幾種軟基處理方法在沿海吹填區(qū)的綜合應(yīng)用

王　旭（唐山市交通勘察設(shè)計院有限公司，河北 唐山 063000）

工程技術(shù)

幾種軟基處理方法在沿海吹填區(qū)的綜合應(yīng)用

王旭
（唐山市交通勘察設(shè)計院有限公司，河北 唐山 063000）

沿海地區(qū)，對于吹填區(qū)路基處理，不外乎換填、固結(jié)排水、摻化學(xué)劑、強夯、沖擊壓實等方法，雖這些方法單獨采用總不能達(dá)到理想的效果，但如果其中兩種或以上方法綜合利用，效果會很佳。本文通過實例介紹高真空擊密、固化、強夯這三種方法在路基處理中的綜合應(yīng)用。

高真空擊密；固化；強夯；含水量

1 概述

唐山市曹妃甸新區(qū)原為沿海淺灘，現(xiàn)地表表層多吹填土，含水量高，承載力較低，極易發(fā)生液化現(xiàn)象。近年來隨著曹妃甸工業(yè)區(qū)的發(fā)展，作為基礎(chǔ)工程的道路建設(shè)突飛猛進(jìn)，那么受區(qū)內(nèi)這種特殊軟弱地質(zhì)情況的影響，軟基處理一直成為道路修筑的關(guān)鍵和難點，如何選擇一種經(jīng)濟環(huán)保效果顯著的處理方法也成為行業(yè)內(nèi)研究的重點。根據(jù)以往的經(jīng)驗和本地區(qū)已施工道路的實例總結(jié)，對于吹填區(qū)路基處理，不外乎換填﹑固結(jié)排水﹑摻化學(xué)劑﹑強夯﹑沖擊壓實等方法，雖這些方法單獨采用總不能達(dá)到理想的效果，但如果其中2種或以上方法綜合利用，效果會很佳。以下通過實例介紹高真空擊密﹑固化﹑強夯3種方法在路基處理中的綜合應(yīng)用。

1.1 固化方案

1.1.1加固原理

固化是利用土壤固化劑（水泥﹑石灰等）對土體進(jìn)行化學(xué)處理，來改變土壤的組成和土體的工程性質(zhì)，使土基固化板結(jié)形成穩(wěn)定的板體，擴散應(yīng)力，減小沉降差異，提高路基承載力，從而達(dá)到提高土質(zhì)強度﹑改善土質(zhì)壓實的目的，其適用范圍較廣，包括粉性土﹑粘性土﹑砂礫﹑風(fēng)化沙﹑軟土和濕土等均可采用。

1.1.2加固效果

實驗表明，固化后的土壤強度較高，水穩(wěn)定性好，抗干縮性能好，具有良好的整體受力性能，有效的提高道路質(zhì)量，延長道路使用壽命；固化后路基承載力≥300kPa，路基頂回彈模量200MPa左右，可有效消除地震液化，路基因板結(jié)固化，形成表層硬殼，可顯著提高路基承載力，減少工后沉降，滿足道路使用要求。

1.2高真空擊密

1.2.1加固機理

高真空擊密法，是通過對需處理的軟土體施加數(shù)遍高真空，并與之結(jié)合施加數(shù)遍相應(yīng)的變能量擊密，達(dá)到降低土體含水量，提高土體密實度和承載力，減少地基的工后與差異沉降量的地基土處理工法。這是一種使土體形成高真空后施加不同能量級別強夯的工藝。其加固原理為快速動力排水固結(jié)。高真空排水—擊密的多遍循環(huán)，兩道工序的有機結(jié)合和相互作用是該法的獨特機理。

1.2.2加固效果：可以有效的降低土壤的含水量，提高密實度，增加承載力。

1.3強夯

1.3.1加固原理：強夯法處理軟土地基是利用夯錘自由落下產(chǎn)生的沖擊波使地基密實，壓縮波大部分通過液相運動，使孔隙水壓力增大，同時使土顆粒錯位，土體骨架解體，而隨后到的剪切波使土顆粒處于更密實的狀態(tài)。

1.3.2加固效果：不僅能提高地基的強度﹑降低其壓縮性，還能改善其抗振動液化的能力和消除土的濕陷性。

2 工程實例

2.1地質(zhì)調(diào)查

曹妃甸區(qū)某城市次干路，紅線寬度40m，道路長度為900m，場地地表高程4.2m-5.0m平均高程4.5m，上層為干燥層，表面有泥呈干燥裂紋，南部花桿可插入1m，局部有水，下層含水量高，較濕軟?？辈旖Y(jié)果顯示吹填層均為粉砂層，吹填層下為粉砂原土層。

地質(zhì)勘探結(jié)果如下：

勘察最大深度為15m，根據(jù)鉆孔揭露，擬建場地上部除新近吹填土外，地層主要海相沉積地層，按埋藏條件﹑巖性特征和物理力學(xué)性質(zhì)共分3個主要地層，地層分述如下：

（1）吹填土：（以含細(xì)粒土砂（SF）混合較多粉土質(zhì)砂（SM）為主）：灰色-灰褐色，以粉砂混 合粉土為主，人工吹填而成，均勻性差，含大量貝殼及貝殼碎屑，很濕-飽和，松散，高壓縮性。本層總厚度0.6m～11.5m。

（2）粉砂（Q4mc）：灰色，稍密-中密，飽和，主要成分為石英﹑長石，含少量云母碎屑，顆粒呈圓形或亞圓形，粘粒含量較高，級配不良。土層厚度0.60m-5.10m。

（3）粉質(zhì)黏土（Q4mc）：灰色，軟塑狀態(tài)，以粘土礦物顆粒為主，混粉﹑細(xì)砂微層，含貝殼碎塊等，切面稍有光澤，夾粉土薄層，韌性及干強度偏低。土層厚度1.20m-2.70m。

根據(jù)勘察成果，道路沿線場地均已吹填，吹填土含水量較高，由于原灘底高程低且大部分路段位于取砂區(qū)內(nèi)，吹填層厚度較厚，本次設(shè)計道路路基處理方案為：先高真空擊密進(jìn)行排水固結(jié)處理，使吹填層初步固結(jié)，再對表層吹填土進(jìn)行固化處理，固化厚度為2.5m。

2.2高真空擊密

真空降水布置：

（1）井管布置

首先插真空管，真空管根據(jù)土層情況分層設(shè)置深管和淺管；管路連接和密封，進(jìn)行第一遍高真空排水，期間進(jìn)行相應(yīng)監(jiān)測項目的觀測，實施信息化過程，真空排水時間根據(jù)“高真空擊密法”施工操作要求信息化決定。

高真空排水系統(tǒng)參數(shù)確定，要求進(jìn)場施工時先對試驗區(qū)進(jìn)行摸探，根據(jù)實際情況進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，實行信息化施工。

真空管深管：點距3.5m，排距7m，管長6m-8m；真空管淺管：點距3.5m，排距3.5m，管長3m-4m，真空管具體長度，依據(jù)吹填土情況進(jìn)行調(diào)整。

在處理邊線以外2m-3m處布置封管，封管以雙排管布管方式布置。

（2）降水范圍

道路全段為中心線兩側(cè)各25m，全寬50m。

（3）真空降水控制標(biāo)準(zhǔn)

采用標(biāo)準(zhǔn)貫入實驗及靜力觸探等檢測方法固化底深度位置吹填土承載力，要求≥60kPa。

2.3固化

高真空擊密完成，結(jié)合道路設(shè)計縱斷，計算路基頂面設(shè)計高程，平整場地（考慮固化一定的下沉厚度），在吹填土2.5m范圍內(nèi)摻入一定劑量水泥及固化劑（固化劑種類采用水泥，摻量由試驗段確定），使路堤固化板結(jié)形成穩(wěn)定的板體，擴散應(yīng)力，減小沉降差異，提高路基承載力，達(dá)到施工要求的強度。

2.4 強夯

高真空擊密強夯要求為：強夯采用2遍點夯﹑1遍滿夯，強夯夯能需要每遍逐漸逐漸增大。第一遍夯擊能1500kN·m ～2000 kN·m。第二遍強夯擊能采用2500kN·m～3000 kN·m。2遍點夯完成后進(jìn)行滿夯，夯擊能1000 kN·m。夯坑內(nèi)若有積水應(yīng)及時排出。停夯標(biāo)準(zhǔn)為最后兩擊沉降量不大于10cm。

固化強夯要求在固化土初凝前（初凝時間不應(yīng)小于6小時），采用低能量滿夯壓實，夯擊能采用1000kN·m。

2.5檢驗標(biāo)準(zhǔn)

7天無側(cè)限抗壓強度不小于0.8MPa，竣工彎沉不大于64.6（0.01mm），路基頂面回彈模量不小于200MPa。

2.6檢測結(jié)果

采用標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ—100檢測路基頂面彎沉，最小值40.4（0.01mm），最大值62.1（0.01mm），均值為58（0.01mm），滿足設(shè)計要求。

回彈模量E0，沿線布置共測9處18個點位，位置為每半幅的中間，經(jīng)竣工后檢測結(jié)果分析，路基頂面回彈模量不小于200MPa，無側(cè)限抗壓強度平均值0.85 MPa≥0.8 MPa。各項指標(biāo)均滿足設(shè)計要求。

結(jié)語

相比傳統(tǒng)的換填山皮石強夯壓實的路基處理方法，高真空擊密+固化+強夯的方法有很多優(yōu)點：工后沉降較小，節(jié)省石料，因主要在原地進(jìn)行作業(yè)，避免了因運輸石料對沿線環(huán)境的破壞和減輕對沿線交通的干擾，處理效果更佳等等，諸如此類優(yōu)點，這種方法越來越受到當(dāng)?shù)匦袠I(yè)內(nèi)的青睞。

但是，這種方法并不是適合所有的土質(zhì)情況，比如吹填土中的淤泥質(zhì)土含量較大，含砂量較小的情況，可以采用真空預(yù)壓代替真空擊密進(jìn)行預(yù)處理；含水量較小的土質(zhì)，也可以采用振沖擊密；工期容許的情況下，可采用挖滲溝，機械排壓的方式整理土地。

軟基處理方法的選擇，考慮的因素很多：地質(zhì)條件，工期，施工工藝，經(jīng)濟性，環(huán)保性等等，施工配比和工藝參數(shù)的確定是施工中的重要工作。當(dāng)一種處理方法不能完全滿足要求的話，可以選擇兩種或以上方法綜合方法，取長補短，相得益彰，往往能達(dá)到令人滿意的效果。

[1]馬茂軍． 板體地基穩(wěn)定和高真空擊密技術(shù)在曹妃甸工業(yè)區(qū)吹填砂路基處理中的應(yīng)用比較[J]． 企業(yè)科技與發(fā)展，2010 （06）．

[2]李立群．吹填土路基幾種常用處理方法[J]．公路交通技術(shù)，2011（04）：9-13．

[3] 交通部第一公路勘察設(shè)計院． JTJ 017-96 公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范[S]．北京：人民交通出版社，1996．

TU74

A

王旭（1983-），男，河北邯鄲人，畢業(yè)于河北工程大學(xué)，學(xué)士，唐山市交通勘察設(shè)計院有限公司，工程師，主要從事道路、橋梁的設(shè)計工作。