郝飛

（中鐵十一局集團(tuán)第六工程有限公司）

引言

為了適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)的需要，解決城市發(fā)展、國(guó)土資源規(guī)劃和道路建設(shè)之間的矛盾，中國(guó)已經(jīng)逐漸加大了對(duì)軟土地的開拓和規(guī)劃。尤其是在濱海新區(qū)等沿海城市。這些地區(qū)發(fā)展越來(lái)越快，城市建設(shè)步伐也越來(lái)越快，占地需求越來(lái)越大這樣的背景下，獲得土壤變得越來(lái)越困難。由于大面積軟土地基加工越來(lái)越重要，導(dǎo)致建筑成本越來(lái)越高，工期也越來(lái)越長(zhǎng)，所以，對(duì)軟土地基進(jìn)行加固，在最大的程度上節(jié)約投資成本，以期縮短工作周期。

1 地質(zhì)和工程概況

（1）段址內(nèi)特殊性巖土主要為：人工填土、軟土、殘積土、全風(fēng)化巖及強(qiáng)風(fēng)化巖。人工填土：在車輛段內(nèi)人工填土層為素填土，位于地表，水平上分布不均勻，主要為人工堆填的粘性土組成，土質(zhì)不均勻。軟土：該層土主要為海陸交互相沉積的淤泥，淤泥質(zhì)土層，分布廣泛。該層屬軟弱土層，含水量高，在天然狀態(tài)下呈流塑狀，強(qiáng)度低，土層力學(xué)性能差，具高壓縮性，透水性差。殘積土及風(fēng)化巖：該層殘積土、全風(fēng)化帶、強(qiáng)風(fēng)化帶土質(zhì)成分主要為粉質(zhì)粘土，具有遇水軟化的工程特性，同時(shí)由于風(fēng)化程度不均勻在風(fēng)化巖中多存在軟弱夾層，以上兩點(diǎn)均對(duì)擬建工程的基礎(chǔ)選型造成不利影響。

（2）大洲車輛段是廣州市軌道交通七號(hào)線的定修車輛段，承擔(dān)本車輛段配屬車的停放、日常保養(yǎng)、列檢及雙周/三月檢任務(wù)，以及7號(hào)線全線車輛的定修任務(wù)。大洲車輛段工程主要包括站場(chǎng)土石方工程、軟基處理工程、邊坡支擋防護(hù)工程、橋涵等工程。其中軟基處理總面積約為20.5萬(wàn)m2，采用吹填砂堆載預(yù)壓發(fā)進(jìn)行軟基處理的面積約為13.4萬(wàn)m2，占總面積的65.3%，主要為碎石道床、道路、建筑及綠化區(qū)；采用攪拌樁復(fù)合地基進(jìn)行軟基處理的面積為7.1萬(wàn)m2，占總面積的34.7%，主要為整體道床、周邊、試車線及出入段線區(qū)。

車輛段在建設(shè)及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，為保證行車安全及線路、建構(gòu)筑物的穩(wěn)定，對(duì)段內(nèi)的整體沉降控制有著嚴(yán)格的要求，結(jié)合廣州地區(qū)已完工項(xiàng)目的軟基處理情況，發(fā)生工后沉降的案例較多，如何確保軟基處理的施工質(zhì)量是本工程的重點(diǎn)。大洲車輛段軟基處理主要工程數(shù)量見(jiàn)表1。

2 施工設(shè)計(jì)和施工工藝研究

（1）施工流程。本工程試驗(yàn)區(qū)地基加固的施工流程為：施工現(xiàn)場(chǎng)清理→作業(yè)地面整平→鋪放底層材料→打塑料排水板→構(gòu)造淤泥密封墻→吹填砂堆載預(yù)壓（或堆載預(yù)壓）處置。為了獲得指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，該方案提供了地面沉降和分區(qū)層沉降、孔隙水壓力、水位、深度水平位移、側(cè)樁等檢驗(yàn)驗(yàn)證工作，也安裝了鉆孔土和負(fù)載板的測(cè)試項(xiàng)目、布局測(cè)試和其他測(cè)試項(xiàng)目。在堆載預(yù)加載測(cè)試區(qū)域應(yīng)用三級(jí)和五級(jí)載荷，對(duì)土壤進(jìn)行十字板剪切試驗(yàn)和鉆孔取樣檢查工作。該項(xiàng)目是為了加強(qiáng)針對(duì)于預(yù)加載區(qū)邊緣的前導(dǎo)標(biāo)志的保護(hù)和觀測(cè)點(diǎn)的基礎(chǔ)沉降、斷裂和傾斜等問(wèn)題的研究。

（2）施工工藝有前到后的施工步驟為：場(chǎng)地準(zhǔn)備，清除障礙物→排除魚塘積水、晾曬→鋪設(shè)復(fù)合土工布→吹砂填筑至5.0m→埋設(shè)變形觀測(cè)儀器及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試→打設(shè)塑料排水板→集水井、盲溝施工→分層逐級(jí)吹填砂及碾壓密實(shí)→沉降變形，孔隙水壓力等觀測(cè)記錄→用現(xiàn)場(chǎng)沉降及孔壓資料分析是否達(dá)到預(yù)壓要求→滿足要求，卸載堆載層→加固后地基質(zhì)量檢測(cè)、平板荷載試驗(yàn)機(jī)分析整理觀測(cè)資料→卸載面整平、表面碾壓→交工面鋪設(shè)密封土→軟基處理竣工驗(yàn)收。

表1 軟基處理主要工程數(shù)量表

3 堆載預(yù)壓法處理吹填砂軟土地基的固結(jié)度的監(jiān)控和分析

項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中，重點(diǎn)對(duì)這些方面的要點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控：①地平面的下降量。在地表底層安裝沉降檢測(cè)器，在建造高度達(dá)到2m的時(shí)候，再進(jìn)行下一次的觀測(cè)。以后要依照施工分層的狀況和建造的高度進(jìn)行把控，每個(gè)分層要檢測(cè)1～2次。②土壤上層邊向的移動(dòng)。在該層安裝地表樁，在填充高度進(jìn)行到2m的時(shí)候，再實(shí)施下一次的檢測(cè)。之后依照施工的分層填筑高度再次進(jìn)行測(cè)量檢驗(yàn)。③土壤深層的側(cè)向移動(dòng)距離。在平面層設(shè)置測(cè)斜管，并且當(dāng)建筑高度達(dá)到2m的那一刻，馬上進(jìn)行第二次的檢測(cè)。再依據(jù)施工分層的建造進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)控，每一層都要進(jìn)行至少一次的檢測(cè)。④間隙空間中的水壓力。按照施工的分層建筑高度，在填筑當(dāng)天和之后的一天實(shí)施檢測(cè)，事后觀察變化規(guī)律再進(jìn)行分析比對(duì)。⑤空隙中的水深狀況。根據(jù)施工分層填筑高度，在填筑當(dāng)天與第2d展開測(cè)量，再根據(jù)變化規(guī)律進(jìn)行檢測(cè)。

4 應(yīng)著重注意的方面

（1）清淤船清淤。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)表層清淤厚度為50cm，傳統(tǒng)表層清淤方式為先將魚塘水抽排后進(jìn)行晾曬，再利用機(jī)械進(jìn)行面層淤泥的挖除外運(yùn)。但由于魚塘底部多為塑性極低的淤泥腐殖土，顆粒較小，晾曬周期耗時(shí)較長(zhǎng)，且20cm以下的淤泥不易晾曬固結(jié)，機(jī)械清淤過(guò)程中仍然會(huì)存在大量流塑狀淤泥，不利于開挖及外運(yùn)且大大增加了文明施工的投入。項(xiàng)目根據(jù)段內(nèi)魚塘多、深度合適、相互可以連通的特點(diǎn)，選用了機(jī)械鉸刀式清淤船進(jìn)行清淤的方案。該方案是利用清淤船的前置鉸刀對(duì)塘底泥層進(jìn)行切割分解，增大泥漿濃度，然后利用泥漿泵將泥漿吸入，通過(guò)管道排出。完畢后將池塘水進(jìn)行抽排，對(duì)清淤厚度不符合要求的部位進(jìn)行機(jī)械挖除，確保了整個(gè)魚塘的清淤質(zhì)量。該技術(shù)運(yùn)用廣泛，清淤效率高，適合魚塘分布較多區(qū)域的表層淤泥清理。

（2）自動(dòng)抽排水堆載預(yù)壓區(qū)共設(shè)有集水井75座，淤泥層孔隙水受堆載預(yù)壓作用經(jīng)排水板返至粗砂層，由盲溝匯入集水井，當(dāng)集水井內(nèi)水位上升到一定高度后，會(huì)與淤泥層孔隙水達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)淤泥層孔隙水無(wú)法受壓擠出，排水固結(jié)過(guò)程受阻。對(duì)此，項(xiàng)目在每個(gè)集水井內(nèi)設(shè)置水泵的同時(shí)安裝水位監(jiān)控裝置，當(dāng)集水井內(nèi)水位高于0.6m時(shí)自動(dòng)抽水，并安排人員每日巡檢記錄，確保排水及時(shí)、暢通。

（3）水加載。由于吹填砂用量較大（約75萬(wàn)m3），且對(duì)砂質(zhì)要求較高，因此出現(xiàn)過(guò)砂源不足的情況。部分區(qū)域的超載預(yù)壓層因?yàn)樯霸床蛔?，原設(shè)計(jì)堆載預(yù)壓高度為10.95m，實(shí)際吹填至10m時(shí)后續(xù)加載被迫中斷。采取水加載的措施，在未達(dá)到預(yù)定堆載壓力的區(qū)域設(shè)置封閉圍堰，內(nèi)滿鋪不透水高強(qiáng)度塑料膜，然后在圍堰內(nèi)填滿水取代堆載砂，待砂源恢復(fù)供給后再進(jìn)行吹填堆載，直至達(dá)到卸載條件后卸載。該方案作為砂源不足時(shí)的臨時(shí)措施，解決了超載預(yù)壓空白期對(duì)整體工期的影響，費(fèi)用低、易操作，值得借鑒。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我們可以看到吹填砂堆載預(yù)壓項(xiàng)目周邊應(yīng)有良好的水路運(yùn)輸條件，水路運(yùn)輸效率高、成本低，同時(shí)可在料倉(cāng)內(nèi)直接安置泥砂泵進(jìn)行吹砂作業(yè)，減少了填砂的轉(zhuǎn)運(yùn)，需提前備好預(yù)備砂源，做好進(jìn)場(chǎng)砂源的質(zhì)量把控，含泥量、粒徑等不符合要求的不得使用；周邊格柵攪拌樁的設(shè)計(jì)方案效果顯著，對(duì)整個(gè)軟基處理的質(zhì)量有十分重要的作用，值得推廣；嚴(yán)格執(zhí)行卸載標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)禁盲目卸載。

[1]王志亮，黃景忠，李永池.沉降預(yù)測(cè)中Asaoka法應(yīng)用研究[J].巖土力學(xué)，2006，27（11）：2025～2032.

[2]李百明，劉永光.飽和軟土地基沉降計(jì)算方法[J].天津科技，2012，39（2）：33～35.

[3]羅嘉金.塑料排水板堆載預(yù)壓法加固軟基機(jī)理分析及固結(jié)沉降研究[D].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2013.