吹填土原位固化產(chǎn)生裂縫原因及解決措施

雷旭麗

（天津城建設計院有限公司，天津市 300122）

0 引 言

天津市濱海旅游區(qū)臨海東堤路沿線均為吹填土，且未經(jīng)過真空預壓，土質(zhì)含水量高、天然孔隙比大，壓縮系數(shù)高，為典型的軟土路基。工程進場難度大，為了加快工程進度，經(jīng)過方案比選、現(xiàn)場施做試驗段及專家論證后，擬采用吹填土原位固化的路基處理方案。該方案具體為在現(xiàn)狀吹填土中摻入一定劑量的固化劑進行原位攪拌，固化劑與吹填土之間發(fā)生一些列的物理、化學作用，產(chǎn)生的膠凝水化物使松散的土顆粒膠結(jié)為一體，并不斷硬化，最后形成具有一定整體強度的固化土，該固化土作為路基的承托層，還作為施工進場的通道，最后在固化土上部施做80 cm路床（40 cm6%石灰土+40 cm8%石灰土）。2015年10月第10期在《城市道橋與防洪》中發(fā)表論文，論文題目為《吹填土原位固化在中新天津生態(tài)城濱海旅游區(qū)項目中的應用》，該文章已經(jīng)闡述了吹填土的特征、固化土特性等，本文不再贅述，將論述在施工過程中出現(xiàn)的一些問題。方案確定后施工單位按照設計圖紙進行現(xiàn)場施工，通過現(xiàn)場路基處理，在施工過程中發(fā)現(xiàn)許多細節(jié)性的問題，主要問題是吹填土原位固化過程中產(chǎn)生了不同程度的縱向裂縫，產(chǎn)生裂縫的原因主要有以下幾個方面：（1）固化土強度不夠、拌合不均勻是產(chǎn)生裂縫最主要原因；（2）路基施工過程中，施工組織的不合理也是導致產(chǎn)生縱向裂縫的主要原因[1-3]。

1 設計方案

1.1 橫斷面設計方案

該工程橫斷面設計為：8 m（綠化帶，西側(cè)）+14 m（車行道）+100 m左右（綠化帶，東側(cè)），如圖1所示。

圖1 橫斷面圖（單位：m）

1.2 路基設計方案

該工程路基橫斷面如圖2所示。固化土施工完成后一次填筑40 cm6%石灰土+40 cm8%石灰土，在填筑40 cm6%石灰土的過程中局部路段路基產(chǎn)生不同程度的縱向裂縫。

圖2 路基橫斷面（單位：cm）

2 裂縫產(chǎn)生原因分析及解決方案

2.1 裂縫類型

在填筑40 cm6%石灰土完成后，對左側(cè)8 m綠化帶進行填土，貨車滿載40 t左右，石灰土表面局部產(chǎn)生如圖 3（a）、（b）所示的兩種裂縫形式，通過對現(xiàn)場裂縫的形式和受力分析發(fā)現(xiàn)，裂縫的滑裂方向大致分為圖4（a）裂縫一剖面圖和圖4（b）裂縫二剖面圖兩種情況。

圖3 填筑后產(chǎn)生的裂縫

圖4 兩種裂縫剖面圖

通過對裂縫一剖面圖分析可知，由于設計標高高于原地面標高，高于原地面標高均為附加應力，附加應力是產(chǎn)生沉降及滑裂的主要原因，況且綠化帶一側(cè)未與道路路基同時鋪設，未起到反壓護道的作用，是產(chǎn)生滑裂的主要原因。

通過對裂縫二剖面圖分析可知，滑裂方向主要在右下方，根據(jù)受力分析，產(chǎn)生滑裂的主要原因是固化土層沒有達到足夠的強度，即未達到設計提出的7 d無側(cè)限抗壓強度≥0.4 MPa的要求。

2.2 解決方案

石灰土表面開裂的最終原因可以理解為固化土的破壞，由于現(xiàn)狀吹填土深度為10 m左右，固化土一旦破壞，固化土下層10 m左右的軟土無法承受附加荷載而導致石灰土開裂。

處理方案如下：首先對裂縫處進行開槽，挖除石灰土及固化土，然后按照如圖5所示進行處理，重新回填固化土及石灰土。

由于固化土層以下為10 m左右的軟土，吹填土原位固化作為板體承受上部荷載，板體一旦破壞，一方面在附加應力的作用下直接產(chǎn)生滑裂，另一方面軟土在附加應力的作用下會向上翻漿，所以為了避免破壞固化土的整體性以及防止翻漿，裂縫處理方案應避免直槽開挖。

圖5 裂縫開槽剖面圖（單位：cm）

3 預防裂縫產(chǎn)生的措施

在設計過程中，通過理正巖土計算軟件6.0 PB1版進行路基邊坡穩(wěn)定計算，由于計算軟件建立模型模擬是按照8 m綠化帶回填完成后計算的，綠化標高與道路設計標高大致相同，起到反壓護道的作用，對阻止路基的開裂起到關鍵的作用。

建議在道路路基的施工過程中，道路兩側(cè)綠化應與路基同步實施，起到反壓護道的作用，對道路邊坡的穩(wěn)定起到重要作用。同時，由于是軟土地基路段，道路路基兩側(cè)應避免大填大挖造成邊坡的失穩(wěn)。

4 結(jié) 語

現(xiàn)場產(chǎn)生的裂縫，經(jīng)過挖補后，固化土基本形成板體，可以作為路基承托層，到目前為止，該工程已經(jīng)竣工通車，未發(fā)現(xiàn)較大的道路病害。

固化土原位固化技術(shù)，在中新天津生態(tài)城濱海旅游區(qū)作為一門新技術(shù)新材料，該工程也是我們開始的第一個項目，一門新技術(shù)從前期的研究到最終的技術(shù)成熟需要漫長的學習與總結(jié)過程。通過現(xiàn)場施工的情況來看，一方面固化土是否能夠得到很好的推廣，固化土的施工工藝還是一個亟待解決的問題。