幾種軟基處理方法在沿海吹填區的綜合應用

王　旭（唐山市交通勘察設計院有限公司，河北 唐山 063000）

工程技術

幾種軟基處理方法在沿海吹填區的綜合應用

王旭
（唐山市交通勘察設計院有限公司，河北 唐山 063000）

沿海地區，對于吹填區路基處理，不外乎換填、固結排水、摻化學劑、強夯、沖擊壓實等方法，雖這些方法單獨采用總不能達到理想的效果，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用。

高真空擊密；固化；強夯；含水量

1 概述

唐山市曹妃甸新區原為沿海淺灘，現地表表層多吹填土，含水量高，承載力較低，極易發生液化現象。近年來隨著曹妃甸工業區的發展，作為基礎工程的道路建設突飛猛進，那么受區內這種特殊軟弱地質情況的影響，軟基處理一直成為道路修筑的關鍵和難點，如何選擇一種經濟環保效果顯著的處理方法也成為行業內研究的重點。根據以往的經驗和本地區已施工道路的實例總結，對于吹填區路基處理，不外乎換填﹑固結排水﹑摻化學劑﹑強夯﹑沖擊壓實等方法，雖這些方法單獨采用總不能達到理想的效果，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）對土體進行化學處理，來改變土壤的組成和土體的工程性質，使土基固化板結形成穩定的板體，擴散應力，減小沉降差異，提高路基承載力，從而達到提高土質強度﹑改善土質壓實的目的，其適用范圍較廣，包括粉性土﹑粘性土﹑砂礫﹑風化沙﹑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遍高真空，并與之結合施加數遍相應的變能量擊密，達到降低土體含水量，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。高真空排水—擊密的多遍循環，兩道工序的有機結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。

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地質調查

曹妃甸區某城市次干路，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。勘察結果顯示吹填層均為粉砂層，吹填層下為粉砂原土層。

地質勘探結果如下：

勘察最大深度為15m，根據鉆孔揭露，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性質共分3個主要地層，地層分述如下：

（1）吹填土：（以含細粒土砂（SF）混合較多粉土質砂（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）粉質黏土（Q4mc）：灰色，軟塑狀態，以粘土礦物顆粒為主，混粉﹑細砂微層，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內，吹填層厚度較厚，本次設計道路路基處理方案為：先高真空擊密進行排水固結處理，使吹填層初步固結，再對表層吹填土進行固化處理，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，真空管根據土層情況分層設置深管和淺管；管路連接和密封，進行第一遍高真空排水，期間進行相應監測項目的觀測，實施信息化過程，真空排水時間根據“高真空擊密法”施工操作要求信息化決定。

高真空排水系統參數確定，要求進場施工時先對試驗區進行摸探，根據實際情況進行參數調整，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，依據吹填土情況進行調整。

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各25m，全寬50m。

（3）真空降水控制標準

采用標準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，結合道路設計縱斷，計算路基頂面設計高程，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），使路堤固化板結形成穩定的板體，擴散應力，減小沉降差異，提高路基承載力，達到施工要求的強度。

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遍點夯完成后進行滿夯，夯擊能1000 kN·m。夯坑內若有積水應及時排出。停夯標準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檢驗標準

7天無側限抗壓強度不小于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檢測結果

采用標準軸載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，經竣工后檢測結果分析，路基頂面回彈模量不小于200MPa，無側限抗壓強度平均值0.85 MPa≥0.8 MPa。各項指標均滿足設計要求。

結語

相比傳統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點：工后沉降較小，節省石料，因主要在原地進行作業，避免了因運輸石料對沿線環境的破壞和減輕對沿線交通的干擾，處理效果更佳等等，諸如此類優點，這種方法越來越受到當地行業內的青睞。

但是，這種方法并不是適合所有的土質情況，比如吹填土中的淤泥質土含量較大，含砂量較小的情況，可以采用真空預壓代替真空擊密進行預處理；含水量較小的土質，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：地質條件，工期，施工工藝，經濟性，環保性等等，施工配比和工藝參數的確定是施工中的重要工作。當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，往往能達到令人滿意的效果。

[1]馬茂軍． 板體地基穩定和高真空擊密技術在曹妃甸工業區吹填砂路基處理中的應用比較[J]． 企業科技與發展，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，2011（04）：9-13．

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

TU74

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