陳 恭
(福建省林業(yè)勘察設(shè)計院,福建 福州 350001)
福清市龍江南路 B段道路工程位于福清市龍江街道蒼霞村、東南村、霞樓村,起點接龍江南路A段道路工程隧道口,終點與福清市東南大道平交,路線長度為2.335 km,道路等級為城市Ⅱ級主干道,計算行車速度50 km/h,雙向六車道,道路兩側(cè)設(shè)非機動車道及人行道,規(guī)劃紅線寬度50 m,路幅布置為3.5 m(人行道)+1.5 m(樹池)+7.0 m(輔道)+1.5 m(路側(cè)綠化帶)+23.0 m(主車道)+1.5 m(路側(cè)綠化帶)+7.0 m(輔道)+1.5 m(樹池)+3.5 m(人行道)。該段路基設(shè)計平均填土高度4 m。
擬建線路跨越路段沖淤積平原,現(xiàn)地面尚平坦。屬濱海沖淤積地貌。沿線河網(wǎng)水系發(fā)達,工程區(qū)內(nèi)分布有較多軟土地基,由于其壓縮性高、含水量大、強度低、透水性差等特點,不能直接在其上填筑路基,必須進行加固處理,增加承載力和路基的穩(wěn)定性,根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告,場地自上而下各巖土層的基本特征分述如下:
灰褐、黃褐等雜色,主要為坡殘積土回填,堆填時間不足5 a,未經(jīng)專門壓實處理。稍濕、松散。厚度0.50~1.10 m。
黃褐、褐灰色,以粉質(zhì)黏土為主,不均勻含砂,淤積成因,屬軟土層頂部硬殼層。稍有光滑、無搖震反應(yīng)、干強度中等、韌性中等;稍濕~飽和,軟塑為主。標(biāo)貫修正擊數(shù)N=8.0(擊),厚度0.40~4.00 m。
黃褐色,坡積成因,很濕~飽和,可塑~硬塑。標(biāo)貫修正擊數(shù)N=9.0~15.3(擊),厚度0.40~4.00 m。
深灰色,淤積成因,以淤泥為主,一般均含少量細(xì)中砂及貝殼;局部夾薄層砂。飽和、流塑。厚度6.00~10.20 m,含水量63.9%,空隙比1.7,塑性指數(shù)28%,壓縮系數(shù)1.7 MPa-1。
灰褐色,以細(xì)中砂為主,局部為細(xì)砂、中砂,夾淤泥層。飽和、松散,局部稍密~中密。標(biāo)貫修正擊數(shù)N=5.9~16.5(擊)。厚度0.90~10.90 m。
黃褐、灰黃色,主要為花崗巖風(fēng)化土,礫級顆粒含量約20%;局部為輝綠巖風(fēng)化土。稍有光滑、無搖震反應(yīng)、干強度低、韌性低;飽和,可塑~硬塑,屬可塑狀殘積土。標(biāo)貫修正擊數(shù) N=5.7~14.8(擊)。厚度1.80~11.30 m。
水泥粉煤灰碎石樁簡稱CFG樁,主要由碎石、石屑、粉煤灰摻適量水泥和水拌和而成,具有良好的和易性,碎石是樁體的粗骨料,石屑是填充碎石空隙、改善骨料級配的次骨架材料,粉煤灰有細(xì)骨料和低標(biāo)號水泥的作用,CFG樁樁體強度形成時間較短,有利于加快施工工期,對縮短沉降時間有利,是近年來新開發(fā)的一種地基處理技術(shù)。由于樁體自身具有高黏結(jié)度,因此成樁效果較好,可以用于深厚軟土的地基處理,處理深度可達20~30 m。
CFG樁軟基處理方法具有以下優(yōu)點:①CFG樁同時具有碎石樁對地基的擠密加固和置換作用。②CFG樁所用材料僅需碎石、石屑、粉煤灰和少量水泥,便于就地取材。③受力特性與水泥攪拌樁類似,而且還具有施工簡便、快速、工期短及適用性廣等特點。④CFG樁采用振動沉管法施工,由于振動和擠密作用使樁間土得到擠密。經(jīng)加固后地基土的含水量、孔隙比、壓縮系數(shù)均有所減小,壓縮模量有所增加,說明經(jīng)加固后樁間土已擠密。⑤褥墊層用級配碎石砂墊層(其中 30%中粗砂+70%碎石),在受荷后提供了樁體向上、下刺入的條件,保證樁間土始終參與工作。褥墊層對于地基的不均勻沉降也有一定的補償作用。
福清市龍江南路B段道路工程采用CFG樁進行軟基處理的形式主要為:CFG樁+0.6 m級配碎石砂褥墊層(中間布設(shè)兩層玻纖土工格柵),CFG樁在平面上按等邊三角形布置,間距為2.0 m,CFG樁的樁身強度為C15混凝土,樁徑40 cm,采用振動沉管灌注樁成樁施工工藝。
材料要求:①碎石:粒徑為20~50 mm松散密度為1.39 t/m2雜質(zhì)含量小于5%。②石屑:粒徑為2.5~10 mm松散密度為1.47 t/m3雜質(zhì)含量小于5%。③粉煤灰:選用袋裝Ⅱ、Ⅲ級粉煤灰。④水泥:用32.5級普通硅酸鹽水泥。
(1)施工前按施工平面圖放好樁位,并做好記錄。
(2)粉煤灰砼樁配合比應(yīng)以試驗室試配報告為準(zhǔn),嚴(yán)格配料,并經(jīng)監(jiān)理或有關(guān)部門確認(rèn),其拌合物的塌落度要求為5~7 cm或8~9 cm,初凝時間不小于5 h,混合料拌和時間不得小于90 s。
(3)粉煤灰砼樁施工前要求先進行試樁,以復(fù)核地質(zhì)資料、檢驗機具設(shè)備、工藝和施工技術(shù)參數(shù)是否適宜,試樁應(yīng)進行樁長和樁身質(zhì)量檢測,其結(jié)果經(jīng)監(jiān)理或有關(guān)部門認(rèn)可后方可作為工程樁的施工依據(jù)。
(1)橋頭過渡段應(yīng)先施工粉煤灰砼樁,待淤泥塑流穩(wěn)定后,再進行橋臺樁基的施工。
(2)施工時由橋臺后逐排向后退打,也可從臺后的路基中軸線開始從里向外,從臺后往路堤逐排進行施打。嚴(yán)禁從四周向內(nèi)推進施工。每排樁施工前應(yīng)校對排樁軸線,無誤后方可施工。樁管內(nèi)灌入砼大于3 m方可開始拔管,拔管前應(yīng)先振動3~5 s后再開始拔管,并始終保持管內(nèi)砼高度直至達到該樁砼計算方量。
(3)施工順序是從路中心向兩側(cè)施工,且必須隔樁跳打。(4)CFG樁施工完成后28 d后,方可填筑路基。
褥墊層用級配碎石砂墊層(其中30%中粗砂+70%碎石)碎石最大粒徑不大于3.0 cm,褥墊層厚度為60 cm,并在其頂面及底面各設(shè)置一層土工格柵,土工格柵經(jīng)緯向抗拉強度為80 kN/m,對應(yīng)經(jīng)緯向伸長率≤3%,土工格柵對稱于路中線布設(shè),褥墊層虛鋪后采用靜壓壓實。
頻率為10%,并采用靜力荷載試驗檢測復(fù)合地基承載力,抽檢頻率為0.5%~1.0%,但不小于3點。
該工程采用CFG樁處理軟土地基的處理方法,充分發(fā)揮了CFG樁的樁體作用,與褥墊層組成復(fù)合地基提高了軟基承載力和穩(wěn)定性,同時,能快速填筑路堤土方,加快后續(xù)施工進度,縮短施工工期,對于在淤泥含水量大、空隙比大、高壓縮性的軟基地段采用,是加快工程進度的一種有效處理方法。由于CFG樁樁體材料可以摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載力,經(jīng)濟效益和社會效益非常顯著。
CFG樁施工完成28 d后,采用低應(yīng)變檢測樁身質(zhì)量,抽檢