就地固化技术在大型公建项目地基处理中的运用

就地固化技术在大型公建项目地基处理中的运用

邝彬

广东重工建设监理有限公司，广东广州 510670

摘要：香港科技大学广州学院项目一期工程（配套建筑）由于工期紧、质量要求高，采用了就地固化技术进行软土地基处理。通过严谨的施工方案，科学的管控手段，快速完成地基处理，提高了地基的承载力。

关键词：就地固化技术、软土地基处理

1 工程概况

香港科技大学广州学院项目一期工程（配套建筑）拟建总建筑面积360352㎡，其中，地上建筑面积304280㎡，地下建筑面积56072㎡。单体公共建筑最大高度约60米，单体公共建筑最大面积约16800㎡。项目建设场地位于南沙区，境内绝大部分为珠江三角洲沙田平原，土壤肥沃，地势平坦，场区淤泥、淤泥质土层深厚，且均含有一定的有机质且含量较高。软土具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、承载力低、抗剪强度低、灵敏度高、渗透性小、地基承载力低等特点。

本场地作为建筑用地，基坑支护施工前已对场区大范围的人工填土<1>及上部软弱淤泥<2-1>层进行了真空预压软基加固处理，以提前消除主要的固结沉降。但非软基处理区域地基承载力仍然较低，无法支持大型机械行走及大面积土方开挖。本项目工期紧张，支护桩施工完成后，恰逢春节假期。面对地基承载力低，春节假期的困境，项目决定对场地的部分区域采用就地固化技术进行处理。

2就地固化技术优势

就地固化处理改变了传统砂石换填方式，主要有以下优势：

（1）免去开挖、清淤等操作，直接进行原位处理。无需对软土进行清除和转运，大大节约人员机械的投入，缩短施工工期；

（2）通过添加固化剂对不合格软土进行处理后，处理后的软土可用以路基等填筑，充分利用资源，降低施工成本；

（3）环保高效，且经济性存在明显的优势，根据市场定额标准，采用就地固化处理比清淤换填方案节约造价约20%～40%；

（1）就地固化处理方法供料系统可对配合比进行精确控制，调控搅拌提升或下降的速率以及固化剂的喷料速率，施工过程能够均匀喷撒搅拌，避免出现不均匀沉降或裂缝。

（2）无需使用大量的置换材料，减少砂石用量，减少开山采石和河道挖沙，无需开挖工作，减少对周围建筑物的影响；

（3）施工速度快，可快速形成硬壳层，实现资源的循环利用，节能环保。

3就地固化技术内容

（1）施工工艺

就地固化处理技术是一种利用固化剂对软土等土体进行就地固化处理，使土体达到一定强度，从而满足软土开挖、再利用，以及施工所需的承载要求，同时形成板体达到地基处理的目的，并也可结合复合地基进行深层处理。该技术的施工设备主要包括：强力搅拌头、配套挖机、后台供料系统、固化剂添加控制系统等组成。强力搅拌头是一种专业型的三维立体搅拌设备，能够将添加的固化剂均匀地拌和入土体内部，固化均匀，效果好。固化剂添加控制系统安装于后台供料系统中，能够实时控制固化剂的添加量，精确计量，减少材料浪费。

（2）就地固化区域：

非软基处理区坑内重型车辆及机械行走范围采用就地固化法支护，固化体顶标高为3.3m，固化底标高为对应位置底板下1m。2）电梯井：15、电梯井16采用就地固化法实施，固化深度为坑底下2m，固化体顶标高为3.3m。

（3）就地固化参数

就地固化法采用水灰比0.9，电梯坑固化剂掺加量为10%，施工道路掺加量为10%。

（4）施工流程：就地固化→预压养护

1）使用固化机进行固化作业，该部分工序为关键工序，应保证搅拌均匀，其强度满足指标要求，各区块之间应有不小于5cm的搭接宽度，避免漏搅；2）预压养护：便道固化区固化后，可利用挖机的自重进行预压，若上部有填土，也可结合填土进行预压。在固化搅拌工作按要求完成后，可先在此区域范围的顶面铺设铁板，将铁板部位作为其他区域挖机支撑的作业平台，同时实现对此区域的有效预压，提高搅拌作业面的平整度。在具体操作中，应先处理再间隔至少半天，才能对铁板进行铺设；3）在就地固化及预压养护工作完成后，需及时对现场施工质量进行检查，确保区域固化指标达到设计参数后，对浅层土强度进行检查，在提升至标准值时，平整施工区域场地顶部，整个施工结束后可设置排水沟及铺设塑料薄膜，固化后养护。就地固化施工结束后，需及时检测固化后场地的质量，包括深度及均匀性检测；强度检测；荷载板试验。一旦发现低于标准的情况，就要立即返工处理。

4 项目监理施工管理实施总结

（1）实施前的控制要点

1）由施工单位编制就地固化施工方案，并经监理单位审核。2）根据施工方案对管理人员、工人的方案交底和技术交底。3） 固化采用水泥浆固化剂。水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，同一次进场的同一水泥厂、同一出厂编号及同一品种和强度等级的水泥为一个验收批。散装水泥：以500t为一个验收批，不足500t也视为一批，随机在水泥的不同部位取样。取样要求：随机取样，可连续取，亦可从20个以上不同部位取等量样品组成混合样。送检方法：提供该水泥产地、种类、规格、代表数量、工程部位；所有样品均需袋装并封口包好。

（2）过程中的控制要点

1）参数控制：就地固化法采用水灰比0.9，电梯坑固化剂掺加量为10%，施工道路掺加量为10%。2）设备控制：①检查所有的螺栓和固定元件，确保齿轮箱的正确安装。②保证密封油正确安放在机器里面。③保证排水管正确安装以及管内压力不超过3bar。④保证转筒在正常的工作方向转动。在转筒转动之后保证有5分钟时候无负荷工作，用于排除液压系统中的气体。⑤停止搅拌转筒以及熄灭载体机械动力。检查液压系统是否泄漏以及机械结合处。3）施工操作控制：固化施工时搅拌头对原位土进行均匀搅拌，采用垂直上下搅拌固化的方式，搅拌设备直插式对原位土进行搅拌，搅拌设备正向运行逐渐深入搅拌并喷射固化剂，直至达到固化设计底部，然后搅拌设备反向运行缓慢提升搅拌并喷固化剂满足施工过程能够均匀喷撒搅拌，各区块之间应有不小于5cm的搭接宽度，避免漏搅；4）定期召开质量工作会议，由施工单位相关负责人，技术人员，质量检查人员参加，及时分析现场工作情况，存在主要问题，及时研究制定改进措施。

（3）完成后的验收要点

就地固化处理厚度检测：厚度检测通过钻芯取样确定，要求处理厚度与设计厚度相差不超过20cm。处理宽度用尺进行量测，要求现场量测宽度与设计宽度相差不超过10cm，测试点不少于3处。就地固化处理强度检测：对固化后的土体进行试验，测试点不少于3处。其中：基坑固化区：2~5天后不排水抗剪强度不小于40kPa。施工便道固化区：7天后不排水抗剪强度不小于80kPa。

5结语

总体来说，就地固化处理技术在项目建设工程过程中严格执行合同约定与国家规范，发挥了正面的、积极的作用。施工中，减少填筑材料，利用固化剂使原位土直接达到使用要求；实现工程废弃土的零外运；实现资源的循环利用，节能环保；代替砂石垫层进行使用，减少砂石用量。对非软基处理区进行就地处理，提高了地基的稳定性，提供施工平台和便道，对基坑的稳定也有利。在保证质量的前提下，成功降低工程造价，提高了地基的承载力，为委托方提供了良好的服务。

参考文献：

[1]黄朝煊. 淤泥固化技术在深厚淤泥地基处理中的应用[J]. 水力发电, 2019, 45(07):85-89.

[2]吴硕. 原位淤泥固化技术在供水管道工程软基处理中的应用[J]. 水利技术监督, 2020，(03):286-289.

[3]徐亮, 唐彤芝, 白兰兰,等. 就地固化技术处理浅层软土的应用及机理研究[J]. 水利水运工程学报, 2021，（02）:109-116.