工车辆与碎石桩施工的振动原状地基起到了加速 排水固结及沉降速率的作用，可以使路基达到初 步沉降。 （２）预压期是保证路基整体沉降及同步沉降 成后元裂缝产生，不仅节约工程造价，而且方便施 工，具有良好的推广价值。 总第２４８期 交通科技 Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．２４８ ２０１１年第５期 Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．５ Ｏｃｔ．２０１１ ＣＦＧ桩在沿海高速公路软基处理中的应用 王林山 （河北路桥集团第四工程有限公司邢台０５４０００） 摘要针对沿海高速公路软基处理中采用的ＣＦＧ桩复合地基施工技术，分析了ＣＦＧ桩工艺原 理，并重点对ＣＦＧ桩的施工工艺、技术指标、质量控制要点及处治效果检测等进行了阐述。 关键词 ＣＦＧ桩施工工艺 质量控制 效果检测 为了提高沿海、沿湖地区软土地基的承载力， 复合地基共同受力。ＣＦＧ桩复合地基通过褥垫 保证公路得以安全运行，对软土地基的处理成为 层与路基底层连接，无论桩端落在一般土层还是 一项必不可少的工作。河北省沿海高速公路沧州 坚硬土层，均可保证桩问土始终参与工作。由于 岐口至海丰段位于河北省沧州市东部渤海湾，属 桩体的强度及模量比桩间土大，因此在荷载作用 滨海平原，路线穿越区为海相及海陆交互沉积地 下，桩顶应力比桩间土表面应力大，桩可将承受的 貌单元，地势起伏较小，地貌以盐池为主，底层主 荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承 要为粉质粘土、粉细沙、软土、软弱土、粉土、粘土 担的荷载。由于桩的作用使复合地基承载力提 等，呈层状分布，地下水埋深较浅，局部有地表水。 高，变形减小。 该区内局部有软土、软弱土地表出露，埋深１Ｏ～ ２１ ｍ范围内有连续的软土、软弱土。由于基础下 ２设计参数 主要持力层强度小于上部荷载设计值，且场地为 ＣＦＧ桩按照正三角形布置，桩径０．４ ｍ，桩 非湿陷性黄土场地，为此采用了ＣＦＧ桩复合地基 长１３ ｍ、１８ ｍ不等，桩间距１．４～１．８ ｍ，由桥、箱 进行处理，以提高地基承载力。 涵两侧由近及远呈由密到疏渐变。设计要求９０ ｄ １ 工艺原理 单桩承载力特征值不小于２００ ｋＮ，单桩复合地基 承载力不小于１３０、１４０、１５０ ｋＰａ（对应桩间距 ＣＦＧ桩是水泥粉煤灰碎石桩（ｃｅｍｅｎｔ ｆｌｙ—ａｓｈ １．８、１．６、１．４ ｍ）。 ｇｒａｖｅ１）的简称，它由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或 砂加水拌和形成的高粘结强度桩，利用ＣＦＧ桩的 ３施工工艺 粘结性、全长范围内受力、桩周摩阻力、端承力和 ３．１ 配合比设计及原材料准备 桩问土的垂直和水平承载能力、褥垫层一起形成 （１）配合比。施工前按设计要求由试验室进 收稿日期：２０１１－０４－１３ ￣ｌＪ－］．路基工程，２００９（４）：２０４—２０５． 参考文献 ［５］赵明华，张 玲，蒋德松．土工格室＋碎石桩处治软 Ｅ１３钱征，李广武，王文奎．强夯法加固松软地基［Ｊ］． 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