晉江市江濱南路延伸段道路工程軟基處理措施

張本達

我國地域遼闊,從沿海到內地,由山區到平原,分布著多種多樣的地基土,其強度、壓縮性、動力特征等有很大的區別。隨著經濟的發展,當前的市政建設規模越來越大,越來越廣。不僅要在良好地基上進行修建,而且也不得不在不良地基上進行修建各種建筑物。地基處理的技術發展很快,工法很多,工藝水平也在不斷提高,如密實法、預壓法、托換法、基礎加固法等。水泥攪拌樁法施工技術在晉江市江濱南路延伸段道路工程地基處理中發揮了重要作用,是一種工效很高的基礎處理工藝。

1 概況

晉江市江濱南路延伸段道路工程位于福建省晉江市北端陳埭鎮,全長2.62 km,西起泉州市江濱南路,東端接泉州市晉江大橋南岸立交,由此南接晉東中心城區,北接泉州東海并新區,道路內側為大片待開發用地。本工程共分3個標段,本標段為第二標段,施工樁號:K0+220～K1+400,全長 1 180 m。由于征地原因,工程分為一期和二期施工,我公司負責施工一期工程,主要施工項目包括:路基工程、路面工程、交通標志標線、地下人行通道工程、灌溉渠工程等。該道路工程機動車道結構采用過渡性路面結構:6 cm厚AC-20-C中粒式瀝青混凝土+2 cm瀝青表面處治,5%水泥穩定碎石30 cm,填隙碎石 30 cm。

本工程為市政道路工程,大部分路基以下淤泥層厚,其中K1+202.060地下人行通道基礎,K0+490～K0+594,K1+274～K1+34段淤泥層厚度大于3.5 m,填方高度大于3.5 m。路基軟基處理采用了深層水泥攪拌樁、土工格柵、翻挖換填等多種措施。

2 施工方案選擇

根據本工程地基地質情況,淤泥層厚度大于3.5 m,填方高度大于3.5 m。根據《基礎工程施工手冊》規定,處理淤泥、淤泥質土、粉土和含水量較高且地基承載力標準值不大于120 kPa的黏性土等地基,采用水泥攪拌樁法進行處理。

3 水泥攪拌樁施工

3.1 攪拌樁布置和參數

K1+202.060地下人行通道基礎處理水泥攪拌樁布置在道路中心線兩側各3.12 m的范圍內,需進行軟基處理的地下人行通道基礎總長為63.7 m。水泥攪拌樁設計參數要求:間距為1.0 m,樁徑D=0.5 m,正三角形布置,設計樁長為7.2 m(以進入細砂層1.0 m為準),攪拌樁總樁長為3 686.4 m。水泥采用強度等級為32.5R或以上及普通硅酸鹽水泥,攪拌樁摻入量55 kg/m,水灰比0.45～0.55,要求28 d齡期抗壓強度大于1.5 MPa,地基處理后復合地基承載力達到112 kPa。

K0+490～K0+594,K1+274～K1+340軟基處理水泥攪拌樁。路基范圍清表土后回填中粗砂30 cm并整平后再進行打樁施工。水泥攪拌樁設計參數要求:間距為1.2 m,樁徑D=0.5 m,梅花形布置,處理深度以打穿軟土進入相對硬層50 cm為原則,攪拌樁總根數為8 009根,總樁長為47 756.8 m。水泥采用強度等級為32.5R普通硅酸鹽水泥,攪拌樁摻入量55 kg/m,水灰比0.45～0.55,要求28 d齡期無側限抗壓強度大于1.0 MPa。地基處理后復合地基承載力不小于100 kPa。

K0+480～K0+490,K1+264～K1+274,K0+340～K0+350過渡段疏打水泥攪拌樁,樁距1.5 m,正方形布置,處理深度以打穿軟土進入相對硬層50 cm為原則,攪拌樁總根數為841根,總樁長為3 623.0 m。

3.2 施工工藝流程

樁位放樣→鉆機就位→檢驗、調整鉆機→正循環鉆進至設計深度→打開高壓注漿泵→反循環提鉆并噴水泥漿至工作基準面以下0.5 m→重復攪拌下鉆并噴水泥漿至設計深度→反循環提鉆至地表→成樁結束→施工下一根樁。

3.3 攪拌樁施工方法

1)機具就位。在已平整的場地內組裝鉆機,等鉆機安裝就位后,先調試鉆機的各項性能指標達到正常狀態。2)預攪下沉。待攪拌機的冷卻水循環正常后,啟動攪拌機電機,放松起重機鋼絲繩,使攪拌機借設備自重沿導向架攪拌切土下沉,下沉的速度可由電機的電流監測表控制,一般為 0.38 m/min～0.75 m/min,工作電流不應大于70 A。攪拌機下沉時開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基中,邊噴邊旋轉;如果下沉太慢,可從輸漿系統補給清水以利鉆進。3)制備水泥漿。待深層攪拌機下沉到一定深度時,即開始按設計確定的配合比拌制水泥漿,待壓漿前將水泥漿倒入集料斗中。4)提升噴漿攪拌。攪拌機下沉到達設計深度后,開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基中,邊噴邊攪拌旋轉,同時嚴格按照設計確定的提升速度提升攪拌機,一般以0.3 m/min～0.5 m/min的均勻速度提升。5)重復上、下攪拌。攪拌機提升至設計加固深度的頂面標高時,集料斗中的水泥漿正好排空。為使軟土和水泥漿攪拌均勻,再次將攪拌機邊旋轉邊沉入土中,至設計加固深度后再將攪拌機提升出地面,即完成一根柱狀加固體,外形呈“8”字形,一根接一根搭接,即成壁狀加固體,幾個壁狀加固體連成一片即成塊體。6)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,直至基本上干凈,并將粘附在攪拌頭的軟土清洗干凈。7)移位。重復上述步驟,再進行下一根樁的施工。考慮到樁頂部和上部結構的接觸部分受力較大,通常可對樁頂1.0 m～1.5 m范圍內再加一次輸漿,以提高其強度。

3.4 常見施工問題和處理對策

常見施工問題和處理對策見表1。

表1 常見施工問題和處理對策表

4 質量控制和檢測

4.1 質量控制

1)水泥根據施工進度提前一定時間進場,水泥的進場、使用、保管設專人負責管理,防止受潮變質或污染環境。2)保證平整度和垂直度,其垂直度偏差不得大于1.5%;樁位偏差不得大于50 mm。為保證樁端質量,當漿液到達出漿口后,應噴漿底座30 s。3)嚴格控制攪拌時的下沉和提升速度,應有專人記錄每次下沉和提升時間,深度記錄誤差不得大于50 mm,時間記錄誤差不得大于5 s。

4.2 質量檢測

攪拌樁施工在成樁后7 d采用輕便觸探儀鉆取樁身加固土樣,觀察攪拌均勻程度,同時采用對比法判斷樁身強度。采用水泥攪拌法加固地基是成功的。2009年6月完工至今,運轉正常。

5 結語

晉江市江濱南路延伸段道路工程第二標段K1+202.060地下人行通道基礎處理,及K0+490～K0+594,K1+274～K1+340(淤泥層厚度大于3.5 m,填方高度大于3.5 m)軟基采用水泥攪拌樁施工處理,K0+480～K0+490,K1+264～K1+274,K0+340～K0+350設置疏打水泥攪拌樁過渡段。成功避免了路基出現差異性沉降突變,確保本工程按期高質完成。

[1] 《基礎工程施工手冊》編寫組.基礎工程施工手冊[M].北京:中國計劃出版社,2000.

[2] 柳奪奎.影響公路工程質量因素的分析[J].山西建筑,2008,34(10):222-223.