综述某工程软土路基处理

　　摘要：本文主要结合软土路基施工处理案例的设计原则，对软土地基的施工技术进行分析，详细介绍了CFG桩处理软土路基的设计思想和方法，从而推广CFG桩在工程中的应用。

　　关键词：软土路基,设计,复合地基

　　1工程概况

　　工程位于某市政治、经济、文化最发达经济区，它的建设将打通快速公路系统的两大交通动脉，完善了某区路网格局，改善了快速公路网，有效地促进了经济发展。本工程项目所在场地软土和可液化砂土层广泛分布，工程性质较差，上部为厚度大的第四系沉积岩，由上至下总体为填筑土、淤泥质亚黏土或淤泥、粉细砂层、淤泥质亚黏土及砂砾层，其中淤泥和淤泥质亚黏土为典型的软土，含水量 =25.6%～76.2%，孔隙比 =0.740～2.459，容许承载力低，对路基、路面、桥涵及构造物的稳定有破坏作用，必须进行软基处理。

　　2软基处理的设计原则

　　软基处理的主要目的是：路堤不会产生局部和整体剪切破坏，满足强度及稳定性要求;公路使用期不致发生较大的沉降和不均匀沉降，以保证路面结构的完整和车辆高速平稳行驶。结合近几年国内对软土地基的处理经验，要通过软土地基处理技术完全消除工后沉降是不可能实现的，也就是说在施工后修补沉降是不可避免的。因此，软土地基处理应结合当地工程地质条件、经济技术条件和施工工期要求，制定切实可行、经济合理的处理措施，使处理后的工后沉降满足地基处理设计的控制指标。根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》，本工程工后沉降的控制标准为：一般路段30cm内;明涵、箱涵通道20 m;路堤与桥台相接处10 cm。同时，软土路基处理应遵循这样一个原则：不处理或少处理，然后考虑浅层处理，最后选择深层处理。

　　3软基处理方案比选

　　3.1一般软基处理方案比较

　　根据外业勘察和地质报告，对特殊地基进行多方案的处治设计。拟采用的软基处理方案有袋装砂井或塑料排水板堆载预压排水固结和复合地基等。各方案特性、适宜范围见表1。

　　从表1可以看出，复合地基法处理软弱地基效果好，见效快，但造价高，一般用于控制总体工期的路段。预压排水固结法处理软弱地基，效果好，造价低，但需要的施工工期长。由于本项目路基施工不控制总工期，路基有一定的时间进行预压，因此一般路段采用排水固结法，构造物附近路段的深厚层软弱地基以复合地基法主进行地基处理。

　　3.2复合地基方案比较

　　复合地基常用的处理办法有：CFG桩、水泥搅拌桩。水泥搅拌桩由搅拌桩桩体与四周软土组成复合地基，从而提高地基承载力、提高地基强度、增大地基变形模量、减小地基沉降量。由于水泥搅拌桩是与软土形成复合地基，故桩底一般应设置于持力层上，形成支承桩，才能发挥作用，对未能达到持力层上的悬浮桩，工后沉降仍比较大。水泥搅拌桩具有施工经验丰富，造价低的特点，但受目前国内公路行业施工工艺和设备条件的限制，处理深度超过10 m后，桩身强度难以保障，效果差。

　　CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩，其主要是由碎石、石屑、粉煤灰掺和适量的水泥加水搅拌而成的一种粘结强度较高的桩体，与桩间土和褥垫层一起构成复合地基。强度等级控制在C5～C20之间。其加固软弱地基主要有两种作用：1)桩体作用;2)挤密作用。为减小工后沉降，CFG桩一般还辅以袋装砂井作为有效的排水通道，从而使CFG桩+袋装砂井联合处理方法同时具有复合地基和固结排水的作用。CFG桩和袋装砂井可以采用同样的施工机械，只是工艺不一样，因此具有施工便捷的特点。本工程构造物附近软土处理深度在20 m以内时，推荐采用CFG桩+袋装砂井处理方案。

　　4 CFG桩的设计计算

　　4.1 复合地基承载力计算

　　目前，CFG桩复合地基承载力设计一般采用式(1)：

　　其中， 为复合地基承载力特征值，kPa; 为处理后桩间土承载力特征值，kPa，宜按当地经验取值，无经验时，可取天然地基承载力特征值;Ra为单桩竖向承载力特征值，kN;m为面积置换率;Ap为桩的截面积，m2; 为桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取0.75～0.95，天然地基承载力较高时取大值。

　　4.2单桩竖向承载力计算

　　当采用单桩静载荷试验确定单桩极限承载力特征值时，应将单桩竖向承载力极限值除以2作为单桩极限承载力特征值。当无单桩载荷试验资料时，单桩竖向承载力特征值Ra采用式(2)估算：

　　(2)其中，Up为桩的周长，m;n为桩周范围内的土层数;qsi，qp分别为桩周第j层土的侧阻力、桩端阻力特征值，kPa，可参照岩土工程勘察报告;ji为第i层土的厚度，m;Ap。为桩的截面积，m2。

　　4.3稳定沉降计算根据承载力要求，初步确定CFG桩间距为2.0 m，直径50cm;根据理正岩土软件计算桥头工后沉降不大于10 cm，涵洞、通道等构造物处路堤不大于20 cm，不能满足时可调整CFG桩间距。

　　5结语

　　对于软土地基的处理，笔者认识的程度有一定的局限性。结合实际设计粗浅地归纳了软基处理的设计方法。1)软基处理中主要需解决的是沉降问题，要结合实际条件选择好具体方案。2)排水固结法是首选方法，其成本低，施工简单，施工质最比较理想。3)采用CFD桩处理软基桥台对控制工后沉降确保路基稳定是较为可靠的一种方案，中间增设袋装砂井，增加了软土的排水通道，加速软土固结，提高复合地基承载力，减小工后沉降，可以弥补CFG桩施工中的不足，对于工期短、地质条件差的地段作用十分显著。保证施工质量，尤其是深层施工。4)施工期间应加强沉降和稳定动态观测，控制填筑速率。

《综述某工程软土路基处理》

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