水泥搅拌桩复合地基与二灰填筑在高填土路堤施工中的应用

姚 泓

（上海城建市政工程（集团）有限公司，上海市 200023）

1 工程概况

前滩大道位于上海市浦东新区前滩地区，南北走向，南至中环线，北至耀体路，西侧毗邻黄浦江，东侧为前滩地块。道路为城市主干路，线路全长约1670 m，红线宽度为40 m，按照双向4快2慢规模实施。场地土质主要为①3江滩土、③灰色淤泥质粘土，土质较差。前滩大道K0+220～K1+280段紧邻黄浦江，属于高路堤段，道路填土高度为1.5 m～2.0 m。

2 施工工艺

前滩大道高路堤段软土地基处理采用单向水泥土搅拌桩方案，水泥土搅拌桩直径采用0.7 m，桩长8 m，桩间距2 m，水泥掺量为100 kg/m，呈正三角形布置，全线共计137086根；回填材料采用二灰（粉煤灰∶石灰=95∶5）。

2.1 水泥搅拌桩加固施工

前滩大道高路堤段软土地基处理采用单向水泥土搅拌桩，四搅两喷工艺，正式施工前先进行试桩，试桩完成28 d后检测满足设计要求后再进行大面积施工。

（1）测量放样：根据道路施工的轴线和标高放出每根桩的中心位置，并插入木桩，钉铁钉，做好桩中心定位。

（2）定位：起重机悬吊水泥搅拌机到达指定桩位对中。

（3）预拌下沉：将水泥搅拌机用钢丝绳吊挂在起重机上，用输浆胶管将贮料出罐砂浆采用水泥搅拌机接通，待水泥搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机电机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机借设备自重沿导向架搅拌切土下沉，下沉速度控制在0.4～0.7 m/min。如果下沉速度太慢，从输浆系统适当补给清水以利钻进。

（4）制备水泥浆：待搅拌机下沉到一定深度时，按设计确定的配合比拌制水泥浆。

（5）喷浆搅拌提升：水泥搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵，将水泥浆从搅拌机中心管不断压入地基中，边喷浆边搅拌，直至提出地面完成一次搅拌过程，提升速度控制在0.3～0.5 m/min。

（6）重复上下搅拌：水泥搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高后，为使软土和水泥浆搅拌均匀，将搅拌机边旋转边沉入土中，至设计加固深度后再将搅拌机提升出地面，完成一根桩的施工。

（7）清洗：向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净，并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。

2.2 二灰土施工

高路堤段填筑材料采用二灰（石灰掺量5%），填筑厚度40 cm，分两层摊铺、碾压，每层摊铺压实厚度为20 cm。

具体回填工艺如下：

（1）施工前检验回填土料的种类、粒径，有无杂物，是否符合规定，以及土料的含水量是否在控制范围内；如含水量偏高，则采用翻松、晾晒、掺入干土等措施。

（2）回填时先进行小范围试验段施工，以确定二灰土的布料方法、碾压工艺、松铺系数（经试验后系数为1.15左右）。

（3）碾压时，先采用12 t轻型压路机静压2遍，再用振动压路机先弱振2～3遍、后强振1～2遍，然后采用18 t三轮压路机静压，最后用胶轮压路机碾压1～2遍即可。

（4）碾压过程中轮迹相互搭接，防止漏压。面积较大时，分段进行回填，每层接缝处做成斜坡形，轮迹重叠。重叠0.5～1 m，上下层错缝大于1 m。

（5）在机械施工碾压不到的回填部位，配合人工回填，用打夯机分层夯打密实。

（6）每层回填压实后，按规范进行环刀取样，测出干密度，达到要求后，再进行上一层的铺土。

（7）回填完成后，进行拉线找平，凡超过设计标高的地方，及时依线铲平。凡低于设计标高的地方，补填找平夯实。

2.3 问题及解决

在水泥搅拌桩试桩桩身取芯检测过程中，发现部分桩体比较疏松，无侧限抗压强度低，经对现场地质进行勘察，该段原土为浜塘填土，土层本身孔隙大，密实度低，含水量小，加上在搅拌桩施工过程中搅拌不均匀，从而导致桩体质量不合格。

针对此问题，在类似的地质条件下重新进行试桩，采用下钻时向土体注水，使原土的还水量接近下部软土后再进行搅拌，同时增加搅拌次数，以保证桩体的密实性。28 d桩体强度平均为0.89 MPa、标贯击数平均21击，效果比较好。

2.4 动态监测

该工程对高路堤路段施工均进行动态监测，监测项目分为沉降监测和稳定监测，沿线路每隔150 m左右设置一个监测断面，工作基点桩设置在两侧工作边桩的横排延长轴线上，距坡脚100 m，打入深度大于10 m，桩周顶部50 cm采用现浇混凝土加以固定，并在地面上浇筑1.0 m×1.0 m×0.2 m的观测平台，桩顶露出平台15 cm，在顶部固定好基点侧头。

2.4.1 沉降监测

在施工期间，对每填筑一层进行一次沉降观测。如果两次填筑间隙间隔时间较长时，每三天至少观测一次。沉降量监测装置采用沉降板，每个断面土路肩各一个。

2.4.2 稳定监测

在两侧路堤趾部，以及距两侧路堤边坡脚处0.5 m的地方设置钢筋混凝土位移观测边桩；边桩设置断面位置与沉降观测断面位置相吻合。

位移边桩采用钢筋混凝土预制桩，桩长150 cm，断面尺寸15 cm×15 cm，埋置深度1.4 m，桩顶露出地面的高度不大于10 cm。

3 施工质量

3.1 桩体检测

（1）对成桩3 d后的搅拌桩进行轻型动力触探，以检验水泥搅拌桩水泥浆液的均匀程度，触探深度取3 m，检验数量为总桩数的1.1%。经检测，满足设计和规范要求。

（2）28 d龄期钻孔取芯，检测数量为总桩数的0.5%，取芯同步做标准贯入试验，每根检测桩每1 m做一次标贯试验，标贯击数少于设计值处取芯做强度试验，其余桩身范围内每隔3 m取芯做强度试验。前滩大道高路堤路段搅拌桩共计137086根，28 d钻孔取芯检测数量约为689根，全线分七段，每段按0.5%比例抽取，其中140 m一段、160 m五段、120 m一段，检测结果均符合设计要求，各段检测平均值如表1所列。

表1 水泥搅拌桩检测数据表

3.2 二灰土压实度

二灰土作为填筑材料，主要进行压实度检验（见表2）。

表2 二灰土压实度检测表

3.3 动态监测

在整个路堤施工过程中，地基变位控制比较好，垂直沉降最大为0.2 mm/d，水平位移最大0.1 mm/d，满足设计要求。

4 结语

该工程高路堤路段采用水泥搅拌桩复合地基处理及二灰轻质回填材料的施工方法，具有以下特点：

（1）水泥搅拌桩复合地基处理效果显著，地基承载力的提高，有效地控制路基的后期沉降；

（2）采用二灰回填，材料比重轻，适用于软土地基承载力不足路段的高填土施工；

（3）与素土回填、堆载预压的施工方法相比，二灰回填不但提高了地基土的承载能力，而且缩短了施工周期（堆载预压至少要三个月）；

（4）高路堤段采用水泥搅拌桩地基处理、二灰回填的组合设计施工，既达到固体废物利用，且可节省大量的土地资源，减小对环境的影响。

[1]向金鹏,刘建文.软土地基处理中的水泥深层搅拌桩施工质量控制[J].科技创新导报,2010,（01）.

[2]谢建金.浅谈二灰土施工方法[J].福建建材,2005,（03）.

[3]JGJ79-2012，建筑地基处理技术规范[S].