大面积深厚回填地基处理方法分析

郭凯敏

(中铁十六局集团路桥工程有限公司，北京 101500)

1 工程概况

近些年来，城市建筑工程项目开始不断增加，土地用量也在相对增加，想要切实推进大面积深厚回填地基处理，则应当加强技术研究，切实推进地基处理效果。中电科产业园区周边道路工程位于广州市花都区新雅街，在项目工程中将会涉及到四条呈“井”字形分布的市政道路，路线总长为4.86 km。首期实施永利路和电科路。永利路总长1 530 m，设计时速60 km/h，路宽40 m；电科路总长1 470 m，设计时速40 km/h，路宽20 m。路基填土高度2～5 m。

与此同时，本项目工程位于广州市花都区，属于华南褶皱系南段，加里东运动褶皱回返，极易出现一系列的大型隆起区和坳陷带情况。基底主要为白垩系红色砂砾岩，地表为第四系全新统三角洲相淤泥质土、粉细砂、亚黏土、淤泥、中粗砂、砾砂等松散沉积层。经过工程调查发现，场区内主要不良土层有淤泥和种植土。经初步调查，场区内主要不良土层有淤泥和种植土。种植土揭露于大部分钻孔的表层，层厚0.5～1.0 m。场地淤泥质土局部发育，集中揭露于永利路K0+000～K0+090路段，淤泥质土顶面埋深1.9～4.2 m，层厚2.9～5.2 m。淤泥质土主要由粉质黏土等组成，含有机质，光泽反应光滑。并且40%路段经过鱼塘，基地承载力较差，需要进行地基处理较多。

在本项目工程中，由于工程所处地表大部分覆盖有淤泥质土和种植土，厚度较大，需要进行提前处理的路段较多。永利路K0+040～K0+131.7段松散填土和淤泥质土埋深较浅，厚度较大、力学性能较差，通常可以采用水泥搅拌桩进行处理，其他路段都需要进行换填或预压处理。在工程施工过程中需要施工作业人员提前制定好施工方案，科学安排施工顺序，切实保障施工进度和质量。

2 地基处理方法

2.1 水泥搅拌桩复合地基处理方案

运用水泥搅拌桩复合地基处理具有多方面的应用优势，在本项目工程中，中电科产业园区周边道路项目中永利路K0+040～K0+124段，项目工程设计内容为鱼塘，由于设计时间和进场时间间隔较大，当施工进场后发现鱼塘已经被垃圾土填平，原设计和施工现状差别较大，经过现场实际的勘察发现，垃圾土的土方量较大，深度较深，不适宜使用换填处理，经过设计院和业主、监理的共同研究，决定使用水泥搅拌桩进行处理。应用水泥搅拌桩符合地基处理方案，需要合理调节水灰比，将水泥搅拌桩桩径设置为0.5 m，桩间距设置为1.3 m，整个水泥搅拌桩呈正三角形布置。通常而言，在地基处理过程中，水泥搅拌桩应进入下卧持力层不小于0.5 m。复合地基桩顶处设置在0.5 m厚未筛分碎石垫层，并能够在垫层顶面设置1层双向土工格栅。土工格栅采用成品U型钢钉固定，钢钉间距在1 m左右。

具体来讲，在该项目工程施工中，换填处理的碎石均采用未筛分碎石，并将粒径控制在37.5 mm范围内，碎石中针片状颗粒的总含量也应当控制在20%范围内，并且碎石中不应有粘土块、植物等有害物质。未筛分碎石垫层颗粒的组成范围如表1所示。

表1 未筛分碎石垫层颗粒组成范围

土工格栅采用双向聚丙烯土工格栅(GSL100/PP)。每延米极限抗拉强度不小于100 kN/m，标称抗拉强度下的伸长率不大于10%，2%伸长率时的拉伸力不小于30 kN/m，5%伸长率时的拉伸力不小于59 kN/m。

中相砂垫层上设凸点钢塑复合土工格栅，其纵、横向拉伸屈服力不小于50 kN/m，屈服伸长率不大于3%，结点极限剥离力不小600 kN，结点厚度不小于3.5 mm，单个网孔尺寸为12.5 mm×12.5 mm，幅宽6 m。

采用水泥搅拌桩复合地基方法具有多方面的应用优势，不仅能够有效带动大面积软土地基自身承载性能的提高，而且还能够有效减少沉降量，促使项目工程施工质量得到保障。

在地基工程施工处理之前，施工作业人员需要结合项目工程施工方案，展开成桩试验，进一步修正掺量及水灰比。施工作业人员在搅拌桩正式施工之前，需要对搅拌桩展开工艺性试验，确保试桩深度不小于设计值要求，以掌握适用该区段的成桩经验及获取各种操作技术参数，其中主要包括钻机钻进与提升速度、单位时间的喷入量、搅拌速度、喷气压力等参数信息。在成桩试验施工期间，则需要严格按照试桩参数要求，合理把控喷浆量和搅拌速度，保证输浆压力稳定，可以实现连续供浆。水泥搅拌桩施工时，还需要结合排水管线平面布置情况和纵断面图完成整个施工作业，避免由于施工不当，造成桩体被挖除的问题，水泥搅拌桩平面布置如图1所示。

图1 水泥搅拌桩平面布置示意图

确定搅拌的均匀性。通常而言，施工现场工艺性试验桩数应当在5根以上，成桩后桩身强度等级不小于设计要求，否则施工作业人员可以结合项目工程情况，灵活调整施工配合比。在正式进行施工作业阶段，需要结合桩长、桩径、间距等参数信息，进一步明确水泥掺量和水灰比，从而展开地基处理。

地基处理时，施工作业人员先将施工场地清理干净，并将各种施工设备准备齐全，避免在施工中出现设备倾斜和移动，并将机架和钻杆的垂直度偏差控制在1%范围内，施工作业人员可以运用吊锤完成垂直度的观测工作，一旦发现垂直度偏差过大的情况，则需要在第一时间将钻杆位置进行调整[1]。

需要注意的是，在工程施工阶段，需要严格按照试桩参数控制喷浆量和搅拌提升的速度，尽量采用连续施工作业的方式，并输浆阶段必须保证足够的输浆压力。施工中应当结合施工场地实际情况，灵活调整喷浆量、搅拌提升速度，切实保障桩体质量。而钻机最佳提升速度应当处于0.8 m/min以内。通常而言，在桩体施工一个月后，工作人员可以进行填筑路堤等后续工作。

与此同时，应当合理把控搅拌机提升速度、下沉速度，并能够透过试桩，完成参数选择，将其提升超出地面过程后，施工作业人员应当放缓速度，避免速度过高影响桩头质量，待灰浆处于出口位置，将会进行原位喷浆搅拌30 s。

2.2 全深度换填处理

采用全深度换填处理主要应用于鱼塘部位，通过排水、清淤、分层换填、分台阶碾压等实现路床的稳定性。通常而言，运用换填法能够取得较好的应用效果，能够较为广泛地适用于多种浅层软弱地基处理过程中，同时具有多方面的应用优势。不仅能够切实带动地基自身承载力的提高，而且还能够切实减少沉降量，促使原本刚度不均匀的地基恢复均匀状态。在地基处理过程中，需要施工作业人员及时挖除不良土质，并能够更换成为中粗砂，整体换填范围则在坡脚线以外1 m左右。整个全深度换填处理，施工作业人员可以应用分层压实的原则，借助洁净粗砂，并将分层厚度控制在10～20 cm左右，并确保粗砂压实度能够达成施工作业要求，为了切实保证排水效果、避免粗砂流失，施工作业人员可以运用干砌片石防护的方法[2]。由此可见，全深度换填处理时，如果表层软土厚度低于3 m，这种情况下便可以直接采用换填法完成浅层软弱地基处理，采用浅层换填的施工方式，不仅可以提高承载力、减少沉降量，还可以灵活调整不均匀地基刚度。如果深度处于3 m以内的土壤资源不佳，则需要及时挖除不良土质，为了强化路基整体稳定性和安全性，避免出现软基处理不均匀沉降的问题，则可以在施工完成后于路床底部位直接加铺一层双向合成纤维土工格栅。

地基处理完成后，需要工作人员及时展开质量检测工作，首先，按照分层检验的原则，每完成一项施工工序，就需要结合项目工程设计要求，完成第三方质量检测工作，确保工程质量符合验收的基本要求，一旦发现施工质量不符合规格要求的情况，则需要及时停止当前施工作业。其次，施工作业人员可以运用灌砂法，从而完成压实系数检验，并积极应用动力触探试验方法，从而实现施工土层的质量检测工作[3]。再次，在整个施工作业期间，工作人员应当全方位展开地基变形监测，一旦发现出现地基变形情况，也能够及时采取针对性措施，切实推进工程施工质量。

2.3 路基填筑

在路基施工之前，需要探明地下管线排列情况，特别是已经迁移的地下管线，更需要加强保护，避免操作不当，影响管线性能。在路基填筑施工期间，主要采取横断面全宽、纵向分层填筑的施工方式，从施工场地环境出发，如果原有施工地面处于高低不平的施工状态，则可以从最低处慢慢开始展开分层填筑，再从两边开始朝向中心区域完成填筑作业。为了达成路堤全断面的压实度，则需要在边坡两侧各超填5 cm左右，实现刷坡整平的作用效果。路基填筑则需要结合现场施工情况灵活设计施工方案，将挖掘机、推土机等多种设备整合到一起，基于路基填筑高度，明确后续施工方案。在路基填筑期间，如何选择路基压实机械，则需要从工程规模、场地要求、气候环境变化等多种因素进行一同考量。需要注意的是，在基坑回填施工期间，只有隐蔽工程验收合格，才可以展开后续工程施工，分层厚度大多设置在100～200 mm范围，土方开挖也不能随意进行，严禁掏底开挖。在完成上述施工工序后，则可以在路面基层完成工程施工，先后进行沥青混合料摊铺、初压、复压和终压。

3 结 论

综上所述，对大面积深厚回填地基处理方法展开分析具有十分重要的意义。软土地基改良作为工程项目施工中的常见问题，如何有效提高地基强度、改善土质环境，成为影响工程建筑质量的主要问题，无论是应用水泥搅拌桩复合地基处理，还是结合全深度换填处理，都需要根据工程地质条件、环境要素、成本要求，合理选择地基处理方法，在施工过程中严格按照设计要求，对桩长、桩径等因素进行考量，切实优化地基处理效果。在换填深度较大的地方使用水泥搅拌桩复合地基处理，能够有效的节省时间，节约投资。