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1、吹填土区软土路基处治施工实践摘要：本文通过新化路工程在长江吹填土区的施工实践，来阐述工程在长期积水、地质复杂、工期紧迫的情况下，分别采取块石挤淤、换填土、石灰土及石灰桩等处理方案，解决了施工困难，保证了工程进度，并经沉降观测验证，已达到强度和稳定性要求。关键词：吹填土 排水固结 土基处治 沉降稳定1、前言新化路道路工程，位于市江边重化工区，本期工程南起江花路(K0+000)，北至长江防洪堤防(K1+000)总长1000m，全线原属沿江滩地，地面平均高程2.3m(青岛高程系统，以下同)。本工程北端400m为新围堤吹填区、沉淀时间不足2年。新吹填土厚度平均1.5m，绝大部分常年受水浸泡，尚处于流动
2、状态，无承载力，机械无法进场施工，土基处治有一定困难。工程开工后，施工技术人员采用多种方法进行软土处治，不断改进施工方案，重点解决土基强度和沉降稳定问题。工程完工后，经多年跟踪观察，多次复测高程，为路基工后沉降分析提供资料。本文借以总结与同行交流，以期得到进一步的改进。2、施工准备本工程施工工期为2001年3月20日至同年10月31日，开工之初，主要围绕疏排地表水、调查地质情况以及拟定可能的土基处治方案等三个方面来进行。2.1 施工排水降水工程现场情况：场地长期积水、吹填土处于浮动状态，行人进入需双层竹筏铺垫，3m长钢筋人工可直插地下2.5m以上。施工进场首先是疏排地面积水，边凉干边用人工开挖
3、深1.2m，底宽0.8m的边三角井进行排水降水，根据现场施工人员观察，排水降水12天后除低洼积水地段外，短期晾干的地表已出现干裂、裂缝宽25，深10-30，边沟旁50-70的深度范围内，土体已逐渐变干，局部地势高的地方(地表晾干已近一个月)，机械可以进入，情况大有改观。由此看来，吹填土地段路基宜有计划进行排水，增加晾干时间，提高天然地基的持力作用，以创造施工条件，简化土基处治进程。2.2 地质情况调查根据周边工程的地质勘察资料，本工程吹填土区域的基本地质情况为：层长江淤泥吹填土层，主要由松散状粉土和流塑状淤泥质粘土组成，富植物根茎，平均厚度1.3m，土基回弹模量约3-5MPa。层淤泥质粉质粘土
4、层，平均厚度3.7m，天然含水量40%(35%)。孔隙比1.13(1.0)，压缩系数0.78(0.5)，抗剪强度15MPa(35 MPa)两层平均总厚度约5m，具有典型的三高一低软土特征。层为粉质粘土层，平均厚2.3m,层粉土夹粉砂层，平均厚度2.8m。上层滞水赋存于土层之中：承压水与长江水呈互补，水量较丰，水位1.52.2m。上述地质层为厚达5m的软土层，由于地下水位高，清除难度大，施工工期又没有足够的时间来进行施压排水固结，因此很难直接作为天然地基使用，故考虑对土基采用浅层处治。处治方法有：低洼积水地段-抛石挤淤，排水晾干地段素土换填。工程范围内的非吹填土地段，施工时通过管沟开挖了解到：该
5、地段沉积年限较短，土的含水量较高，粘结性较差，土层的水分渗流相当活跃，地质条件也很差。且土层分布对管道基础的开挖和埋设不利。如：一处地面标高2.75m以下土层情况为：2.75m0.5m为承载力较低的粉质粘土，0.5-0.5m为黑色亚砂土，雨污水管道正位于此层间，换水量饱和的黑色粉砂土凝聚力及摩察角均偏小，在水头压力下，极易发生流淌。局部地段底下还有老河道，管道施工困难较大，部分地段在施工过程中由于事先准备不足，未能及时采取相应措施，造成沟槽坍方和污水管道底板上浮。3、施工处治方案3.1 管道施工处治方案3.1.1 管位本工程吹填区范围内因地质条件太差，且没有足够的时间来进行施压排水固结，需采取
6、块石挤淤或打石灰桩等方式处治土基，故将雨污水管迁出了道路范围与地块结合排放。3.1.2 沟槽防护及处治K0+496K0+196段，污水管位于黑色粉砂土层，因受层间水渗流影响，边坡土塌方严重，无工作面可供施工操作，采取的措施是： 放缓沟槽边坡，按1：1.5开挖，弃土移至边坡顶5m以外。 在保证槽底宽度的情况下，边开挖边打入临时木桩，木桩长4m，直径20，间距1m，然后用蛇皮袋装土作围堰，分四批堆放，防止流泥进入沟槽内。 在槽底边侧人工开挖排水沟，每50m设一集水井，确保沟槽内不积水。 污水管铺完后即用6%的灰土回填管腔，以保证上面雨水管道的施工质量。鉴于利用开挖出的土方含水量较高，故管顶以上2m
7、范围内用6%灰土回填，回填时以两个井段为一工作段，每20一层分层夯实。要求灰土用生石灰闷灰，土颗粒要细、含水量恰当，拌和均匀，使回填土的质量得到保证。经测试管顶土基弯沉达到0.73，符合设计要求。K0+196K0+096段，土质更差，挖深45m时出现老河道淤泥层，边坡流砂坍方也愈加严重，并出现污水管道底板上浮现象，施工时采取以下措施： 增加放坡至1：2，挖出的土方利用推土机堆至边坡顶5m以外，以减少边坡荷载，同时根据土质好坏分别堆放，以便用好土回填。 在沟槽底两侧打木桩(如上段所述)用1m高的木板挡土，以保证边坡稳定。 沟槽开挖时槽底抛块石深0.5m宽2m，上铺10碎石层浇钢筋混凝土基础。 钢
8、筋混凝土基础两侧木挡板内铺设40宽50高的盲沟(填720碎块石)，每隔50m设一处集水井，并及时排水。 管腔及管顶2m范围内用6%生石灰闷灰土回填，经测试管顶覆土土基弯沉达到0.84。符合设计要求。3.2 路基施工处治方案本工程全线根据现场条件，分别采取抛石挤淤，换填土，石灰基，石灰桩基等浅层土基处治方案(后两项用于非吹填区)。3.2.1 抛石挤淤K0+904K0+990段，属吹填土路段，吹填土最深处达3m，属低洼积水地段，地表水难以排尽，表面土层尚处于流动状态，无法进行开挖施工，故采用抛石挤淤法，利用两头施工便道运料，由两端向中间逐步推进，具体为用粒径不小于20的块石，按30一层分3层回填，
9、利用装载机压入，先中间后两边将淤泥挤至两侧，确保中间无淤泥夹层，抛石过程中尽量利用机械自重在上碾压，压至无明显沉晃现象为止。同时用人工对不平稳的石头进行处理，以至无搁空现象，抛石宽出路基每侧各0.5m。两端抛石中间合拢时，先用挖机将接头处淤泥清除干净，使合拢无淤泥夹层，然后用运土车和压路机碾压稳定，至抛石高出淤泥面20，表面再铺一层15左右碎石，溜缝整平，并用震动压路机碾压密实，再上6%灰土处理层保养20天，使其有一定的稳定期。3.2.2 换土回填K0+894K0+611段，属吹填土路段，吹填土厚度在2m以内，靠近施工便道，地面积水已排除，但机械仍无法在其上施工，故采用换土回填法，先从施工便道
10、用反铲挖机挖除淤泥运走，然后用老江堤上运来的好土分层回填，并在底部铺设一层塑料薄膜，作为隔离层，以保证回填土不受基底土的渗透，使其在有效的时间内达到一定的土基承载力，为向前推进提供机械操作平台，边开挖边换填，平均换土深度2m，同时利用挖机加深边沟，扩大降水影响范围，降低土基含水量。3.2.3 石灰土基K0+611K0+096段，石灰(6%)处理过湿土基深80，利用生石灰进行闷灰24小时，再将灰土利用推土机推土，每30一层，先轻型压路机压稳，再重型压路机碾压密实，形成路拱。针对江边粉质土有夜潮白天干的现象，尽量在白天一次性碾压成型然后进行保养，保养过程中禁止机械及车辆行驶。3.2.4 石灰桩基本
11、工程起始阶段(K0+006K0+096)，因路中有房屋拆迁滞后，同时新化路北端石化码头竣工剪彩需要，导致时间紧迫，于是把该段管线移至路外，该段土基翻挖处理已无时间，故在清表碾压后，采用石灰桩加固土基：为方便施工，选择细短密集的桩(悬浮桩)，桩直径16(一般1540)，桩长1.6m，桩距50，桩位相互错开。用挖掘机钢管打孔，由两侧向中间进行，二人配合用人工灌生石灰(颗粒粒径不大于7)，分层捣实，上口预留50用土封口，封口高度不宜低于地面。施工时应减少地下水渗入孔内，成孔填实前应排除孔底积水，夯实时不能让水下去。并用压路机碾压34遍，填料应分段压(夯)实，利用生石灰横向胀力，把土挤紧然后保养2-3
12、天，再施工道路结构层。这样处理时间快，对建筑物影响较小，加固土基效果能满足要求。总之，新化路工程在积水影响、土质多变、工期有限的情况下，采取了上述多种处理方法，解决了施工困难，保证了施工进度。也为今后类似工程积累了一些经验。4、土基处治效果评价及建议本工程2001年年底竣工验收，使用至今，砼路面平整，无错台，无明显的变形裂缝，吹填土沉降趋势符合客观规律，几种处治方法的施工效果基本满足了土基强度要求。根据2007年6月10日实测新化路道路中心高程，沉降统计结果如下： 吹填区块石挤淤深1.2m，平均填高1.5m，平均沉降0.210m(0.1820.246m) 吹填土区换填土深2m，平均填高1.0m
13、，平均沉降0.154m(0.1000.189 m) 非吹填土石灰处理0.8m，平均填高1.10m，平均沉降0.085m(0.0620.130m)对照沉降验算值(下表)，吹填区实测沉降值已达到总沉降量，路基已达到稳固状态。表一 新化路吹填土换填法沉降验算值表换填土厚度路基填土高度(m)注00.51.01.52.02.53.000.1050.1580.2100.2620.3140.3660.418换填土多用于路基的浅层处治,处治深度一般0.40.8m,严重1.23.0m0.40.0960.1480.1980.2460.2950.3440.3930.80.0890.1380.1830.2280.27
14、40.3190.3641.20.0830.1270.1690.2100.2520.2940.3361.50.0790.1210.1600.2000.2400.2800.3202.00.0720.1110.1470.1820.2190.2560.2922.50.0640.1000.1330.1650.1990.2320.2653.00.0580.0900.1190.1490.1780.2080.2383.50.0510.0810.1060.1330.1590.1860.2124.00.0440.0710.0940.1180.1410.1640.1884.50.0380.0620.0820.103
15、0.1230.1440.1645.00.0330.0540.0730.0910.1090.1270.145从新化路吹填土换填法沉降验算参数(见表一)可见，道路路基的沉降值与换填土的深度有关，而与处治材料关系不大，吹填土表层抛石挤淤是一种受制于积水未除的抢工措施，仅为施工提供方便。它存在以下不足：其一，纵然各种地下管线可以外移，但日后遇有过路管的施工还会带来一定困难。其二，强度高的石料并不能减少路基的沉降。其三，工程造价偏高(见表二)，是同样厚度素土换填费用的4倍，是堆土预压的3倍。可见遇吹土工程，宜有长计划，早安排，治湿是关键，排水晾干才能创造施工环境，从而简化土基处治方式，例如可从下表二所列方案中优选，在计划工期允许时，甚至可以实现天然地基堆载预压，以最大限度节约成本，减少工后沉降提高路基的稳定性。
