水泥粉煤灰碎石樁加固軟土路基

陳 恭

（福建省林業勘察設計院，福建 福州 350001）

1 工程概況

福清市龍江南路 B段道路工程位于福清市龍江街道蒼霞村、東南村、霞樓村，起點接龍江南路A段道路工程隧道口，終點與福清市東南大道平交，路線長度為2.335 km，道路等級為城市Ⅱ級主干道，計算行車速度50 km/h，雙向六車道，道路兩側設非機動車道及人行道，規劃紅線寬度50 m，路幅布置為3.5 m（人行道）＋1.5 m（樹池）＋7.0 m（輔道）＋1.5 m（路側綠化帶）＋23.0 m（主車道）＋1.5 m（路側綠化帶）＋7.0 m（輔道）＋1.5 m（樹池）＋3.5 m（人行道）。該段路基設計平均填土高度4 m。

擬建線路跨越路段沖淤積平原，現地面尚平坦。屬濱海沖淤積地貌。沿線河網水系發達，工程區內分布有較多軟土地基，由于其壓縮性高、含水量大、強度低、透水性差等特點，不能直接在其上填筑路基，必須進行加固處理，增加承載力和路基的穩定性，根據工程地質勘察報告，場地自上而下各巖土層的基本特征分述如下：

1.1 填土（Qml）

灰褐、黃褐等雜色，主要為坡殘積土回填，堆填時間不足5 a，未經專門壓實處理。稍濕、松散。厚度0.50～1.10 m。

1.2 粉質黏土①（）

黃褐、褐灰色，以粉質黏土為主，不均勻含砂，淤積成因，屬軟土層頂部硬殼層。稍有光滑、無搖震反應、干強度中等、韌性中等；稍濕～飽和，軟塑為主。標貫修正擊數N＝8.0（擊），厚度0.40～4.00 m。

1.3 粉質黏土②（）

黃褐色，坡積成因，很濕～飽和，可塑～硬塑。標貫修正擊數N＝9.0～15.3（擊），厚度0.40～4.00 m。

1.4 淤泥（）

深灰色，淤積成因，以淤泥為主，一般均含少量細中砂及貝殼；局部夾薄層砂。飽和、流塑。厚度6.00～10.20 m，含水量63.9%，空隙比1.7，塑性指數28%，壓縮系數1.7 MPa－1。

1.5 細中砂（）

灰褐色，以細中砂為主，局部為細砂、中砂，夾淤泥層。飽和、松散，局部稍密～中密。標貫修正擊數N＝5.9～16.5（擊）。厚度0.90～10.90 m。

1.6 殘積砂質黏性土①（Q4el）

黃褐、灰黃色，主要為花崗巖風化土，礫級顆粒含量約20%；局部為輝綠巖風化土。稍有光滑、無搖震反應、干強度低、韌性低；飽和，可塑～硬塑，屬可塑狀殘積土。標貫修正擊數 N＝5.7～14.8（擊）。厚度1.80～11.30 m。

2 水泥粉煤灰碎石樁處理軟基的特點與加固機理

水泥粉煤灰碎石樁簡稱CFG樁，主要由碎石、石屑、粉煤灰摻適量水泥和水拌和而成，具有良好的和易性，碎石是樁體的粗骨料，石屑是填充碎石空隙、改善骨料級配的次骨架材料，粉煤灰有細骨料和低標號水泥的作用，CFG樁樁體強度形成時間較短，有利于加快施工工期，對縮短沉降時間有利，是近年來新開發的一種地基處理技術。由于樁體自身具有高黏結度，因此成樁效果較好，可以用于深厚軟土的地基處理，處理深度可達20～30 m。

CFG樁軟基處理方法具有以下優點：①CFG樁同時具有碎石樁對地基的擠密加固和置換作用。②CFG樁所用材料僅需碎石、石屑、粉煤灰和少量水泥，便于就地取材。③受力特性與水泥攪拌樁類似，而且還具有施工簡便、快速、工期短及適用性廣等特點。④CFG樁采用振動沉管法施工，由于振動和擠密作用使樁間土得到擠密。經加固后地基土的含水量、孔隙比、壓縮系數均有所減小，壓縮模量有所增加，說明經加固后樁間土已擠密。⑤褥墊層用級配碎石砂墊層（其中 30%中粗砂＋70%碎石），在受荷后提供了樁體向上、下刺入的條件，保證樁間土始終參與工作。褥墊層對于地基的不均勻沉降也有一定的補償作用。

3 CFG樁的設計

福清市龍江南路B段道路工程采用CFG樁進行軟基處理的形式主要為：CFG樁＋0.6 m級配碎石砂褥墊層（中間布設兩層玻纖土工格柵），CFG樁在平面上按等邊三角形布置，間距為2.0 m，CFG樁的樁身強度為C15混凝土，樁徑40 cm，采用振動沉管灌注樁成樁施工工藝。

材料要求：①碎石：粒徑為20～50 mm松散密度為1.39 t/m2雜質含量小于5%。②石屑：粒徑為2.5～10 mm松散密度為1.47 t/m3雜質含量小于5%。③粉煤灰：選用袋裝Ⅱ、Ⅲ級粉煤灰。④水泥：用32.5級普通硅酸鹽水泥。

4 CFG樁的施工

4.1 施工準備

（1）施工前按施工平面圖放好樁位，并做好記錄。

（2）粉煤灰砼樁配合比應以試驗室試配報告為準，嚴格配料，并經監理或有關部門確認，其拌合物的塌落度要求為5～7 cm或8～9 cm，初凝時間不小于5 h，混合料拌和時間不得小于90 s。

（3）粉煤灰砼樁施工前要求先進行試樁，以復核地質資料、檢驗機具設備、工藝和施工技術參數是否適宜，試樁應進行樁長和樁身質量檢測，其結果經監理或有關部門認可后方可作為工程樁的施工依據。

4.2 施工注意事項

（1）橋頭過渡段應先施工粉煤灰砼樁，待淤泥塑流穩定后，再進行橋臺樁基的施工。

（2）施工時由橋臺后逐排向后退打，也可從臺后的路基中軸線開始從里向外，從臺后往路堤逐排進行施打。嚴禁從四周向內推進施工。每排樁施工前應校對排樁軸線，無誤后方可施工。樁管內灌入砼大于3 m方可開始拔管，拔管前應先振動3～5 s后再開始拔管，并始終保持管內砼高度直至達到該樁砼計算方量。

（3）施工順序是從路中心向兩側施工，且必須隔樁跳打。（4）CFG樁施工完成后28 d后，方可填筑路基。

4.3 褥墊層鋪設

褥墊層用級配碎石砂墊層（其中30%中粗砂＋70%碎石）碎石最大粒徑不大于3.0 cm，褥墊層厚度為60 cm，并在其頂面及底面各設置一層土工格柵，土工格柵經緯向抗拉強度為80 kN/m，對應經緯向伸長率≤3%，土工格柵對稱于路中線布設，褥墊層虛鋪后采用靜壓壓實。

5 質量檢測

頻率為10%，并采用靜力荷載試驗檢測復合地基承載力，抽檢頻率為0.5%～1.0%，但不小于3點。

6 結束語

該工程采用CFG樁處理軟土地基的處理方法，充分發揮了CFG樁的樁體作用，與褥墊層組成復合地基提高了軟基承載力和穩定性，同時，能快速填筑路堤土方，加快后續施工進度，縮短施工工期，對于在淤泥含水量大、空隙比大、高壓縮性的軟基地段采用，是加快工程進度的一種有效處理方法。由于CFG樁樁體材料可以摻入工業廢料粉煤灰、不配筋以及充分發揮樁間土的承載力，經濟效益和社會效益非常顯著。

CFG樁施工完成28 d后，采用低應變檢測樁身質量，抽檢