吹填砂堆載預壓處理軟弱地基技術探討

郝飛

（中鐵十一局集團第六工程有限公司）

引言

為了適應國民經濟發(fā)展和城市建設的需要，解決城市發(fā)展、國土資源規(guī)劃和道路建設之間的矛盾，中國已經逐漸加大了對軟土地的開拓和規(guī)劃。尤其是在濱海新區(qū)等沿海城市。這些地區(qū)發(fā)展越來越快，城市建設步伐也越來越快，占地需求越來越大這樣的背景下，獲得土壤變得越來越困難。由于大面積軟土地基加工越來越重要，導致建筑成本越來越高，工期也越來越長，所以，對軟土地基進行加固，在最大的程度上節(jié)約投資成本，以期縮短工作周期。

1 地質和工程概況

（1）段址內特殊性巖土主要為：人工填土、軟土、殘積土、全風化巖及強風化巖。人工填土：在車輛段內人工填土層為素填土，位于地表，水平上分布不均勻，主要為人工堆填的粘性土組成，土質不均勻。軟土：該層土主要為海陸交互相沉積的淤泥，淤泥質土層，分布廣泛。該層屬軟弱土層，含水量高，在天然狀態(tài)下呈流塑狀，強度低，土層力學性能差，具高壓縮性，透水性差。殘積土及風化巖：該層殘積土、全風化帶、強風化帶土質成分主要為粉質粘土，具有遇水軟化的工程特性，同時由于風化程度不均勻在風化巖中多存在軟弱夾層，以上兩點均對擬建工程的基礎選型造成不利影響。

（2）大洲車輛段是廣州市軌道交通七號線的定修車輛段，承擔本車輛段配屬車的停放、日常保養(yǎng)、列檢及雙周/三月檢任務，以及7號線全線車輛的定修任務。大洲車輛段工程主要包括站場土石方工程、軟基處理工程、邊坡支擋防護工程、橋涵等工程。其中軟基處理總面積約為20.5萬m2，采用吹填砂堆載預壓發(fā)進行軟基處理的面積約為13.4萬m2，占總面積的65.3%，主要為碎石道床、道路、建筑及綠化區(qū)；采用攪拌樁復合地基進行軟基處理的面積為7.1萬m2，占總面積的34.7%，主要為整體道床、周邊、試車線及出入段線區(qū)。

車輛段在建設及運營過程中，為保證行車安全及線路、建構筑物的穩(wěn)定，對段內的整體沉降控制有著嚴格的要求，結合廣州地區(qū)已完工項目的軟基處理情況，發(fā)生工后沉降的案例較多，如何確保軟基處理的施工質量是本工程的重點。大洲車輛段軟基處理主要工程數(shù)量見表1。

2 施工設計和施工工藝研究

（1）施工流程。本工程試驗區(qū)地基加固的施工流程為：施工現(xiàn)場清理→作業(yè)地面整平→鋪放底層材料→打塑料排水板→構造淤泥密封墻→吹填砂堆載預壓（或堆載預壓）處置。為了獲得指導設計和施工的試驗數(shù)據(jù)，該方案提供了地面沉降和分區(qū)層沉降、孔隙水壓力、水位、深度水平位移、側樁等檢驗驗證工作，也安裝了鉆孔土和負載板的測試項目、布局測試和其他測試項目。在堆載預加載測試區(qū)域應用三級和五級載荷，對土壤進行十字板剪切試驗和鉆孔取樣檢查工作。該項目是為了加強針對于預加載區(qū)邊緣的前導標志的保護和觀測點的基礎沉降、斷裂和傾斜等問題的研究。

（2）施工工藝有前到后的施工步驟為：場地準備，清除障礙物→排除魚塘積水、晾曬→鋪設復合土工布→吹砂填筑至5.0m→埋設變形觀測儀器及現(xiàn)場測試→打設塑料排水板→集水井、盲溝施工→分層逐級吹填砂及碾壓密實→沉降變形，孔隙水壓力等觀測記錄→用現(xiàn)場沉降及孔壓資料分析是否達到預壓要求→滿足要求，卸載堆載層→加固后地基質量檢測、平板荷載試驗機分析整理觀測資料→卸載面整平、表面碾壓→交工面鋪設密封土→軟基處理竣工驗收。

表1 軟基處理主要工程數(shù)量表

3 堆載預壓法處理吹填砂軟土地基的固結度的監(jiān)控和分析

項目進行過程中，重點對這些方面的要點進行監(jiān)控：①地平面的下降量。在地表底層安裝沉降檢測器，在建造高度達到2m的時候，再進行下一次的觀測。以后要依照施工分層的狀況和建造的高度進行把控，每個分層要檢測1～2次。②土壤上層邊向的移動。在該層安裝地表樁，在填充高度進行到2m的時候，再實施下一次的檢測。之后依照施工的分層填筑高度再次進行測量檢驗。③土壤深層的側向移動距離。在平面層設置測斜管，并且當建筑高度達到2m的那一刻，馬上進行第二次的檢測。再依據(jù)施工分層的建造進程進行監(jiān)控，每一層都要進行至少一次的檢測。④間隙空間中的水壓力。按照施工的分層建筑高度，在填筑當天和之后的一天實施檢測，事后觀察變化規(guī)律再進行分析比對。⑤空隙中的水深狀況。根據(jù)施工分層填筑高度，在填筑當天與第2d展開測量，再根據(jù)變化規(guī)律進行檢測。

4 應著重注意的方面

（1）清淤船清淤。本項目設計表層清淤厚度為50cm，傳統(tǒng)表層清淤方式為先將魚塘水抽排后進行晾曬，再利用機械進行面層淤泥的挖除外運。但由于魚塘底部多為塑性極低的淤泥腐殖土，顆粒較小，晾曬周期耗時較長，且20cm以下的淤泥不易晾曬固結，機械清淤過程中仍然會存在大量流塑狀淤泥，不利于開挖及外運且大大增加了文明施工的投入。項目根據(jù)段內魚塘多、深度合適、相互可以連通的特點，選用了機械鉸刀式清淤船進行清淤的方案。該方案是利用清淤船的前置鉸刀對塘底泥層進行切割分解，增大泥漿濃度，然后利用泥漿泵將泥漿吸入，通過管道排出。完畢后將池塘水進行抽排，對清淤厚度不符合要求的部位進行機械挖除，確保了整個魚塘的清淤質量。該技術運用廣泛，清淤效率高，適合魚塘分布較多區(qū)域的表層淤泥清理。

（2）自動抽排水堆載預壓區(qū)共設有集水井75座，淤泥層孔隙水受堆載預壓作用經排水板返至粗砂層，由盲溝匯入集水井，當集水井內水位上升到一定高度后，會與淤泥層孔隙水達到動態(tài)平衡，此時淤泥層孔隙水無法受壓擠出，排水固結過程受阻。對此，項目在每個集水井內設置水泵的同時安裝水位監(jiān)控裝置，當集水井內水位高于0.6m時自動抽水，并安排人員每日巡檢記錄，確保排水及時、暢通。

（3）水加載。由于吹填砂用量較大（約75萬m3），且對砂質要求較高，因此出現(xiàn)過砂源不足的情況。部分區(qū)域的超載預壓層因為砂源不足，原設計堆載預壓高度為10.95m，實際吹填至10m時后續(xù)加載被迫中斷。采取水加載的措施，在未達到預定堆載壓力的區(qū)域設置封閉圍堰，內滿鋪不透水高強度塑料膜，然后在圍堰內填滿水取代堆載砂，待砂源恢復供給后再進行吹填堆載，直至達到卸載條件后卸載。該方案作為砂源不足時的臨時措施，解決了超載預壓空白期對整體工期的影響，費用低、易操作，值得借鑒。

5 結語

綜上所述，我們可以看到吹填砂堆載預壓項目周邊應有良好的水路運輸條件，水路運輸效率高、成本低，同時可在料倉內直接安置泥砂泵進行吹砂作業(yè)，減少了填砂的轉運，需提前備好預備砂源，做好進場砂源的質量把控，含泥量、粒徑等不符合要求的不得使用；周邊格柵攪拌樁的設計方案效果顯著，對整個軟基處理的質量有十分重要的作用，值得推廣；嚴格執(zhí)行卸載標準，嚴禁盲目卸載。

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