晉江市江濱南路延伸段道路工程軟基處理措施

張本達(dá)

我國(guó)地域遼闊,從沿海到內(nèi)地,由山區(qū)到平原,分布著多種多樣的地基土,其強(qiáng)度、壓縮性、動(dòng)力特征等有很大的區(qū)別。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,當(dāng)前的市政建設(shè)規(guī)模越來越大,越來越廣。不僅要在良好地基上進(jìn)行修建,而且也不得不在不良地基上進(jìn)行修建各種建筑物。地基處理的技術(shù)發(fā)展很快,工法很多,工藝水平也在不斷提高,如密實(shí)法、預(yù)壓法、托換法、基礎(chǔ)加固法等。水泥攪拌樁法施工技術(shù)在晉江市江濱南路延伸段道路工程地基處理中發(fā)揮了重要作用,是一種工效很高的基礎(chǔ)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(zhèn),全長(zhǎng)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(qū),北接泉州東海并新區(qū),道路內(nèi)側(cè)為大片待開發(fā)用地。本工程共分3個(gè)標(biāo)段,本標(biāo)段為第二標(biāo)段,施工樁號(hào):K0+220～K1+400,全長(zhǎng) 1 180 m。由于征地原因,工程分為一期和二期施工,我公司負(fù)責(zé)施工一期工程,主要施工項(xiàng)目包括:路基工程、路面工程、交通標(biāo)志標(biāo)線、地下人行通道工程、灌溉渠工程等。該道路工程機(jī)動(dòng)車道結(jié)構(gòu)采用過渡性路面結(jié)構(gòu):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(wěn)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(chǔ),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(jù)本工程地基地質(zhì)情況,淤泥層厚度大于3.5 m,填方高度大于3.5 m。根據(jù)《基礎(chǔ)工程施工手冊(cè)》規(guī)定,處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高且地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不大于120 kPa的黏性土等地基,采用水泥攪拌樁法進(jìn)行處理。

3 水泥攪拌樁施工

3.1 攪拌樁布置和參數(shù)

K1+202.060地下人行通道基礎(chǔ)處理水泥攪拌樁布置在道路中心線兩側(cè)各3.12 m的范圍內(nèi),需進(jìn)行軟基處理的地下人行通道基礎(chǔ)總長(zhǎng)為63.7 m。水泥攪拌樁設(shè)計(jì)參數(shù)要求:間距為1.0 m,樁徑D=0.5 m,正三角形布置,設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為7.2 m(以進(jìn)入細(xì)砂層1.0 m為準(zhǔn)),攪拌樁總樁長(zhǎng)為3 686.4 m。水泥采用強(qiáng)度等級(jí)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(qiáng)度大于1.5 MPa,地基處理后復(fù)合地基承載力達(dá)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(jìn)行打樁施工。水泥攪拌樁設(shè)計(jì)參數(shù)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(jìn)入相對(duì)硬層50 cm為原則,攪拌樁總根數(shù)為8 009根,總樁長(zhǎng)為47 756.8 m。水泥采用強(qiáng)度等級(jí)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(cè)限抗壓強(qiáng)度大于1.0 MPa。地基處理后復(fù)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(jìn)入相對(duì)硬層50 cm為原則,攪拌樁總根數(shù)為841根,總樁長(zhǎng)為3 623.0 m。

3.2 施工工藝流程

樁位放樣→鉆機(jī)就位→檢驗(yàn)、調(diào)整鉆機(jī)→正循環(huán)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度→打開高壓注漿泵→反循環(huán)提鉆并噴水泥漿至工作基準(zhǔn)面以下0.5 m→重復(fù)攪拌下鉆并噴水泥漿至設(shè)計(jì)深度→反循環(huán)提鉆至地表→成樁結(jié)束→施工下一根樁。

3.3 攪拌樁施工方法

1)機(jī)具就位。在已平整的場(chǎng)地內(nèi)組裝鉆機(jī),等鉆機(jī)安裝就位后,先調(diào)試鉆機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到正常狀態(tài)。2)預(yù)攪下沉。待攪拌機(jī)的冷卻水循環(huán)正常后,啟動(dòng)攪拌機(jī)電機(jī),放松起重機(jī)鋼絲繩,使攪拌機(jī)借設(shè)備自重沿導(dǎo)向架攪拌切土下沉,下沉的速度可由電機(jī)的電流監(jiān)測(cè)表控制,一般為 0.38 m/min～0.75 m/min,工作電流不應(yīng)大于70 A。攪拌機(jī)下沉?xí)r開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基中,邊噴邊旋轉(zhuǎn);如果下沉太慢,可從輸漿系統(tǒng)補(bǔ)給清水以利鉆進(jìn)。3)制備水泥漿。待深層攪拌機(jī)下沉到一定深度時(shí),即開始按設(shè)計(jì)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(jī)下沉到達(dá)設(shè)計(jì)深度后,開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基中,邊噴邊攪拌旋轉(zhuǎn),同時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)確定的提升速度提升攪拌機(jī),一般以0.3 m/min～0.5 m/min的均勻速度提升。5)重復(fù)上、下攪拌。攪拌機(jī)提升至設(shè)計(jì)加固深度的頂面標(biāo)高時(shí),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(jī)邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中,至設(shè)計(jì)加固深度后再將攪拌機(jī)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(gè)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(fù)上述步驟,再進(jìn)行下一根樁的施工?？紤]到樁頂部和上部結(jié)構(gòu)的接觸部分受力較大,通?？蓪?duì)樁頂1.0 m～1.5 m范圍內(nèi)再加一次輸漿,以提高其強(qiáng)度。

3.4 常見施工問題和處理對(duì)策

常見施工問題和處理對(duì)策見表1。

表1 常見施工問題和處理對(duì)策表

4 質(zhì)量控制和檢測(cè)

4.1 質(zhì)量控制

1)水泥根據(jù)施工進(jìn)度提前一定時(shí)間進(jìn)場(chǎng),水泥的進(jìn)場(chǎng)、使用、保管設(shè)專人負(fù)責(zé)管理,防止受潮變質(zhì)或污染環(huán)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(zhì)量,當(dāng)漿液到達(dá)出漿口后,應(yīng)噴漿底座30 s。3)嚴(yán)格控制攪拌時(shí)的下沉和提升速度,應(yīng)有專人記錄每次下沉和提升時(shí)間,深度記錄誤差不得大于50 mm,時(shí)間記錄誤差不得大于5 s。

4.2 質(zhì)量檢測(cè)

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(shí)采用對(duì)比法判斷樁身強(qiáng)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(yùn)轉(zhuǎn)正常。

5 結(jié)語

晉江市江濱南路延伸段道路工程第二標(biāo)段K1+202.060地下人行通道基礎(chǔ)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(shè)置疏打水泥攪拌樁過渡段。成功避免了路基出現(xiàn)差異性沉降突變,確保本工程按期高質(zhì)完成。

[1] 《基礎(chǔ)工程施工手冊(cè)》編寫組.基礎(chǔ)工程施工手冊(cè)[M].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2000.

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