浅谈淤泥地质的浸水路基基础处理施工工艺

浅谈淤泥地质的浸水路基基础处理施工工艺

邓建设1王稳2赵彧3

中建五局土木工程有限公司湖南长沙410000

摘要：随着我国基础设施建设体量不断增大，在各种不良地质环境下进行道路施工的情况越来越多，针对不同地质条件采用的基础处理施工工艺也有所不同，本文主要讲述在市政道路拓宽改造工程中淤泥地质情况的浸水路基基础处理施工工艺及要点，总结经验以供类似工程参考。

关键词：浸水路基；淤泥地质；基础处理

1、工程概况

昌南大道（生米大桥-昌东大道）快速路改造工程为城市快速路，在桩号K0+180-K4+980段均为填筑路堤，按设计要求对现有路堤进行拓宽改造施工。本道路同时作为南昌市南隔堤，兼顾防洪作用，在丰水季节拓宽路基将面临浸水情况。拓宽施工区域多为河流、湖泊，底部淤泥层厚度可达4.2米，淤泥地层属软土，承载力低、压缩性高，工程性质差，为新建拓宽道路不良土层。由于政府环境保护相关规定，本工程沿线淤泥地层无开挖外弃条件，新建浸水路基需要在淤泥地层上进行施工。浸水路基软土基础加固处理的施工质量直接决定了新建拓宽道路质量，本文就市政道路淤泥地质浸水路基基础处理施工工艺进行研究和总结。

2、施工工艺流程

2.1施工工艺

经现场勘察研究，在不进行大方量开挖淤泥换填的前提下，可采用水泥土搅拌桩作为主要承力基础，将道路荷载穿过淤泥地层传递至下方承载力高的粘土层上，再配合填筑中粗砂层作为淤泥覆面层及施工平台的工艺，进行淤泥地质基础处理施工。同时为了防止丰水季节的水流对路基的冲刷，软土基础处理范围为沿道路路基坡脚线外扩3m，并在路基填筑后修筑浆砌片石护脚、护坡至常水位以上1m，以达到保护浸水路基的目的。基础处理结构形式如下图所示：

2.2施工流程

2.2.1水域处理。沿拓宽道路路基坡脚边线外侧3m起修筑土石围堰，围堰顶面高出常水位标高1m，采用大功率水泵抽干围堰内河流、湖泊水，露出淤泥质河、湖床，沿淤泥区域两侧开挖排水沟及集水池，持续进行抽水，晾晒2-3天，直至淤泥层表面初步风干。

2.2.2中粗砂施工平台填筑。在初步风干的淤泥层表面，用机械分层填筑1m厚中粗砂，每层填筑厚度为0.5m。中粗砂填筑完成后，采用挖掘机进行初步压实整平，压实过程中如发现部分区域砂层沉降过大，应补充中粗砂填筑至大致平整。而后采用推土机进行复压整平，为水泥土搅拌桩施工机械提供操作平台。

2.2.3成桩工艺试验(试桩)。中粗砂填筑操作平台经由推土机平整后，水泥土搅拌桩机进场，进行试桩。试桩过程中需要确定操作平台稳定性、桩长、水泥浆水灰比、搅拌次数、搅拌时间、下沉上提速度等，通过试桩成功确定的参数指导水泥搅拌桩的全面施工。经本工程实施效果证明，填筑1m厚的中粗砂层能满足水泥搅拌桩机的施工作业需要。

2.2.4水泥土搅拌桩施工

本工程水泥土搅拌桩施工采用单轴搅拌桩机，桩径700mm，有效桩长8.0/8.5m，间距1.2m，正方形布置。采用湿法，四搅两喷，水灰比取0.5~0.6，水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。

钻机按设计桩位放样就位后，调整钻机至钻头垂直，连接好输浆管，开始钻进。钻至设计深度时，停止钻进，钻头反转，但不提升，此时开始喷送水泥浆，当确定水泥浆达到桩底后，边送料边搅拌边提升钻头。当钻头提升接近桩顶1m范围时，宜用慢速。当钻头被提升到桩顶设计标高时，停止提升，搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。当钻头提升至桩顶标高以上约0.5m时，停止送浆，搅拌桩在原位转动1min。然后重复上述步骤，钻头再次钻至设计深度，反钻提升喷浆复搅，直至再次达到桩顶标高以上0.5m，即完成本根水泥搅拌桩施工。钻机移位，采用相同工序进行下根水泥搅拌桩施工。

2.2.5检测与验收。水泥搅拌桩在成桩后3天内，应进行质量检验，采用轻型动力触探器取样器钻取桩身水泥土样本，目测观察搅拌均匀程度，并用轻型动力触探(N10)判断桩身强度，检测结果应满足设计要求。在成桩28天后，对不小于总桩数0.5%且不小于6个点的水泥搅拌桩进行单桩容许承载力及复合地基容许承载力载荷试验，试验结果均需满足设计要求。

2.2.6浸水路基基础保护。当水泥搅拌桩达到设计强度并验收合格后，方可进行浸水路基及基础保护工程施工。先破除0.5m长桩头，破桩孔洞采用中粗砂补充，按常规路基施工工艺使用压路机反复碾压使中粗砂层压实度达到设计要求。然后进行路基分层填筑，当路基填筑至常水位标高以上1m并验收合格后，可开始进行基础保护施工。基础保护采用50cm厚的浆砌片石，覆盖包括水泥搅拌桩外扩区域(宽3m)以及沿路基边坡坡底向上至常水位标高以上1m的区域，待浆砌片石强度施工完成，即可视具体情况挖除土石围堰。

2.2.7施工质量控制

一是水泥浆材料。应严格按照设计配合比拌制水泥浆，水泥用量的误差不得大于1%，并随拌随用，喷送的水泥浆不得有离析、结块等现象，否则应按废浆进行处理，喷送水泥浆须连续进行，如因故停止送浆，应将搅拌桩机钻头下沉至停浆面位置以下0.5m，待恢复送浆时继续施工。

二是要保证搅拌桩的垂直度。通过控制钻进设备的平整度和导向架相对地面的垂直度，并设置专门观测点采用测量仪器进行复核，确保垂直度偏差不大于1%。

三是注意钻进过程中的质量检查并做好记录。过程控制目的是确保桩长、水泥用量、钻进程序、搅拌时间和次数、下沉上提速度等参数均按照试桩确定的参数进行施工。其中桩长是平均桩长，采用“双控”：施工图设计的钻进深度为第一级控制，水泥搅拌桩机在钻进过程中电流明显增大为第二级控制(钻机为Ⅱ档，即0.8m/min钻进时，钻机电流表电流值达到持力层持荷电流时即可认为达到了持力层，水泥搅拌桩需深入持力层不小于3.0m)。现场施工过程中如发现软土层厚度与设计桩长不符合，应遵循桩深入至下卧硬层3.0m为止的原则。

四是只有在桩体检测经过验收合格后才能进行路基填筑施工。路基施工至满足基础保护施工的条件时，进行基础保护层施工，浆砌片石保护层施工质量将直接影响到浸水路基远期抗冲刷的能力，应严格按设计及规范要求进行施工。

3、结束语

在现今国内外的道路改造工程中，对道路路基软基处理一般采用有换填法、排水固结法、水泥搅拌桩法及预应力管桩法等，但是针对具体工程还需要对传统方法进行优化才能适用。针对本工程淤泥层无法清除导致无施工作业平台、路基面临浸水和冲刷的不良条件下，通过对水泥搅拌桩施工工艺优化，增加中粗砂层及浆砌片石保护层的措施，克服了施工中遇到的困难。通过合理设计水泥搅拌桩间距与桩径，保证了浸水路基基础的稳定性，达到了设计路基基础承载力的要求，给了道路拓宽施工强有力的质量保障，节约了水泥搅拌桩的施工成本，同时还由于没有外弃淤泥，极大程度上保护了生态环境。昌南大道（生米大桥-昌东大道）快速路改造工程在采用优化后的浸水路基基础处理施工工艺之后，不仅保证了优良的工程质量，也赢得了社会各界的赞同，希望可以对今后类似的工程施工起到参考和指导作用。

参考文献:

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[2]朱德利.浅谈铁路浸水土路基施工工艺及方法.科技创新与应用，2017年第4期：231-231.

[3]王明利.某大型河流浸水路基边坡防护设计方法探讨.城市道桥与防洪，2017年第4期，51-53.