水泥攪拌樁復合地基與二灰填筑在高填土路堤施工中的應用

姚 泓

（上海城建市政工程（集團）有限公司，上海市 200023）

1 工程概況

前灘大道位于上海市浦東新區前灘地區，南北走向，南至中環線，北至耀體路，西側毗鄰黃浦江，東側為前灘地塊。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慢規模實施。場地土質主要為①3江灘土、③灰色淤泥質粘土，土質較差。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。

2 施工工藝

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）。

2.1 水泥攪拌樁加固施工

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，正式施工前先進行試樁，試樁完成28 d后檢測滿足設計要求后再進行大面積施工。

（1）測量放樣：根據道路施工的軸線和標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：起重機懸吊水泥攪拌機到達指定樁位對中。

（3）預拌下沉：將水泥攪拌機用鋼絲繩吊掛在起重機上，用輸漿膠管將貯料出罐砂漿采用水泥攪拌機接通，待水泥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，下沉速度控制在0.4～0.7 m/min。如果下沉速度太慢，從輸漿系統適當補給清水以利鉆進。

（4）制備水泥漿：待攪拌機下沉到一定深度時，按設計確定的配合比拌制水泥漿。

（5）噴漿攪拌提升：水泥攪拌機下沉到設計深度后，開啟灰漿泵，將水泥漿從攪拌機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）重復上下攪拌：水泥攪拌機提升至設計加固深度的頂面標高后，為使軟土和水泥漿攪拌均勻，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，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。

2.2 二灰土施工

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，是否符合規定，以及土料的含水量是否在控制范圍內；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（經試驗后系數為1.15左右）。

（3）碾壓時，先采用12 t輕型壓路機靜壓2遍，再用振動壓路機先弱振2～3遍、后強振1～2遍，然后采用18 t三輪壓路機靜壓，最后用膠輪壓路機碾壓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）在機械施工碾壓不到的回填部位，配合人工回填，用打夯機分層夯打密實。

（6）每層回填壓實后，按規范進行環刀取樣，測出干密度，達到要求后，再進行上一層的鋪土。

（7）回填完成后，進行拉線找平，凡超過設計標高的地方，及時依線鏟平。凡低于設計標高的地方，補填找平夯實。

2.3 問題及解決

在水泥攪拌樁試樁樁身取芯檢測過程中，發現部分樁體比較疏松，無側限抗壓強度低，經對現場地質進行勘察，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，從而導致樁體質量不合格。

針對此問題，在類似的地質條件下重新進行試樁，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行攪拌，同時增加攪拌次數，以保證樁體的密實性。28 d樁體強度平均為0.89 MPa、標貫擊數平均21擊，效果比較好。

2.4 動態監測

該工程對高路堤路段施工均進行動態監測，監測項目分為沉降監測和穩定監測，沿線路每隔150 m左右設置一個監測斷面，工作基點樁設置在兩側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頭。

2.4.1 沉降監測

在施工期間，對每填筑一層進行一次沉降觀測。如果兩次填筑間隙間隔時間較長時，每三天至少觀測一次。沉降量監測裝置采用沉降板，每個斷面土路肩各一個。

2.4.2 穩定監測

在兩側路堤趾部，以及距兩側路堤邊坡腳處0.5 m的地方設置鋼筋混凝土位移觀測邊樁；邊樁設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。

3 施工質量

3.1 樁體檢測

（1）對成樁3 d后的攪拌樁進行輕型動力觸探，以檢驗水泥攪拌樁水泥漿液的均勻程度，觸探深度取3 m，檢驗數量為總樁數的1.1%。經檢測，滿足設計和規范要求。

（2）28 d齡期鉆孔取芯，檢測數量為總樁數的0.5%，取芯同步做標準貫入試驗，每根檢測樁每1 m做一次標貫試驗，標貫擊數少于設計值處取芯做強度試驗，其余樁身范圍內每隔3 m取芯做強度試驗。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，檢測結果均符合設計要求，各段檢測平均值如表1所列。

表1 水泥攪拌樁檢測數據表

3.2 二灰土壓實度

二灰土作為填筑材料，主要進行壓實度檢驗（見表2）。

表2 二灰土壓實度檢測表

3.3 動態監測

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，滿足設計要求。

4 結語

該工程高路堤路段采用水泥攪拌樁復合地基處理及二灰輕質回填材料的施工方法，具有以下特點：

（1）水泥攪拌樁復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、二灰回填的組合設計施工，既達到固體廢物利用，且可節省大量的土地資源，減小對環境的影響。

[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量控制[J].科技創新導報,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，建筑地基處理技術規范[S].