软弱地基分层处理应用研究

软弱地基分层处理应用研究

张福林

中铁二十三局集团第一工程有限公司

摘要  为改善市政道路软基地基承载力差，防止影响道路行车安全，对软弱地基分层处理方法的简单分析，加强此类软弱地基处理技术设计应用研究结果的可靠性，本文主要以机场北线道路工程为实例，从分析原因到处理方法及应用研究进行阐述。

关键词  市政道路，软弱地基，冲击碾压，换填

1  工程概况

机场北线道路工程（东段）二标段位于成都市东部新区空港新城，里程桩号K4+820~K8+890.270，本标段道路长度4.07km主干路。设计内容包含道路、立交、桥涵、交安、给排水、照明、电力、绿化工程及相关附属工程。

为保证机场北线建设后沿线水系畅通，需对片区部分现状水系局部河段进行迁改，其中原王槐沟渠道地处机场北线拟建道路路基下，本次处理的软弱地基大部分处于空港大道桥下，该段地块经勘探地勘钻探442、444，不良地基类型为：素填土（欠固结），厚度约1.8-2.4m，此处注意清除全部表层欠固结素填土，分层换填合格土石方及砂砾石。

2 换填要求

（1）水田、软土路段

①对于软弱地基厚度小于等于3m时，挖除全部软基，设置1m砂砾石，合格土石方填至与原地面齐平。

②软土、淤泥厚度大于3m，采用回填挖方砂岩进行分层冲击碾压。处理深度根据软弱地基厚度，土质情况综合确定。

（2）欠固结素填土路段

在欠固结素填土层较薄路段，将软基欠固结的土质全部清除，回填砂砾石及合格土石方。对于厚度小于等于3m路段采用全部换填合格土石方处理，对于厚度大于3m路段，采用挖除换填、冲击碾压及土工格栅相结合的办法处理【1】。

3  施工准备

3.1  现场准备

施工所用材料都已取样并检测合格，在空港大道桥下需换填处理的范围内采用挖机挖除换填深度内欠固结土层及软弱地基，因为该段软基承载力弱，自卸车无法直接进入的软基范围内装车，开挖前回填一条压实的土石路堤临时便道。

3.2 桥墩保护准备

主线空港大道桥下路基和边坡范围内，共有10处桥墩，每处44个孔，孔深2.5m，注浆孔间距1m。施工前先沿桥墩四周区域内表土清理干净，平整之后作为注浆施工平台，注浆加固采用地面注浆加固方式，在开挖前打入注浆管后进行适量预注浆加固，在空港大道桥柱上埋设监测控制点随时查看桥墩的沉降及水平位移情况。

首先进行施工场地准备。清除地表杂草及表层松散土，对场地进行平整压实，确保地基有一定的承载力，平整场地需离桥墩最少保持1m距离，剩余作业面不足的位置采用人工打夯机夯实。桥墩保护注浆钻孔见图1。

图1 桥墩保护注浆钻孔

测量放线按要求确定位置，离桥墩1m处四周范围内标注位置，孔与孔间隔1m。钻孔采用无水钻进方式成孔，不得加水进行钻孔，同时用高压冲出成孔后孔内石粒，钻进平均长度为2.5m。竖向注浆小导管管口进入地面以下0.1m。

注浆管采用直径为52mm的袖阀管，注浆管下端的袖阀管管壁上50cm位置每隔10cm留有出浆孔，注浆管安装时高于地面20cm左右，注浆孔四周进行封闭。

使用满足强度和流动性设计要求的水泥浆配合比。注浆材料采用0.5：1的水泥单液浆。注浆时采用小型注浆泵进行注浆，将注浆芯管往上升，直至注浆液面至管顶。在每根注浆管完成注浆后待1个小时后观察管内浆液是否下沉，若出现下沉现象及时进行补浆，直到管内浆液面不再下降，防止注浆孔道渗水【2】。

待管内浆液凝固后，在注浆管口进行抹平封口，对现场产生的垃圾进行清理。桥墩注浆全部施工完成后，进行验收。验收合格后对桥墩保护注浆四周进行回填，回填过程中选择小粒径的土石方材料。在桥墩附近采用小型夯机与压路机交叉作业进行碾压。

4  软基处理施工 

4.1  软基开挖

桥墩保护注浆完成后，对桥下软基进行测量放样，测量人员根据设计图纸进行放线，打桩标识水塘桩号及范围等，并对水塘淤泥面原始标高进行测量。

开始清淤采用两台挖机进行开挖装车，自卸车外运将淤泥运至指定的弃土场，一台挖机在基坑中部将淤泥转运至基坑边缘位置，自卸车停靠至基坑外距边缘2-3m处装车。见图1

图1 开挖过程

根据软弱地基实际情况及换填深度在设计范围内将所有软基清除，在清至设计标高后，若仍然有软基，则需要组织参建单位对该块区域进行确认，继续挖除软基后，直至在稳定地基底部后整平夯实，测量出实际标高，确认基坑底的面积【3】。

4.2  透水性材料回填

采用透水性填料砂砾石进行回填，并推平压实。经检查确认基底承载力达到要求后，由自卸车将换填材料卸载至基底的表面，分层铺筑砂砾石并尽快利用推土机将其摊铺平整，保证中间高四周低避免积水，并用压路机将其碾压密实。换填砂砾石见图2。

图2 换填砂砾石

依据砂砾料本身的渗透特性，采用先轻压、后重压、先四边、后中间的原则，按实验路段施工时所制定的各种压实参数，保证压实后的砂砾土压实符合设计标准。根据换填区地基上的准确定位，在换填区结束后对其进行严密的质量检查。

4.3  土石方回填

砂砾石回填完成后，在夯实的砂砾石表面回填合格的土石方，根据所划规格上完土后，先用推土机初平，并按挂线施工法挂好线。初步整平完毕后，先用压路机稳压一遍，使其获得均匀一致的厚度、表面平整，保证压实均匀。填方路基按路面平行线分层控制标高；作业时应分层平行摊铺，保证回填压实度。换填合格土见图3。

图3 换填合格土

4.4  冲击碾压

进行回填过程中适当洒水以保持砂砾石及土石方最佳含水量，一般为8%～12%；碾压过程中冲击碾压三叶轮采用纵向进退式进行，行进速度宜控制在60m/min左右；侧压线路通常要相互重叠0.4~0.5 m，并且要格外注意，在前、后两个相邻的段落，要进行1.0~1.5 m的纵向搭接，做到无漏压，无死角，冲击碾压碾压6-8遍后在使用压路机进行来回碾压收面，轮间距重叠在50cm以内，不得对在填方表面进行侧向辗压或者任意拐弯。对各个回填层进行平整、检验压实度后，报监理验收，验收后再进行上一层的摊铺回填。边缘部位使用小型打夯机进行夯实，保证下落高度为40-50mm，做到一夯压半夯，上下相连，整体压实，压实度不得低于96%【4】。冲击碾压见图4。

图4 冲击碾压

4.5  铺设土工格栅

在软基换填措施完成后，整平压实后再进行土工格栅施工。按设计拟定的位置，在回填完成的土石方表面铺设土工格栅，特别注意每块之间的搭接与平顺竖直。在纵、横向搭接处的土工格栅采用U型铁钉进行固定，使其连接成一个整体，按规范要求进行检查搭接宽度，宽度不小于20cm。在铺设土工格栅时使用人工将每卷土工格栅进行摊铺平整拉紧顺直后每隔2m左右用U型铁钉固定于表面。

土工格栅铺设完成后，必须在48h之内进行填筑。分层填筑时，必须按照“两侧、中间”的顺序，不能先将路堤的中间部分全部填满。不能使用自卸车将合格土石方直接卸载到土工格栅上，而应使用推土机推至已经固定好的土工格栅表面，推土过程中的高度要严格进行控制不得超过1m。所有车辆和工程机械不得在固定好的土工格栅上直接行驶碾压【5】。铺设土工格栅见图5。

图5  铺设土工格栅

5 施工控制

（1）挖除既有桥梁下的软弱地基时，及时做好监控量测。

（2）施工过程中，每层填料顶面要形成2%左右双向横坡向两侧排水不得使基坑积水，并设临时泄水槽，将水汇入临时排水沟。

（3）主要原因含水量过大，分层铺筑过厚，要严格执行操作工艺的要求。

（4）对基坑四周边缘的位置不得漏压，填方边缘和转弯地方未进行压实。

（5）回填材料进场时要进行验收，保证砂砾石的级配合格。

（6）分层检查砂砾石回填压实度及土石方回填压实度，每层的回填完成后必须按照规范要求进行检测，合格后才可进行下一道工序。

6 总结

通过软弱地基换填施工的应用研究，可以提高成型路基的稳定性和承载能力，确保道路行车的安全性。软基换填的应用为今后道路施工过程中总结经验，减少后期路基不均匀沉降现象的发生。

参考文献

[1]《公路路基施工技术规范》（JTG/T3610-2019）

[2]《建筑与市政地基基础通用规范》（GB55003-2021）

[3]《道路路基设计中软基处理研究》（TB 10305-2020）

[4]《市政道路工程质量检验评定标准》（CJJ1-90）

[5]《公路软土地基路堤设计规范范》（DB33/T 9044-2013）

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