曾小刚

（南昌市城市规划设计研究总院，南昌 330038）

1 引言

近年来，市政基础建设方兴未艾，其建设规模不断扩大，在各个道路建设中软基问题越来越受到重视。为保证市政道路的施工质量及后期安全平稳地运营，应根据其特点和工程要求， 因地制宜，综合治理。同时，根据工地现场实际情况对设计方案进行动态调整，以减小或消除软土对市政工程带来的不利影响。

2 软基的主要处理方法

城市道路软基具有高压缩性、透水性差、流变性、不均匀性等特点，工程性差，不适合作为路基填筑材料，必须对其进行处理，以改善其工程性质。目前，市政道路软基的处理方法主要有：换填法、强夯法、碎石桩法、压密注浆法、高压旋喷桩法、预压法等。本文就南昌地区应用比较多的几种方法介绍如下。

2.1 换填法

换填法就是将表层不良地基土挖除，然后回填有较好压密特性的土进行压实或夯实，形成良好的持力层。从而改变地基的承载力特性，提高抗变形和稳定能力。换填法大多用于浅层软土的处理，一般小于3m，对于软土层较厚时如果使用换填法就会不经济，并且会产生新的问题（如深基坑、高边坡处理等），同时换填材料应满足路基填料要求。

2.2 强夯法

强夯法适用于处理碎石土、砂土、粉土、黏性土、杂填土和素填土等地基，它不仅能提高地基的强度、降低其压缩性，还能改善其抗振动液化的能力和消除土的湿陷性。强夯法对于饱和度较高的黏性土，一般来说处理效果不显著，尤其是淤泥和淤泥质土地基，处理效果更差【1】。对软土路基进行强夯处理时必须要配合排水，综合排水与强夯才能较好地处理软土路基。强夯处理路基的实施效果与季节和路基排水是否通畅有很大的关联。如果外部条件发生变化，应及时进行设计方案变更处理，以保证软基处理的顺利进行及处理效果。

2.3 振冲碎（卵）石桩法

振冲器的振动使土颗粒重新排列并通过回填料使土体挤密，土体孔隙比减小，土的内摩擦角和干密度加大。加固土体后，桩体与桩间土共同作用，以提高地基承载力，减少沉降。碎石桩的承载力和沉降量很大程度上取决于原地基土对其的侧向约束作用，该约束作用越弱，碎石桩的作用效果越差，因而该方法用于强度很低的软黏土地基时应考虑其适用性。

2.4 压密注浆法

压密注浆是利用较高的压力灌入浓度较大的水泥浆或化学浆液，在较大的压力下渗入土体孔隙，使得土体内形成新的网状骨架结构。从而改善土体的强度和防渗性能，同时也改变了土体物理力学性质，提高了软土地基的承载力。该方法适用于非饱和黏性土和砂黏土。

2.5 高压旋喷桩法

利用高压喷射机械，在地基中通过高压喷射流冲切土体，并与水泥浆原位搅拌混合凝固，从而形成水泥土桩。本工程采用二重管旋喷形成复合地基，提高地基承载力，减少沉降。

3 工程实例

南昌市九龙湖黄岗山路地处南昌市红谷滩新区九龙湖，位于西客站东南侧，大致呈南北走向，南接环湖路，北至龙兴大街，为城市道路次干道。拟建道路里程桩号为K0+000～K0+900，全长约 900m。

3.1 工程地质条件

拟建场地位于南昌市九龙湖生米镇正北方向，根据地貌成因和形态特征，工程沿线主要以岗地工程地质单元为主，地形起伏较大，地形以山地为主，由于周边施工回填等原因，现状地面与原状地面发生了较大变化，勘察期间拟建道路沿线为新近填土堆放处。勘察区地下水类型主要为上层滞水。主要赋存于①素填土层中，整体水量较小，主要接受大气降水的补给，由于填土的性质松散，无连续、统一的水位面，水量贫乏，水位随季节的变化而变化。

场地地质条件根据钻探揭露及勘探深度，地质情况按岩性及工程特性，自上而下依次划分为①素填土、②粉质黏土、③-1 强风化泥质粉砂岩（Exn）、③-2 中风化泥质粉砂岩（Exn）。其中，素填土为红褐色，干燥，松散，主要成分以黏性土及强中风化粉砂岩碎块组成，填土均匀性较好，回填时间约半年；土、石等级为Ⅰ级，土、石类别为松土。黄岗山路揭露厚度为0.50～14.80m；其物理力学特性分别为：承载力容许值fa0=90kPa、黏聚力c=5kPa、内摩擦角φ=8°。因此，原素填土不宜直接作为路基的基础持力层，应进行加固处理。

根据地勘报告，对软基路段（K0+046～K0+342、K0+470～K0+705）采用重锤强夯法处理。

3.2 原路基处理方案及现场实施

根据地勘报告素填土性质及地下水情况，结合施工时间、工程造价等因素；并参考九龙湖片区已成功实施强夯路段的经验，本路段软基采用强夯处理。软基处理路段：黄岗山路为K0+021.7～K0+342、K0+470～K0+705。

强夯具体处理方案如下：

1）强夯锤重不小于150kN， 锤底面形式采用圆形或多边形，锤底面静接地压力值可取25～40kPa。

2）单位夯击能初步选用4 000kN·m；最终夯击能和夯击次数应根据现场试夯确定，以最后2 击的平均夯沉量小于100mm 确定。夯击遍数采用点夯2～3 遍，必要时可适当增加；最后再以低能量满夯2 遍，满夯可采用轻锤或低落距锤多次夯击，锤印相接。

3）夯击点位置采用等边三角形布置，第一遍夯击点间距可取夯锤直径的2.5～3.5 倍， 第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间；以后各遍夯击点间距可适当减少。

4）路基两侧边坡边缘外3m 以内为夯击处理范围，处理后地基承载力不小于120kPa。

施工前期对黄岗山路K0+470～K0+705 段进行强夯处理，经检验满足设计和规范要求。但在进行K0+021.7～K0+342 段施工时，却发现进行点夯作业施工过程中，出现土壤液化、翻浆，并呈有“弹簧土”现象，夯击点达不到收锤条件，检测结果也满足不了路基设计要求。

3.3 部分路段强夯处理失败原因分析

经过现场勘查和分析，参建各方一致认为：

1）黄岗山路（龙兴大街—景德镇街）段原始地形地貌为四周高、中间低的“凹”型构造，堆土后造成路基底层内滞水无法自然降排；

2）道路路基两侧地坪均已回填到位标高高于路基标高，并进行了房地产开发，现状地面处于低洼状态，地表排水不畅；

3）近期南昌雨水较充沛，降水量大，进入路基下卧层后，由于地形地貌原因，排水不畅导致路基下卧层原回填土体处于饱和状态；

4）强夯法仅适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基，对饱和土体处理效果不佳。

基于以上几点，与原地勘报告中描述的素填土中水量贫乏不相符的，路基处理已经不适合继续采用强夯处理，需要对黄岗山路K0+021.7～K0+342 段路基处理方案进行调整。

3.4 处理方案变更

根据工程现场实际情况，初步拟定3 个方案：振冲碎石桩法、高压旋喷桩法、砂石换填法。对以上方案就施工难易程度、施工工期、工程经济性等方面进行综合比较。具体比较如表1所示。

表1 方案比较一览表

通过以上比较，采用振冲碎石桩法。

3.5 地基处理的沉降计算及实践依据

根据方案比选，振冲碎石桩法优势明显，同时对振冲碎石桩法处理路基进行了沉降计算和试验段检测。

3.5.1 路基变形计算

根据规范规定，复合地基设计前，应在代表性的场地上进行现场试验或试验性施工，以确定设计参数和处理效果。目前，地基处理还没有完整的计算理论基础，只有简单的验算方法。

由于素填土土质不均匀，地勘报告难以提供关于变形计算的参数。计算过程中，参数均为参考数据。

根据JTG/T D31-02—2013《公路软土地基路堤设计与施工技术细则》中4.3 计算如下：

（压缩模量Esi=3.5MPa，填土高度hi取8.5m）

ms=0.123γ0.7（θH0.2+VH）+Y=1.89

（其中，γ=19kN/m2，θ=0.95，H=8.5m、V=0.05、Y=0)

S∞=msSc=1.89×254.6=481.2mm

式中，Sc为主固结沉降；S∞为最终沉降；θ 为路基处理类型系数；Δpi为附加应力；Esi为各层土压缩模量；ms为沉降系数；Y为地质因素修正系数；V 为加载速率修正系数；H 为填土高度；γ 为路基填料重度。

路基沉降过大时应进行处理，方能满足CJJ 194—2013《城市道路路基设计规范》6.2.8 条要求。

而采用振冲碎石桩处理后，路基变形计算如下：

式中，Sz为桩长深度内复合地基的沉降；S 为未加固地基（天然地基）的沉降；μs为桩间土应力折减系数；m 为面积置换率；n 为桩土应力比。

3.5.2 路基试验段检测

根据专家意见，路基处理实施前应在代表性的场地上进行现场试验或试验性施工。因此，现场选取20m×20m 试验段进行试打，并出具效果检测报告；表明振冲碎石桩处理后路基可以满足路基设计要求。

4 结语

目前，黄岗山路已经完工并投入使用，根据施工后各项路基弯沉检测及后期沉降监测数据表明，道路路基运营状态良好，满足设计要求。根据该路基处理实例，虽然市政道路软基处理方法多样，但在实际处理当中并不是一成不变的，应根据工地具体情况进行动态调整，才能保证道路软基处理方案的合理性。