王 晶 李夫仲

（1安徽省路港工程有限責(zé)任公司，安徽合肥 230022；2安徽省交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司，安徽合肥 230011）

雙向攪拌樁由動(dòng)力系統(tǒng)帶動(dòng)分別安裝在內(nèi)、外同心鉆桿上的2組攪拌葉片同時(shí)正、反向旋轉(zhuǎn)攪拌水泥土而形成，見(jiàn)圖1。近年來(lái)，雙向攪拌樁在我國(guó)公路、鐵路、水利建設(shè)行業(yè)軟土地基處理中取得了廣泛應(yīng)用，但在堤防建設(shè)，尤其是結(jié)合臨近碼頭的堤防建設(shè)領(lǐng)域鮮見(jiàn)雙向攪拌樁的應(yīng)用。

圖1 雙向攪拌樁施工工藝

1 項(xiàng)目背景

根據(jù)國(guó)家和安徽省對(duì)水泥工業(yè)實(shí)施“控制總量、調(diào)整結(jié)構(gòu)”的產(chǎn)業(yè)政策，結(jié)合自身亟待調(diào)整水泥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、降低成本的情況，為進(jìn)一步發(fā)展主業(yè)、做大做強(qiáng)主業(yè)、開(kāi)拓市場(chǎng)，充分發(fā)揮公司技術(shù)優(yōu)勢(shì)、資金優(yōu)勢(shì)，擬在河岸邊新建一座企業(yè)配套碼頭。該碼頭采用開(kāi)挖式港池、退建堤防等方式建設(shè)，根據(jù)碼頭平面圖，上游新大堤漸進(jìn)段設(shè)計(jì)長(zhǎng)約110m，下游新大堤漸進(jìn)段設(shè)計(jì)長(zhǎng)約170m，碼頭后方新大堤設(shè)計(jì)長(zhǎng)度約400m。共計(jì)退建堤防約550m，新建堤防約670m。新大堤與現(xiàn)有老堤基本平行，最遠(yuǎn)處相距約70m。

堤防工程級(jí)別：3級(jí)。退建堤防設(shè)計(jì)高程為10.8m，兩側(cè)逐漸過(guò)渡到現(xiàn)有老大堤（堤高為10.0～10.8m）。

滲流控制要求：應(yīng)保證堤基及背水側(cè)堤腳外土層的滲透穩(wěn)定。本次采用水泥土攪拌樁、堤后砂性土反壓蓋重及迎水坡防滲膜等措施，提高滲透穩(wěn)定。

穩(wěn)定和變形的要求：堤基穩(wěn)定應(yīng)進(jìn)行靜力穩(wěn)定計(jì)算；竣工后堤基和堤身的總沉降量和不均勻沉降量應(yīng)不影響堤防的安全運(yùn)用。

2 地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)地及附近地貌單元為江淮丘陵的一部分，為低山丘陵和河谷平原，地貌形態(tài)為河谷平原。微地貌形態(tài)包括一級(jí)階地、河漫灘等。擬建場(chǎng)地地形平坦，勘察場(chǎng)地時(shí)，地面標(biāo)高為5.58～7.87m。

擬建場(chǎng)地地層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，各巖土層如圖2：1層素填土、2層粘土、3層淤泥質(zhì)粘土、4層粘土、5層圓礫、6層強(qiáng)風(fēng)化砂巖。根據(jù)地質(zhì)資料，退建的堤防地基下土層含有15.7～26.6m厚度的淤泥質(zhì)粘土，含水量50.8%，孔隙比1.439，抗剪強(qiáng)度低，容許承載力僅65kPa。堤基條件差，需進(jìn)行處理。

圖2 碼頭平臺(tái)段堤基處理示意圖

3 方案設(shè)計(jì)

退建大堤填方高度約5.4m，經(jīng)過(guò)計(jì)算分析，退建堤防下現(xiàn)狀地基承載力及工后沉降皆不滿足設(shè)計(jì)要求，因而，需要對(duì)退建堤防下地基進(jìn)行處理。根據(jù)本工程的堤防標(biāo)準(zhǔn)、地質(zhì)資料、退建堤防填土高度、地基承載力要求、沉降控制標(biāo)準(zhǔn)及邊坡的穩(wěn)定性等，本次設(shè)計(jì)擬定了水泥土雙向攪拌樁結(jié)合堤腳外反壓蓋重的設(shè)計(jì)方案，并采取控制施工加荷速率措施。

軟基沉降、承載力驗(yàn)算和穩(wěn)定性驗(yàn)算分別理正軟土地基堤壩設(shè)計(jì)軟件（分層總和法、穩(wěn)定驗(yàn)算模塊）和土石壩穩(wěn)定分析系統(tǒng)（HH-SLOPE）軟件（瑞典圓弧滑動(dòng)法），結(jié)合堤壩的邊界條件、地質(zhì)參數(shù)和工況情況，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 設(shè)計(jì)邊坡地基處理后成果表

退建堤防抗滑安全系數(shù)不小于3級(jí)堤防施工條件下抗滑安全系數(shù)，可滿足碼頭建設(shè)需要。

4 施工

⒋1 堤基施工

水泥土雙向攪拌樁：水泥摻入量14%，采用標(biāo)號(hào)42.5水泥，設(shè)計(jì)樁直徑0.7m，樁長(zhǎng)7.0～11.0m，樁間距2.0m，等邊三角形布置，樁頂設(shè)置0.5m厚的水泥土墊層（水泥摻入量8%）。墊層內(nèi)設(shè)置一層E6鋼筋焊接網(wǎng)片，使堤防荷載相對(duì)均勻地分配給雙向水泥攪拌樁和樁間土共同承擔(dān)，同時(shí)，提高堤防的整體穩(wěn)定性。

水泥土雙向攪拌樁施工工藝流程：攪拌機(jī)就位—噴漿下沉—施工樁體—提升攪拌—伸展葉片—切土下沉—提升攪拌—形成狀體。

打樁順序的一般規(guī)定：水泥土雙向攪拌樁屬于非擠土樁，一般情況下對(duì)施工順序無(wú)特殊要求。若施工場(chǎng)地一側(cè)靠近建(構(gòu))筑物，應(yīng)從靠近建(構(gòu))筑物一側(cè)由近向遠(yuǎn)施工。若施工場(chǎng)地一側(cè)靠近邊坡，應(yīng)從靠近邊坡一側(cè)由近向遠(yuǎn)施工，在坡邊施工時(shí)應(yīng)采取可靠的防護(hù)措施，防止邊坡失穩(wěn)和機(jī)械安全。

⒋2 堤身施工

堤腳外反壓蓋重：根據(jù)整體穩(wěn)定性估算，碼頭后方堤防的堤腳外反壓蓋重寬度為15m（考慮后方有作為堆場(chǎng)的可能），兩側(cè)漸進(jìn)段堤防段的堤腳外反壓蓋重寬度為5m。蓋重應(yīng)和堤身同步填筑。堤身斷面布置：碼頭迎水坡設(shè)戧臺(tái)，背水坡腳外設(shè)有反壓蓋重。填筑標(biāo)準(zhǔn)：堤身填筑應(yīng)在堤基處理完畢、驗(yàn)收合格后，才能分層填筑，厚度約20～30cm。粘性土土堤的分層填筑壓實(shí)度不應(yīng)小于90%，堤頂級(jí)配碎石下80cm范圍內(nèi)土層填筑壓實(shí)度不應(yīng)小于95%。堤頂高程：10.8m，由兩側(cè)堤防高程逐步過(guò)渡到原大堤現(xiàn)有高程。堤坡與戧臺(tái)：設(shè)計(jì)內(nèi)外側(cè)邊坡均為1:3。迎水坡上坡接原地面與港池開(kāi)挖下坡接原地面間設(shè)有一戧臺(tái)，寬度不小于1.5m。筑堤材料：土料選用亞粘土，粘粒含量為15%～30%，塑性指數(shù)為10～20，且不得含植物根莖、磚瓦垃圾等雜質(zhì)；填筑土料含水率與最優(yōu)含水率的允許偏差為±3%；堤后蓋重宜選用砂性土。

本堤防退建工程竣工驗(yàn)收投入使用已逾七年，各方面良好，得到了建設(shè)單位的充分肯定，使項(xiàng)目所在區(qū)域內(nèi)水泥制品的供應(yīng)得到了保障。由此，雙向攪拌樁在含有深厚軟土的堤基加固中應(yīng)用獲得成功，可為以后類(lèi)似水利工程建設(shè)提供參考。