姚 泓
(上海城建市政工程(集團(tuán))有限公司,上海市 200023)
前灘大道位于上海市浦東新區(qū)前灘地區(qū),南北走向,南至中環(huán)線,北至耀體路,西側(cè)毗鄰黃浦江,東側(cè)為前灘地塊。道路為城市主干路,線路全長約1670 m,紅線寬度為40 m,按照雙向4快2慢規(guī)模實施。場地土質(zhì)主要為①3江灘土、③灰色淤泥質(zhì)粘土,土質(zhì)較差。前灘大道K0+220~K1+280段緊鄰黃浦江,屬于高路堤段,道路填土高度為1.5 m~2.0 m。
前灘大道高路堤段軟土地基處理采用單向水泥土攪拌樁方案,水泥土攪拌樁直徑采用0.7 m,樁長8 m,樁間距2 m,水泥摻量為100 kg/m,呈正三角形布置,全線共計137086根;回填材料采用二灰(粉煤灰∶石灰=95∶5)。
前灘大道高路堤段軟土地基處理采用單向水泥土攪拌樁,四攪兩噴工藝,正式施工前先進(jìn)行試樁,試樁完成28 d后檢測滿足設(shè)計要求后再進(jìn)行大面積施工。
(1)測量放樣:根據(jù)道路施工的軸線和標(biāo)高放出每根樁的中心位置,并插入木樁,釘鐵釘,做好樁中心定位。
(2)定位:起重機(jī)懸吊水泥攪拌機(jī)到達(dá)指定樁位對中。
(3)預(yù)拌下沉:將水泥攪拌機(jī)用鋼絲繩吊掛在起重機(jī)上,用輸漿膠管將貯料出罐砂漿采用水泥攪拌機(jī)接通,待水泥攪拌機(jī)的冷卻水循環(huán)正常后,啟動攪拌機(jī)電機(jī),放松起重機(jī)鋼絲繩,使攪拌機(jī)借設(shè)備自重沿導(dǎo)向架攪拌切土下沉,下沉速度控制在0.4~0.7 m/min。如果下沉速度太慢,從輸漿系統(tǒng)適當(dāng)補(bǔ)給清水以利鉆進(jìn)。
(4)制備水泥漿:待攪拌機(jī)下沉到一定深度時,按設(shè)計確定的配合比拌制水泥漿。
(5)噴漿攪拌提升:水泥攪拌機(jī)下沉到設(shè)計深度后,開啟灰漿泵,將水泥漿從攪拌機(jī)中心管不斷壓入地基中,邊噴漿邊攪拌,直至提出地面完成一次攪拌過程,提升速度控制在0.3~0.5 m/min。
(6)重復(fù)上下攪拌:水泥攪拌機(jī)提升至設(shè)計加固深度的頂面標(biāo)高后,為使軟土和水泥漿攪拌均勻,將攪拌機(jī)邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中,至設(shè)計加固深度后再將攪拌機(jī)提升出地面,完成一根樁的施工。
(7)清洗:向集料斗中注入適量清水,開啟灰漿泵,清洗全部管路中殘存的水泥漿,直至基本干凈,并將粘附在攪拌頭的軟土清洗干凈。
高路堤段填筑材料采用二灰(石灰摻量5%),填筑厚度40 cm,分兩層攤鋪、碾壓,每層攤鋪壓實厚度為20 cm。
具體回填工藝如下:
(1)施工前檢驗回填土料的種類、粒徑,有無雜物,是否符合規(guī)定,以及土料的含水量是否在控制范圍內(nèi);如含水量偏高,則采用翻松、晾曬、摻入干土等措施。
(2)回填時先進(jìn)行小范圍試驗段施工,以確定二灰土的布料方法、碾壓工藝、松鋪系數(shù)(經(jīng)試驗后系數(shù)為1.15左右)。
(3)碾壓時,先采用12 t輕型壓路機(jī)靜壓2遍,再用振動壓路機(jī)先弱振2~3遍、后強(qiáng)振1~2遍,然后采用18 t三輪壓路機(jī)靜壓,最后用膠輪壓路機(jī)碾壓1~2遍即可。
(4)碾壓過程中輪跡相互搭接,防止漏壓。面積較大時,分段進(jìn)行回填,每層接縫處做成斜坡形,輪跡重疊。重疊0.5~1 m,上下層錯縫大于1 m。
(5)在機(jī)械施工碾壓不到的回填部位,配合人工回填,用打夯機(jī)分層夯打密實。
(6)每層回填壓實后,按規(guī)范進(jìn)行環(huán)刀取樣,測出干密度,達(dá)到要求后,再進(jìn)行上一層的鋪土。
(7)回填完成后,進(jìn)行拉線找平,凡超過設(shè)計標(biāo)高的地方,及時依線鏟平。凡低于設(shè)計標(biāo)高的地方,補(bǔ)填找平夯實。
在水泥攪拌樁試樁樁身取芯檢測過程中,發(fā)現(xiàn)部分樁體比較疏松,無側(cè)限抗壓強(qiáng)度低,經(jīng)對現(xiàn)場地質(zhì)進(jìn)行勘察,該段原土為浜塘填土,土層本身孔隙大,密實度低,含水量小,加上在攪拌樁施工過程中攪拌不均勻,從而導(dǎo)致樁體質(zhì)量不合格。
針對此問題,在類似的地質(zhì)條件下重新進(jìn)行試樁,采用下鉆時向土體注水,使原土的還水量接近下部軟土后再進(jìn)行攪拌,同時增加攪拌次數(shù),以保證樁體的密實性。28 d樁體強(qiáng)度平均為0.89 MPa、標(biāo)貫擊數(shù)平均21擊,效果比較好。
該工程對高路堤路段施工均進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測,監(jiān)測項目分為沉降監(jiān)測和穩(wěn)定監(jiān)測,沿線路每隔150 m左右設(shè)置一個監(jiān)測斷面,工作基點樁設(shè)置在兩側(cè)工作邊樁的橫排延長軸線上,距坡腳100 m,打入深度大于10 m,樁周頂部50 cm采用現(xiàn)澆混凝土加以固定,并在地面上澆筑1.0 m×1.0 m×0.2 m的觀測平臺,樁頂露出平臺15 cm,在頂部固定好基點側(cè)頭。
2.4.1 沉降監(jiān)測
在施工期間,對每填筑一層進(jìn)行一次沉降觀測。如果兩次填筑間隙間隔時間較長時,每三天至少觀測一次。沉降量監(jiān)測裝置采用沉降板,每個斷面土路肩各一個。
2.4.2 穩(wěn)定監(jiān)測
在兩側(cè)路堤趾部,以及距兩側(cè)路堤邊坡腳處0.5 m的地方設(shè)置鋼筋混凝土位移觀測邊樁;邊樁設(shè)置斷面位置與沉降觀測斷面位置相吻合。
位移邊樁采用鋼筋混凝土預(yù)制樁,樁長150 cm,斷面尺寸15 cm×15 cm,埋置深度1.4 m,樁頂露出地面的高度不大于10 cm。
(1)對成樁3 d后的攪拌樁進(jìn)行輕型動力觸探,以檢驗水泥攪拌樁水泥漿液的均勻程度,觸探深度取3 m,檢驗數(shù)量為總樁數(shù)的1.1%。經(jīng)檢測,滿足設(shè)計和規(guī)范要求。
(2)28 d齡期鉆孔取芯,檢測數(shù)量為總樁數(shù)的0.5%,取芯同步做標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗,每根檢測樁每1 m做一次標(biāo)貫試驗,標(biāo)貫擊數(shù)少于設(shè)計值處取芯做強(qiáng)度試驗,其余樁身范圍內(nèi)每隔3 m取芯做強(qiáng)度試驗。前灘大道高路堤路段攪拌樁共計137086根,28 d鉆孔取芯檢測數(shù)量約為689根,全線分七段,每段按0.5%比例抽取,其中140 m一段、160 m五段、120 m一段,檢測結(jié)果均符合設(shè)計要求,各段檢測平均值如表1所列。
表1 水泥攪拌樁檢測數(shù)據(jù)表
二灰土作為填筑材料,主要進(jìn)行壓實度檢驗(見表2)。
表2 二灰土壓實度檢測表
在整個路堤施工過程中,地基變位控制比較好,垂直沉降最大為0.2 mm/d,水平位移最大0.1 mm/d,滿足設(shè)計要求。
該工程高路堤路段采用水泥攪拌樁復(fù)合地基處理及二灰輕質(zhì)回填材料的施工方法,具有以下特點:
(1)水泥攪拌樁復(fù)合地基處理效果顯著,地基承載力的提高,有效地控制路基的后期沉降;
(2)采用二灰回填,材料比重輕,適用于軟土地基承載力不足路段的高填土施工;
(3)與素土回填、堆載預(yù)壓的施工方法相比,二灰回填不但提高了地基土的承載能力,而且縮短了施工周期(堆載預(yù)壓至少要三個月);
(4)高路堤段采用水泥攪拌樁地基處理、二灰回填的組合設(shè)計施工,既達(dá)到固體廢物利用,且可節(jié)省大量的土地資源,減小對環(huán)境的影響。
[1]向金鵬,劉建文.軟土地基處理中的水泥深層攪拌樁施工質(zhì)量控制[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2010,(01).
[2]謝建金.淺談二灰土施工方法[J].福建建材,2005,(03).
[3]JGJ79-2012,建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].