水泥粉煤灰碎石桩加固软土路基

陈 恭

（福建省林业勘察设计院，福建 福州 350001）

1 工程概况

福清市龙江南路 B段道路工程位于福清市龙江街道苍霞村、东南村、霞楼村，起点接龙江南路A段道路工程隧道口，终点与福清市东南大道平交，路线长度为2.335 km，道路等级为城市Ⅱ级主干道，计算行车速度50 km/h，双向六车道，道路两侧设非机动车道及人行道，规划红线宽度50 m，路幅布置为3.5 m（人行道）＋1.5 m（树池）＋7.0 m（辅道）＋1.5 m（路侧绿化带）＋23.0 m（主车道）＋1.5 m（路侧绿化带）＋7.0 m（辅道）＋1.5 m（树池）＋3.5 m（人行道）。该段路基设计平均填土高度4 m。

拟建线路跨越路段冲淤积平原，现地面尚平坦。属滨海冲淤积地貌。沿线河网水系发达，工程区内分布有较多软土地基，由于其压缩性高、含水量大、强度低、透水性差等特点，不能直接在其上填筑路基，必须进行加固处理，增加承载力和路基的稳定性，根据工程地质勘察报告，场地自上而下各岩土层的基本特征分述如下：

1.1 填土（Qml）

灰褐、黄褐等杂色，主要为坡残积土回填，堆填时间不足5 a，未经专门压实处理。稍湿、松散。厚度0.50～1.10 m。

1.2 粉质黏土①（）

黄褐、褐灰色，以粉质黏土为主，不均匀含砂，淤积成因，属软土层顶部硬壳层。稍有光滑、无摇震反应、干强度中等、韧性中等；稍湿～饱和，软塑为主。标贯修正击数N＝8.0（击），厚度0.40～4.00 m。

1.3 粉质黏土②（）

黄褐色，坡积成因，很湿～饱和，可塑～硬塑。标贯修正击数N＝9.0～15.3（击），厚度0.40～4.00 m。

1.4 淤泥（）

深灰色，淤积成因，以淤泥为主，一般均含少量细中砂及贝壳；局部夹薄层砂。饱和、流塑。厚度6.00～10.20 m，含水量63.9%，空隙比1.7，塑性指数28%，压缩系数1.7 MPa－1。

1.5 细中砂（）

灰褐色，以细中砂为主，局部为细砂、中砂，夹淤泥层。饱和、松散，局部稍密～中密。标贯修正击数N＝5.9～16.5（击）。厚度0.90～10.90 m。

1.6 残积砂质黏性土①（Q4el）

黄褐、灰黄色，主要为花岗岩风化土，砾级颗粒含量约20%；局部为辉绿岩风化土。稍有光滑、无摇震反应、干强度低、韧性低；饱和，可塑～硬塑，属可塑状残积土。标贯修正击数 N＝5.7～14.8（击）。厚度1.80～11.30 m。

2 水泥粉煤灰碎石桩处理软基的特点与加固机理

水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩，主要由碎石、石屑、粉煤灰掺适量水泥和水拌和而成，具有良好的和易性，碎石是桩体的粗骨料，石屑是填充碎石空隙、改善骨料级配的次骨架材料，粉煤灰有细骨料和低标号水泥的作用，CFG桩桩体强度形成时间较短，有利于加快施工工期，对缩短沉降时间有利，是近年来新开发的一种地基处理技术。由于桩体自身具有高黏结度，因此成桩效果较好，可以用于深厚软土的地基处理，处理深度可达20～30 m。

CFG桩软基处理方法具有以下优点：①CFG桩同时具有碎石桩对地基的挤密加固和置换作用。②CFG桩所用材料仅需碎石、石屑、粉煤灰和少量水泥，便于就地取材。③受力特性与水泥搅拌桩类似，而且还具有施工简便、快速、工期短及适用性广等特点。④CFG桩采用振动沉管法施工，由于振动和挤密作用使桩间土得到挤密。经加固后地基土的含水量、孔隙比、压缩系数均有所减小，压缩模量有所增加，说明经加固后桩间土已挤密。⑤褥垫层用级配碎石砂垫层（其中 30%中粗砂＋70%碎石），在受荷后提供了桩体向上、下刺入的条件，保证桩间土始终参与工作。褥垫层对于地基的不均匀沉降也有一定的补偿作用。

3 CFG桩的设计

福清市龙江南路B段道路工程采用CFG桩进行软基处理的形式主要为：CFG桩＋0.6 m级配碎石砂褥垫层（中间布设两层玻纤土工格栅），CFG桩在平面上按等边三角形布置，间距为2.0 m，CFG桩的桩身强度为C15混凝土，桩径40 cm，采用振动沉管灌注桩成桩施工工艺。

材料要求：①碎石：粒径为20～50 mm松散密度为1.39 t/m2杂质含量小于5%。②石屑：粒径为2.5～10 mm松散密度为1.47 t/m3杂质含量小于5%。③粉煤灰：选用袋装Ⅱ、Ⅲ级粉煤灰。④水泥：用32.5级普通硅酸盐水泥。

4 CFG桩的施工

4.1 施工准备

（1）施工前按施工平面图放好桩位，并做好记录。

（2）粉煤灰砼桩配合比应以试验室试配报告为准，严格配料，并经监理或有关部门确认，其拌合物的塌落度要求为5～7 cm或8～9 cm，初凝时间不小于5 h，混合料拌和时间不得小于90 s。

（3）粉煤灰砼桩施工前要求先进行试桩，以复核地质资料、检验机具设备、工艺和施工技术参数是否适宜，试桩应进行桩长和桩身质量检测，其结果经监理或有关部门认可后方可作为工程桩的施工依据。

4.2 施工注意事项

（1）桥头过渡段应先施工粉煤灰砼桩，待淤泥塑流稳定后，再进行桥台桩基的施工。

（2）施工时由桥台后逐排向后退打，也可从台后的路基中轴线开始从里向外，从台后往路堤逐排进行施打。严禁从四周向内推进施工。每排桩施工前应校对排桩轴线，无误后方可施工。桩管内灌入砼大于3 m方可开始拔管，拔管前应先振动3～5 s后再开始拔管，并始终保持管内砼高度直至达到该桩砼计算方量。

（3）施工顺序是从路中心向两侧施工，且必须隔桩跳打。（4）CFG桩施工完成后28 d后，方可填筑路基。

4.3 褥垫层铺设

褥垫层用级配碎石砂垫层（其中30%中粗砂＋70%碎石）碎石最大粒径不大于3.0 cm，褥垫层厚度为60 cm，并在其顶面及底面各设置一层土工格栅，土工格栅经纬向抗拉强度为80 kN/m，对应经纬向伸长率≤3%，土工格栅对称于路中线布设，褥垫层虚铺后采用静压压实。

5 质量检测

频率为10%，并采用静力荷载试验检测复合地基承载力，抽检频率为0.5%～1.0%，但不小于3点。

6 结束语

该工程采用CFG桩处理软土地基的处理方法，充分发挥了CFG桩的桩体作用，与褥垫层组成复合地基提高了软基承载力和稳定性，同时，能快速填筑路堤土方，加快后续施工进度，缩短施工工期，对于在淤泥含水量大、空隙比大、高压缩性的软基地段采用，是加快工程进度的一种有效处理方法。由于CFG桩桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载力，经济效益和社会效益非常显著。

CFG桩施工完成28 d后，采用低应变检测桩身质量，抽检