吹填土原位固化产生裂缝原因及解决措施

雷旭丽

（天津城建设计院有限公司，天津市 300122）

0 引 言

天津市滨海旅游区临海东堤路沿线均为吹填土，且未经过真空预压，土质含水量高、天然孔隙比大，压缩系数高，为典型的软土路基。工程进场难度大，为了加快工程进度，经过方案比选、现场施做试验段及专家论证后，拟采用吹填土原位固化的路基处理方案。该方案具体为在现状吹填土中掺入一定剂量的固化剂进行原位搅拌，固化剂与吹填土之间发生一些列的物理、化学作用，产生的胶凝水化物使松散的土颗粒胶结为一体，并不断硬化，最后形成具有一定整体强度的固化土，该固化土作为路基的承托层，还作为施工进场的通道，最后在固化土上部施做80 cm路床（40 cm6%石灰土+40 cm8%石灰土）。2015年10月第10期在《城市道桥与防洪》中发表论文，论文题目为《吹填土原位固化在中新天津生态城滨海旅游区项目中的应用》，该文章已经阐述了吹填土的特征、固化土特性等，本文不再赘述，将论述在施工过程中出现的一些问题。方案确定后施工单位按照设计图纸进行现场施工，通过现场路基处理，在施工过程中发现许多细节性的问题，主要问题是吹填土原位固化过程中产生了不同程度的纵向裂缝，产生裂缝的原因主要有以下几个方面：（1）固化土强度不够、拌合不均匀是产生裂缝最主要原因；（2）路基施工过程中，施工组织的不合理也是导致产生纵向裂缝的主要原因[1-3]。

1 设计方案

1.1 横断面设计方案

该工程横断面设计为：8 m（绿化带，西侧）+14 m（车行道）+100 m左右（绿化带，东侧），如图1所示。

图1 横断面图（单位：m）

1.2 路基设计方案

该工程路基横断面如图2所示。固化土施工完成后一次填筑40 cm6%石灰土+40 cm8%石灰土，在填筑40 cm6%石灰土的过程中局部路段路基产生不同程度的纵向裂缝。

图2 路基横断面（单位：cm）

2 裂缝产生原因分析及解决方案

2.1 裂缝类型

在填筑40 cm6%石灰土完成后，对左侧8 m绿化带进行填土，货车满载40 t左右，石灰土表面局部产生如图 3（a）、（b）所示的两种裂缝形式，通过对现场裂缝的形式和受力分析发现，裂缝的滑裂方向大致分为图4（a）裂缝一剖面图和图4（b）裂缝二剖面图两种情况。

图3 填筑后产生的裂缝

图4 两种裂缝剖面图

通过对裂缝一剖面图分析可知，由于设计标高高于原地面标高，高于原地面标高均为附加应力，附加应力是产生沉降及滑裂的主要原因，况且绿化带一侧未与道路路基同时铺设，未起到反压护道的作用，是产生滑裂的主要原因。

通过对裂缝二剖面图分析可知，滑裂方向主要在右下方，根据受力分析，产生滑裂的主要原因是固化土层没有达到足够的强度，即未达到设计提出的7 d无侧限抗压强度≥0.4 MPa的要求。

2.2 解决方案

石灰土表面开裂的最终原因可以理解为固化土的破坏，由于现状吹填土深度为10 m左右，固化土一旦破坏，固化土下层10 m左右的软土无法承受附加荷载而导致石灰土开裂。

处理方案如下：首先对裂缝处进行开槽，挖除石灰土及固化土，然后按照如图5所示进行处理，重新回填固化土及石灰土。

由于固化土层以下为10 m左右的软土，吹填土原位固化作为板体承受上部荷载，板体一旦破坏，一方面在附加应力的作用下直接产生滑裂，另一方面软土在附加应力的作用下会向上翻浆，所以为了避免破坏固化土的整体性以及防止翻浆，裂缝处理方案应避免直槽开挖。

图5 裂缝开槽剖面图（单位：cm）

3 预防裂缝产生的措施

在设计过程中，通过理正岩土计算软件6.0 PB1版进行路基边坡稳定计算，由于计算软件建立模型模拟是按照8 m绿化带回填完成后计算的，绿化标高与道路设计标高大致相同，起到反压护道的作用，对阻止路基的开裂起到关键的作用。

建议在道路路基的施工过程中，道路两侧绿化应与路基同步实施，起到反压护道的作用，对道路边坡的稳定起到重要作用。同时，由于是软土地基路段，道路路基两侧应避免大填大挖造成边坡的失稳。

4 结 语

现场产生的裂缝，经过挖补后，固化土基本形成板体，可以作为路基承托层，到目前为止，该工程已经竣工通车，未发现较大的道路病害。

固化土原位固化技术，在中新天津生态城滨海旅游区作为一门新技术新材料，该工程也是我们开始的第一个项目，一门新技术从前期的研究到最终的技术成熟需要漫长的学习与总结过程。通过现场施工的情况来看，一方面固化土是否能够得到很好的推广，固化土的施工工艺还是一个亟待解决的问题。