深厚泥漿池管袋圍堰就地固化施工技術(shù)

梁建鋒1，黃擎洲2，李富有2，王新泉3，魯 海，郭玲敏

(1.紹興市交通工程質(zhì)量安全監(jiān)督站，浙江 紹興 312000；2.浙江華恒交通建設(shè)監(jiān)理有限公司，浙江 紹興 312000；3.浙江大學(xué)城市學(xué)院，浙江 杭州 310015；4.臨海市交通工程建設(shè)有限公司，浙江 臺州 317000)

引言

在公路工程建設(shè)路線中，不可避免地遇到特殊土(巖)路段、不良地質(zhì)路段，其中泥漿池路段較少見，尤其是跨越深厚大型泥漿池，在該路段修建公路，路基的全部斷面有可能全部位于泥漿池內(nèi)，需考慮機(jī)械的進(jìn)場、泥漿池的加固以及如何避免泥漿對路基穩(wěn)定性的影響。

針對吹填土等流塑性軟弱土，陳永輝等[1]提出將固化材料和表層軟土混合攪拌，使其形成“人工硬殼層”，以提高地基土承載力的快速淺層固化新方法。應(yīng)用就地固化和ALLU強(qiáng)力攪拌頭系統(tǒng)處理吹填土，相較于真空預(yù)壓能大幅節(jié)約工期。就地固化可直接對地基土進(jìn)行固化處理，處理深度可達(dá)3 m，無需進(jìn)行分層填筑。同時，若采用水泥、石灰等作為固化材料，其與土體中的礦物成分和水將產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)一步提高地基土的承載能力，以滿足工程的要求。

目前針對就地固化技術(shù)已開展了一些研究[2-6]，但針對泥漿池等軟土的固化處理及處理效果的研究仍相對較少。本文以紹興地區(qū)深厚泥漿池路段公路工程項(xiàng)目為依托，對深厚泥漿池管袋圍堰就地固化施工技術(shù)的設(shè)計要點(diǎn)、工藝流程和關(guān)鍵技術(shù)等作系統(tǒng)的研究，以期為同類工程建設(shè)提供借鑒和參考。

1 工程概況

以紹興濱海產(chǎn)業(yè)區(qū)錢濱線6標(biāo)及7標(biāo)泥漿段超軟土路堤施工項(xiàng)目為例，項(xiàng)目主線起于杭金衢高速紹興連接線與329國道交點(diǎn)處，起點(diǎn)樁號設(shè)為K0+000，擬建路線穿越華舍街道、安昌鎮(zhèn)、柯橋開發(fā)區(qū)等，終點(diǎn)位于濱海工業(yè)區(qū)濱江大道，終點(diǎn)樁號為K34+318，主線全長為34.318 km，主線路基寬為39 m、連接線路基寬為31.5 m，地理位置如圖1所示。

圖1 項(xiàng)目地理位置圖

該項(xiàng)目施工過程中，在樁號K33+853～K34+139段發(fā)現(xiàn)了大型泥漿池，如圖2所示。泥漿池原為2003年左右圍一線海塘?xí)r集中取土形成的低洼斷頭河塘，長約為2 000 m，寬約為300 m，泥漿于2014年12月開始堆放，泥漿頂標(biāo)高為3.49～3.79，水面標(biāo)高約為4.5，泥漿底標(biāo)高約為-2.5～-2.1，泥漿厚約為6 m。

圖2 K33+853～K34+139段泥漿池位置圖

2 泥漿池處理方案

根據(jù)地質(zhì)資料對泥漿池路段進(jìn)行沉降和穩(wěn)定計算，結(jié)合路基沉降、施工方便等因素對該大型泥漿池進(jìn)行處理方案設(shè)計。該項(xiàng)目中泥漿池范圍內(nèi)全部為路基，泥漿深度相對較淺，泥漿池水深達(dá)1 m左右，且泥漿池面積大，抽水存在一定困難，因此，采用路基右側(cè)增設(shè)圍堰與全斷面固化處理方案如圖3所示。

3 施工工藝及流程

3.1 管袋圍堰施工

施工前先于路基右側(cè)新建一道管袋圍堰，圍堰頂寬為8 m，按1∶1.5放坡至泥漿池底。管袋施工時注意合理安排順序，確保安全，應(yīng)避免泥漿大量擠入路基范圍。

圖3 項(xiàng)目泥漿池就地固化斷面圖

3.2 就地固化

就地固化厚度為6.5 m，固化寬度為52 m，采用粉劑固化劑，固化劑含量為9%，主要成分為水泥、礦渣微粉以及少量穩(wěn)定劑，具體配比根據(jù)試驗(yàn)室試驗(yàn)與現(xiàn)場試驗(yàn)確定。采用ALLU攪拌頭就地攪拌，具體施工過程如下：

采用垂直上下攪拌固化的方式，直插式攪拌設(shè)備對原位土進(jìn)行攪拌，攪拌設(shè)備正向攪拌緩慢深入并噴射固化劑，直至固化層底部，然后攪拌頭反向攪拌緩慢提升并噴射固化劑，攪拌升降速率控制在10～20 s/m，固化劑的噴射速率控制在40～70 kg/min。該工序?yàn)殛P(guān)鍵工序，應(yīng)保證攪拌均勻，其強(qiáng)度滿足指標(biāo)要求，固化時邊固化邊推進(jìn)，相鄰區(qū)塊應(yīng)有>5 cm的搭接寬度，以避免漏攪，如圖4和圖5所示。

圖4 邊固化邊推進(jìn)的處理方式

圖5 就地固化攪拌方式(原位垂直上下)

3.3 路基填筑與預(yù)壓

固化施工完成后，養(yǎng)護(hù)時間≮28 d，因泥漿池水位偏高，先在固化層上填筑1 m厚清宕渣，然后進(jìn)行路基填筑。預(yù)壓采用超載預(yù)壓，預(yù)壓填筑標(biāo)高為：路面設(shè)計頂標(biāo)高為+1；預(yù)壓期為6個月，預(yù)壓期間每沉降25 cm應(yīng)及時補(bǔ)方。

4 質(zhì)量檢驗(yàn)

4.1 固化劑成分及含量

固化劑材料應(yīng)符合國家規(guī)范要求，具體固化配合比應(yīng)通過試驗(yàn)室試配試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行確定，通過固化劑自動定量控制系統(tǒng)控制施工過程中的配比，允許偏差≤0.5%。

4.2 就地固化處理厚度

主便道寬度檢測≮9處，每個支便道≮3處，要求處理寬度與設(shè)計寬度相差≯10 cm。主便道厚度檢測≮3處，每條支便道≮1處，通過鉆芯取樣或靜力觸探試驗(yàn)確定，要求處理厚度與設(shè)計厚度相差≯20 cm。

4.2 就地固化處理層的強(qiáng)度

固化完成14 d后，采用十字板剪切試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)檢驗(yàn)固化土體，每500 m2測1處，要求十字板剪切試驗(yàn)不排水抗剪強(qiáng)度≮80 kPa或靜力觸探錐尖阻力≮0.8 MPa。靜載試驗(yàn)每3 000 m2測一處，要求地基承載力特征值≮100 kPa。

5 結(jié)語

針對泥漿池等流塑性軟弱土地基上施工路基存在的技術(shù)難題，以紹興地區(qū)深厚泥漿池路段公路項(xiàng)目為例，結(jié)合地質(zhì)資料、沉降控制要點(diǎn)和施工工作量等因素，采用路基右側(cè)增設(shè)圍堰與全斷面固化的施工工藝對深厚泥漿池進(jìn)行處理，大幅提高地基土的承載能力，為公路路基的順利施工奠定了良好的基礎(chǔ)。