淤泥固化樁軟基處理技術(shù)在重載交通道路中的應(yīng)用研究

王京偉 毛利 賈存威 寧波市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司

1.前言

在道路工程軟基處理中，淤泥固化技術(shù)因其環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。但在應(yīng)用過(guò)程中，傳統(tǒng)的強(qiáng)力攪拌頭加挖掘機(jī)的組合也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，主要的就是噴漿攪拌不均勻、地基處理深度不足。因此，工程應(yīng)用中亟需對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改進(jìn)。在這種背景下，淤泥固化樁軟基處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

2.工程概況

杭甬高速?gòu)?fù)線澥浦互通連接線工程南起繞城高速沙河互通，終點(diǎn)為杭甬高速?gòu)?fù)線澥浦互通收費(fèi)站，道路等級(jí)為城市主干道并具有高速疏散功能，建成后道路交通量大且重載交通較多。

本項(xiàng)目三期工程起點(diǎn)為二期工程終點(diǎn)，終點(diǎn)順接澥浦互通收費(fèi)站，實(shí)施里程0.761公里。本段道路全部位于海塘中，工程基礎(chǔ)為淤泥，承載力無(wú)法滿足工程建設(shè)的需求，必須進(jìn)行軟基處理。

3.工程地質(zhì)情況

工程地質(zhì)情況詳見(jiàn)表1。

表1 工程地質(zhì)情況

4.傳統(tǒng)淤泥就地固化方案比選

4.1 傳統(tǒng)淤泥就地固化方案原理

通過(guò)強(qiáng)力攪拌設(shè)備將水泥等無(wú)機(jī)結(jié)合料與軟弱土就地拌和，使得土體達(dá)到一定強(qiáng)度，從而滿足道路建設(shè)需求。

4.2 傳統(tǒng)淤泥就地固化方案使用設(shè)備詳見(jiàn)圖1、圖3。

圖1 傳統(tǒng)就地固化系統(tǒng)示意圖

圖3 傳統(tǒng)就地固化使用設(shè)備

4.3 傳統(tǒng)淤泥就地固化方案施工工藝詳見(jiàn)圖4。

圖4 傳統(tǒng)淤泥就地固化施工工藝流程圖

4.4 傳統(tǒng)淤泥就地固化方案適用性分析

（1）本道路為城市主干道并承載高速疏散功能，工程屬于重載交通，對(duì)地基承載力要求高。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，本工程沿線表層為淤泥質(zhì)黏土（厚度3-6m），性質(zhì)很差，其下為粉土，性質(zhì)較好。因此本工程淤泥處理深度至少為6m，傳統(tǒng)的傳統(tǒng)淤泥就地固化處理深度不超過(guò)5m，因此處理深度不能滿足本工程要求。

（2）由于本工程位于灘涂上，傳統(tǒng)的淤泥就地固化方案所使用的固化設(shè)備挖掘機(jī)無(wú)法直接在場(chǎng)地進(jìn)行施工，施工措施費(fèi)大大增加。

鑒于上述技術(shù)及經(jīng)濟(jì)原因，傳統(tǒng)的淤泥就地固化方案無(wú)法滿足本工程的地基處理要求。

5.淤泥固化樁軟基處理技術(shù)

5.1 淤泥固化樁軟基處理技術(shù)原理

淤泥固化樁軟基處理技術(shù)采用自主研發(fā)的螺旋淤泥固化機(jī)進(jìn)行施工，固化機(jī)包含螺旋式結(jié)構(gòu)的行走系統(tǒng)，操作平臺(tái)、機(jī)械臂和用于將固化劑增加攪拌入淤泥軟基中的固化劑攪拌系統(tǒng)。該固化機(jī)可實(shí)現(xiàn)在灘涂行走施工，在處理深度及施工質(zhì)量上較傳統(tǒng)就地固化技術(shù)有了較大幅度的提升。

5.2 使用設(shè)備（見(jiàn)圖2、圖5）

圖2 淤泥固化樁軟基處理示意圖

圖5 淤泥固化機(jī)

5.3 施工工藝

5.4 淤泥固化樁軟基處理方案

根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，沿線表層為淤泥質(zhì)黏土（厚度3-6m），性質(zhì)很差，其下為粉土，性質(zhì)較好。

本次設(shè)計(jì)采用淤泥固化樁對(duì)一般段進(jìn)行處理，標(biāo)準(zhǔn)路段采用長(zhǎng)樁處理，樁徑1m，樁長(zhǎng)6m，間距2m，采用正方形布置。

5.5 檢測(cè)指標(biāo)

（1）固化劑摻入量14%，淤泥固化樁28天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到1.0MPa。

（2）復(fù)合地基承載力不小于110Kpa。

5.6 施工檢測(cè)

（1）經(jīng)檢測(cè)部門檢測(cè)，固化劑摻入量14%，淤泥固化樁28天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)到1.02MPa，滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，按本方案處理后的復(fù)合地基承載力可達(dá)到110Kpa，滿足設(shè)計(jì)要求。

從檢測(cè)結(jié)果看，淤泥固化樁軟基處理技術(shù)在本工程的應(yīng)用比較成功，加固效果良好。

6.工程意義

圖6 淤泥固化樁施工工藝流程圖

圖7 淤泥固化樁平面布置示意圖

傳統(tǒng)的淤泥就地固化技術(shù)采用挖掘機(jī)加強(qiáng)力攪拌頭的組合，在噴漿及攪拌均勻性上均存在不可控的問(wèn)題，在軟土地基處理深度上也受到較大制約。淤泥固化樁軟基處理技術(shù)采用自主研發(fā)的螺旋淤泥固化機(jī)進(jìn)行施工，處理深度大大超過(guò)傳統(tǒng)技術(shù)；通過(guò)控制臺(tái)控制噴漿量，可保證噴漿的均勻性；后期可通過(guò)取芯檢測(cè)樁基無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，可保證施工質(zhì)量。

目前該技術(shù)已成功應(yīng)用于杭甬高速?gòu)?fù)線澥浦互通連接線工程（三期）路基軟基處理中，加固效果良好。

該工程道路等級(jí)為城市主干道并具有高速疏散功能，建成后道路交通量大且重載交通較多。淤泥固化樁軟基處理技術(shù)在該工程上的成功應(yīng)用對(duì)其他類似工程也有很好的借鑒意義，可進(jìn)行大范圍的推廣。