CFG桩与碎石桩的比选设计

DOI:10.16799/j.cnki.csdqyfh.2019.05.020

城市道桥与防洪道路交通73CFG桩与碎石桩的比选设计

王汉伟2龙凯1，

山东济宁272000；天津市300074）（1.山东省济宁市公路管理局直属分局，2.中国市政工程华北设计研究总院有限公司，摘

并结合要：以海南省文昌市文东路二期B标段工程为例，按照现行设计规范提供的不良路基处理方法及相关计算公式，

对CFG桩与碎石桩两种针对较厚软土层的路基处理方案进行了比较分析。CFG桩处理效果优于碎石桩；工程投资，CFG桩单路基压实度及弯沉值均达到规范设计要求，使用效果良好。价较高，但对于较厚的软基，经济效果更优。该工程经处理后，关键词：不良路基；CFG桩；碎石桩中图分类号：U416.1

文献标志码：B

文章编号：1009-7716（2019）05-0073-03

1概述

文昌市文东路二期B标段位于文城镇以东5km

处的红旗溪与文昌河汇合口处，道路南起现状主干路滨弯路，北至现已基本建成的文城污水处理厂大门，道路呈近南北走向。该道路实际工程长度约为210m，宽8m。

根据建设单位提供的《文昌市文东路二期B

》，该项目道路标段工程地质勘察报告（详细勘察）

场地②层为淤泥质黏土，平均层厚10.28m。厚度

不大，工程性质差，承载力特征值建议为60kPa，

可直接作为拟建道路基础持力层，因此必须对其进行处理。

构破坏，强度迅速降低或很快变成稀释状态。软土的这一性质称触变性。所以软土地基受振动荷载后，易产生侧向滑动、沉降及其底面两侧挤出等现象。

（4）流变性。指在一定的荷载持续作用下，土的

使其长期强度远小于瞬变形随时间而增长的特性，

时强度。这对边坡稳定性很不利。

（5）不均匀性。软土层中因夹粉细砂透镜体，在平面及垂直方向上呈明显差异性，易产生地基的不均匀沉降。

3不良路基处理原则及方案选择

3.1不良路基处理原则

路堤高度、路堤（1）应根据软土厚度和性质、

施工机具、材料环境等稳定与工后沉降控制标准、

依据先简后条件及工期要求，进行技术经济比较，

繁、就地取材的原则，综合分析并确定软土地基加固处理方案。

（2）对软土性质差、地基条件复杂或工期紧、

宜采用综合处填料缺乏或有特殊要求的软土地基，

理措施。

3.2不良路基处理方案选择

（1）对软土层厚度小于3m、埋深较浅的软土

抛地基，宜采用无机结合料浅层拌和、挖除换填、

石挤淤等浅层地基处理措施。

（2）软土层较厚、路基填土高度超过地基极限

粒料桩、加固土填土高度时，应采用排水固结法、

桩、刚性桩等深层地基处理措施。

2软土路基的危害及特征

（1）高压缩性。软土由于孔隙比大于1，含水量

腐植质和可大，容重较小，且土中含大量微生物、

燃气体，故压缩性高，且长期不易达到稳定。在其

压缩性愈高。他相同条件下，软土的塑限值愈大，

（2）抗剪强度低、透水性低。软土的透水性能很低，垂直层面几乎是不透水的，对排水固结不利，反映在路基沉降延续时间长。同时在加荷初

影响地基的强度。期，常出现较高的孔隙水压力，

当原状土（3）软土是絮凝状的结构性沉积物，

但一经扰动，结未受破坏时常具一定的结构强度，

收稿日期：2018-12-17

（1988—）从事公路管理工作。作者简介：龙凯，男，硕士，工程师，

74道路交通

城市道桥与防洪

2019年5月第5期

4工程实例设计与计算

根据建设单位提供的地勘勘察资料最新成果《文昌市文东路二期B标段工程地质勘察报告（详细勘察）》，全线淤泥质软土层的厚度较大，平均层厚10.28m。厚度大，工程性质差，承载力特征值建议为60kPa。

排水固结法主要用于解决地基的沉降和稳定问题，但由于其工序复杂且施工周期较长，一般道路路基处理很少采用此方法。

加固土桩法常采用水泥搅拌桩，桩身强度受软基土的影响较大，其成桩质量不容易控制。

碎石桩及CFG桩的桩身强度受软基土的影响较小，其成桩质量容易控制，故该工程对碎石桩及CFG桩进行必选设计。工程设计参数建议值见表1。

表1工程设计参数建议值

层序土层名称承载力基本容极限侧阻力标天然重度酌许值fao/kPa准值qsik/kPa（/kN·m-3）

①杂填土6012（18）②高液限黏土601216.4③黏土质砂1606018.7

④强风化花岗岩500130

⑤

中风化花岗岩

3000

4.1碎石桩设计

设计碎石桩的桩径为500mm，采用正三角形布置。A区桩间距为1.25m，B区桩间距为1.5m。另碎石桩的桩顶设置碎石垫层（厚度为0.6m，每隔0.3m设置土工格栅），垫层碎石最大粒径不大于30mm。再分层填筑素土，均匀压实至路床顶面标高。A区、B区划分如图1、图2所示。

图1桩基础处理软基横断面示意图（单位：m）

图2桩基础处理软基平面示意图

4.1.1碎石桩单桩承载力计算

取3号钻孔情况来进行设计计算，根据淤泥

层深度结合施工技术条件，

确定碎石桩桩长为13m，桩径50cm，要求碎石桩进入粉质黏土层长度不小于0.5m。单桩竖向承载力特征值Rk=qsUpl+Apqp=12×0.5×3.14×13+3.14×0.25×0.25×160=276.32（kN）。

根据经验数据，桩体材料强度约为180kN，

该工程取单桩承载力为150kN。4.1.2碎石桩复合地基承载力计算

A区桩间距为1.25m，置换率为0.157；B区桩间距为1.5m，置换率为0.101。

A区复合地基承载力：

fsp，k=mRk+琢茁渊1-m冤fk=0.157×150+1×0.9×渊计1-0.157要求。

冤×Ap60=165.67（kPa）＞1600.196（kPa），符合设B区复合地基承载力：

fsp，k=mRk+琢茁渊1-m冤fk=0.101×150+1×0.9×渊计1-0.101要求。

冤×Ap60=125.84（kPa）＞1200.196（kPa），符合设4.2CFG桩设计

该工程设计CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩的桩径为500mm，采用正三角形布置。A区桩间距为1.8m，B区桩间距为2.0m。另CFG桩的桩顶设置碎石垫层（厚度为0.6m，每隔0.3m设置土工格栅），垫层碎石最大粒径不大于30mm。再分层填筑素土，均匀压实至路床顶面标高。4.2.1CFG桩单桩承载力计算

取3号钻孔情况来进行设计计算，设计桩径

0.5m，根据淤泥层深度结合施工技术条件，

确定桩长为A区13.5m，B区12.5m。

根据桩体材料计算：R）。

k=浊R28Ap=0.3×8000×0.19635=471（kN根据地基承载力计算：A区：Rk=（qsUpl+Apqp）/K=（12×1.57×12.5+60×1.57×1.0+0.196×160）/1.0=361（kN）。

B区：Rk=（qsUpl+Apqp）/K=（12×1.57×12.5+0.196×160）/1.0=266.8（kN）。

则A区单桩承载力为350kN，B区单桩承载力为250kN。

4.2.2CFG桩复合地基承载力计算

A区桩间距为1.8m，置换率为0.07；B区桩间距为1.8m，置换率为0.057。

A区复合地基承载力：

2019年5月第5期

城市道桥与防洪道路交通75Rk+琢茁渊1-m冤f=0.07×350+1×0.9×fsp，k=mkAp0.196渊1-0.07冤×60=175（kPa）＞160（kPa），符合设计要求。

B区复合地基承载力：

Rk+琢茁渊1-m冤f=0.057×250+1×0.9×fsp，k=mkAp0.196渊1-0.057冤×60=123.6（kPa）＞120（kPa），符合设计要求。

4.3工程投资比较

设计需要碎石桩6036.8m3，碎石桩单价为334.7元/m3，碎石桩造价约202.1万元。

设计需要CFG桩3020.5m3，CFG桩单价为479.3元/m3，CFG桩造价约144.8万元。

该工程中，从投资角度分析，CFG桩造价低于

碎石桩，故该设计采用CFG桩法处理软基。

比选了两种不同的桩应用，通过计算及工程投资，

基础软基处理方案。

碎石桩适用于淤泥层较厚的软基处理，且碎石桩本身强度不受软基土影响，其成桩质量较容易控制，单价较低。CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩，是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的一种具有一定黏结强度的

相较于碎石桩，桩。CFG桩处理效果优于碎石桩，

间距可适当提高。CFG桩单价较高，但对于较厚的

采用CFG桩处理，软基，经济效果更优。

该道路不良路基处理后，路基压实度及弯沉

使用效果良好。值均达到规范设计要求，

参考文献：

[1]中国市政工程华北设计研究总院有限公司.文昌市文东路二期

B标段工程施工图设计[Z].天津，2015.[2]CJJ194—2013，城市道路路基设计规范[S].[3]GB50007—2011，建筑地基基础设计规范[S].—软土地基处理[S].[4]15MR301，城市道路——[5]JTGD30—2015，公路路基设计规范[S].

5结语

本文借助海南省文昌市北二环路工程实例的

山东省首个高速公路智能电子收费站投入运营

日前正式投入运营,山东省首个高速公路智能电子收费站———滨莱高速淄博西收费站改造提升完毕，

开启了山东省智慧化高速公路运营管理的新篇章。

为积极响应省委省政府新旧动能转换要求,全面提升高速公路智能化收费运营水平,齐鲁交通发展集团积极探索智能电子收费站建设,继3月在济南市中收费站启用高速公路自助缴费无感支付系统后,又在滨莱高速公路改扩建工程中将滨莱高速淄博西收费站打造成省内首个智能电子收费站。

智能电子收费站实现了淄博西收费站四入八出所有车道ETC系统的全覆盖,并在收费站出口匝道处布设了匝道自由流系统,对ETC用户进行通行费预交易,交易成功可选择任何车道不停车通行。与传统收费站相比,智能电子收费站流量高峰时通行能力预计提升5~7倍,通行优势明显,可极大提升公众出行的

应急分流等情况,淄博西收费站也保留了1至2条ETC+人工便捷性、舒适性和顺畅性。为应对特情车辆、

收费车道用于特殊情况处理。

为满足当前社会公众多种支付方式的需要,特情车道增加自助缴费功能,车主可以选择手机扫码支付、“高速e行”无感支付等非现金支付方式,真正实现无人值守。安装电子标签的ETC用户可在该站任何车道通行,手机扫码支付和“高速e行”注册用户可选择非现金自助缴费车道和人工收费车道通行,现金缴

同时,为防止超高车辆驶入高速公路对跨线桥梁、隧道、标识标牌等费车辆可在ETC+人工收费车道通行。

基础设施造成损害,该站应用了齐鲁交通自主研发的超高车辆检测系统,采用激光雷达扫描技术,对超高车辆自动检测和报警,提醒收费站外勤人员及时处理,并与入口发卡系统联动,对超高车辆不予发卡放行,实现了对超高车辆的智能化监控,保障高速公路通行安全。

anurbanroadofZhuhaiasanexample,thispapersummarizesandthinksdeeplytheselectionofdesigncode,qualityacceptanceitemsanddesignprocessinordertoprovidethereferencefortheotherproject.Thedesignofurbanroadcementmixingpilecompositefoundationshouldbenotonlybasedontheurbanroadorhighwayfoundationstandards,butalsoneedtorefertothebuildingfoundationandcompositefoundationstandards.Thefinaldeterminationofdesignparametersneedstothreeaspectsofdesign,surveyandconstructionfeedbackeachother.

Keywords:cementmixingpile,urbanroad,standard,qualityacceptance,dynamicdesign

StabilityAnalysisandApplicationofBridgeheadTreatmentinSoftSoilFoundationWangLinsong(71)

Abstract:Theapplicationoffoamlightsoilandgeogridinthesoftsoilfoundationisanimportanttechnicalimprovement,andisofgreatsignificancetoimprovetheslopestabilitycoefficient,reducethepost-constructionsettlement,savethelandresourceandprotecttheecologicalenvironment.TakingthesoftfoundationtreatmentofabridgeheadinTongtouCountyasthestudyobject,thispapercalculatestheslopestabilitybythelegalcopyofLizhenggeotechnicalcalculationsoftware6.5PB3,andselectsthesingleHDPEgeogirdwiththeultimatetensilestrengthof90kN/masthereinforcementmaterialtocarryoutthereinforcementcalculationoffillslope.Basedonthedesignscheme,theminimumsafetycoefficientofslopeiscalculated.Theslopeschemeofthefoundationisfinallydeterminedafterthecomparisonandselection.Theuseofgeogridreinforcementandtheselectionoffoamlightsoilmaterialcanimprovethestabilityoffillfoundationunderthecomplextopographiccondition.Atthesametime,thereasonableadjustmentofreinforcementmaterialcanimprovethestabilityoffillfoundationslope.Keywords:softsoilfoundation,stability,analysis,application

ComparisonandDesignofCFGPileandGravelPileLongKai,WangHanwei(73)

Abstract:TakingHainanProvinceWenchangCityWendongRoadPhaseIITenderSectionBProjectasanexample,accordingtothebadroadbedtreatmentmethodsprovidedinthecurrentdesigncodeandtherelativecalculationformula,andcombinedwiththeengineeringinvestment,thispapercomparesandanalyzestheroadbedtreatmentschemesofCFGpileandgravelpileinthethickandsoftsoilstratums.ThetreatmenteffectofCFGpileisbetterthanthegravelpile.TheunitpriceofCFGpileishigher,buttheeconomiceffectismoreexcellentforthethickersoftfoundation.Theroadbedcompactnessanddeflectionvalueofthisprojectallmeetthestandardanddesignrequirementsaftertreated.Andtheserviceeffectisgood.Keywords:badroadbed,CFGpilegravelpile

ApplicationofOldRoadTechnicalConditionDetectionandAssessmentin野WhitetoBlack冶Engineering

XiangYandong(76)