公路路基加固方法

包括真空预压法、堆载预压法、电渗排水法等几种，此法是在公路施工之前，通过布置垂直排水井，并采取堆载或抽真空、抽水、电渗等方法，改善路基土层的排水条件，来使路基加速固结，提前完成沉降，提高地基土的稳定性。这种方法适用于处理厚度较大和饱和的软土、充填土地基，但须有足够的预压的荷载及时间。

（1）水泥搅拌桩。包括粉体喷射搅拌法和深层搅拌法两种，前者是利用粉喷机，将水泥粉等干粉直接与地基土在原位拌和，后者是利用深层搅拌机，将水泥浆与地基土在原位拌和。最后形成一个个柱状水泥土体，使得路基的整体承载力增强，后期沉降减少。此法适用于淤泥、淤泥质土、含水量较高、地基承载力小的粘性土等软土地基。

（2）高压喷射注浆法。借助钻机将注浆管钻到设计深度的土层，浆液经高压从注浆管喷嘴喷出，高压冲击土体并与其充分混合，最后在土层中形成固结体。高压喷射注浆法适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、砂土、黄土、碎石土及人工填土等地基，尤其适用于软弱地基的加固；但在地下水流速较大或涌水工程以及对水泥侵蚀较严重的地基中慎用。

（3）灌浆法。向软土路基中注入水泥浆液或化学浆液，使土粒胶结，增加路基的稳定性，提高承载力，减少沉降，并防止渗水。适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的粘性土等地基。

 （4）水泥土夯实桩。以人工事先开挖深孔，并将搅拌好的水泥浆倒入孔中，再以夯锤夯实，通过胶结作用形成桩体。对于高于地下水位的素填土、淤泥质土和粉土等较适用。

（1） 加筋土 。通过带状拉筋与填土的摩擦力来平衡，减小作用于挡土墙的土压力。这种方法适用于人工填土、桥台、砂土的路堤、水坝等。

 （2）树根桩。利用就地灌注的小直径灌注桩，与土体构成复合地基，增加地基的稳定性，提高地基整体承载力，减少沉降。适用于各类土，主要用于稳定土坡、支挡结构物。

（3）土工织物。在路堤内铺设土工织物、钢带、尼龙网等作为拉筋，借助其强度、韧性等力学特性，与土体构成各种复合土工结构，使土中应力得以扩散，土体的刚度和抗拉强度都得到大幅提高。适用于砂土、粘性土和软土的加固，也可用作反滤、排水和隔离的材料。

 （4）锚固法。将受拉杆件锚固在边坡土中，使其锚固力，承受由于土压力、水压力或风力所施加在公路路堤边坡的推力，维持路基边坡的稳定性。适用于可靠锚固的土层或岩层；对于液限大于50%的粘性土，有机质含量较高的土层均不可作永久性锚固地层。

 （1）振冲置换法。在软弱粘土地基中利用振冲器或沉桩机进行成孔，并分批将碎石等硬质材料填入孔内制成桩体，与原地基构成复合地基，使得地基整体承载力得到较大提高（可使天然地基承载力提高20%～60%左右）。此法适用于不排水剪切强度为20～50kPa的饱和黄土、饱和软粘土和 冲填土 。

（2）钢渣桩。用振动打桩成孔灌注工艺，分批将废钢渣投入孔内并振密成桩，与原地基构成复合地基，提高地基稳定性，减少沉降。适用于淤泥、淤泥质土、饱和及非饱和的粘性土、粉土。

（3） CFG桩 。利用振动打桩机击沉直径300～400mm的桩管，将碎石、粉煤灰、水泥和水拌和后形成半刚性的桩体，并可通过调整水泥掺量来调节桩体强度，CFG桩与桩间土通过褥垫层一起构成复合地基，提高路基整体承载力，大约可使天然地基承载力提高70%以上。适用于淤泥、淤泥质土、杂填土、粘性土和粉土。

长螺旋管内泵料CFG钻机成桩工艺图

在施工中，当单独使用CFG桩加固软弱地基时，应截桩头设桩帽，以提高桩的荷载分担，增强桩对地基承载力和减小地基沉降所发挥的作用。浇筑桩体时，桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于0.5m。截桩时，不得造成桩顶标高以下桩体断裂和扰动桩间土，只能采用切割或人工剔凿，不得采取动力扰动，如挖机等。
桩帽施工流程： 人工开挖→清除CFG桩设计桩顶以上部分桩间土→截除桩顶设计标高以上桩头(图4)→模板安装→混凝土浇筑

 （4）石灰桩。在打桩机成孔过程中，沉管对周围土体产生一定的挤密作用，并投入新鲜的生石灰，其对周围土体有一定的脱水作用，从而使土体固结。石灰与土体发生一系列的物理、化学反应，桩间土硬壳层与桩身组成变形模量较大的桩体，置换部分软土，构成复合地基，提高地基强度。此法不适合在地下水位以下的渗透系数较大的土层中采用。

适用范围石灰桩法适用于处理饱和黏性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土等地。由于生石灰的吸水膨胀作用，特别适用于新填土和淤泥的加固，生石灰吸水后还可使淤泥产生自重固结。形成强度后的密集的石灰桩身与经加固的桩间土结合为一体，使桩间土欠固结状态消失。用于地下水位以上的土层时，宜增加搀和料的含水量并减少生石灰用量，或采取土层浸水等措施。适用范围石灰桩法适用于处理饱和黏性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土等地。由于生石灰的吸水膨胀作用，特别适用于新填土和淤泥的加固，生石灰吸水后还可使淤泥产生自重固结。形成强度后的密集的石灰桩身与经加固的桩间土结合为一体，使桩间土欠固结状态消失。用于地下水位以上的土层时，宜增加搀和料的含水量并减少生石灰用量，或采取土层浸水等措施。

强夯置换设计

强夯置换墩的深度由土质条件决定，一般深度不宜超过7m。对淤泥、泥炭等黏性软弱土层，置换墩应穿透软土层，着底在较好土层上，以免产生较多下沉。对深厚饱和粉土、粉砂，墩身可不穿透该层，因墩下土在施工中密度变大，强度提高有保证，故可允许不穿透该层。

强夯置换处理范围应大于建筑物基础范围，每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2~2/3，并不宜小于3m。

墩位布置应根据建筑物底面的平面形状确定，宜采用等边三角形或正方形。墩体间距应根据荷载大小、原状土体的承载力、基础型式及夯点布置形式选定，并应注意太小的间距会造成施工对临近已成墩体的挤抬作用。一般情况，当满堂布置时，可取夯锤直径的2~3倍，对独立基础或条形基础可取夯锤的1.5~2.0倍。墩的计算直径可取夯锤直径的1.1~1.2倍。

强夯置换的单击夯击能应根据现场试验确定。初步设计时，可根据地基处理的深度、结构类型、土层情况和桩体材料等因素综合确定。

夯点的夯击次数应通过现场试夯确定。桩体成型夯击应满足下列条件：

• 墩底穿透软弱土层，且达到设计墩长；

• 每次夯沉量以不造成起拔夯锤困难为宜，累计夯沉量为设计墩长的1.5~2.0倍；

• 最后两击的平均夯沉量不大于下列数值：当单击夯击能小于4000kN·m时，为50mm；当单击夯击能为4000~6000kN·m时，为100mm；当单击夯击能大于6000kN·m时，为200mm。

  
  

墩间土应根据土质情况采用满夯或碾压等方法进行加固。满夯夯击遍数和碾压遍数可根据现场试验确定。

墩体材料可采用级配良好的块石、碎石、矿渣、建筑垃圾等坚硬粗颗粒材料，粒径大于300mm的颗粒含量不宜超过全重的30%，因为墩体材料级配不良或块石过多过大，均易在墩中留下大孔，在后续墩施工或建筑物使用过程中使墩间土挤人孔隙，下沉增加。

墩顶应铺设一层厚度不小于500mm的压实垫层，垫层材料可与墩体相同，粒径不宜大于100mm。

强夯置换碎石墩试验方案的确定，应先初步确定强夯参数，进行现场试夯。然后根据土质条件的不同，待试夯结束一至数周后，对试夯场地进行检测，并与夯前测试数据进行对比，检验效果，确定工程施工采用的各项强夯参数。检测项目除进行现场载荷试验检测承载力和变形量外，还应采用超重型或重型 动力触探 等方法，检查置换墩着底情况及承载力与密度随深度的变化。

通过近几年新建公路桥涵道路所采用各种软基处理措施的效果进行分析比较， 并结合在周边地区的软基处理工程经验，考虑综合采用浅层换填垫层、袋装砂井结合堆载预压等地基处理方法，现将各种方法的特点及适应性叙述如下：

1、硬壳层较厚处理特点

软土层埋深大路段，因路基填方高度小，路基总沉降不大（须保证工后沉降小于30cm），主要考虑提高地表（路床或路堤）承载力和减小工后不均匀沉降问题，可采用换填垫层结合多层横向加筋的方法，既可收到较好的效果，又可降低造价，缩短工期。

2、硬壳层薄处理

软土层厚度较大路段，若工期较为宽松，可采用袋装砂井堆载或超载预压处理软基。预压期4-6个月。但从地质纵剖图来看，此路段长度不大，约200-300米，也可采用水泥搅拌桩处理，处理深度控制在15米之内，对总造价影响很小。

3、对构筑物两端等工后沉降要求较高的路段 ，采用水泥搅拌桩处理。复合地基方法可有效消除路基次固结沉降。桩间距按复合地基沉降计算确定，涵洞处为 1.5m 左右，桥台附近为1.2m-1.5m。为使路基与桥台的沉降更好地过渡，往路基方向30m 为桩距渐变段，桩间距按由桥台到路基方向桩间距由1.2m分两段渐变为1.5m 的原则布置，分段间距10m，并在桩顶铺设一层级配碎石垫层，其上再设一层双向拉伸土工格栅加筋，涵洞基础范围内不铺土工格栅。对于管线，涵洞等构造物，基底的设计高程即级配碎石垫层的高程。

总之，软土路基处理过程中要保证施工质量，必须注意工程的科学管理，严把质量监督关， 在质量控制上可以从以下两个方面入手：

一是施工过程中的质量控制 ，即找到能控制施工期间的进尺速度的仪器，动态地监控这些参数，保证材料的均匀而连续，使工程符合设计要求。

二是成桩后的质量检测 ，一旦发现问题马上进行处理，对施工过程中的控制结果及时反馈，确保施工质量满足设计要求。