淤泥固化桩软基处理技术在重载交通道路中的应用研究

王京伟 毛利 贾存威 宁波市交通规划设计研究院有限公司

1.前言

在道路工程软基处理中，淤泥固化技术因其环保、经济的特点得到了越来越多的应用。但在应用过程中，传统的强力搅拌头加挖掘机的组合也出现了一些问题，主要的就是喷浆搅拌不均匀、地基处理深度不足。因此，工程应用中亟需对传统工艺进行改进。在这种背景下，淤泥固化桩软基处理技术应运而生。

2.工程概况

杭甬高速复线澥浦互通连接线工程南起绕城高速沙河互通，终点为杭甬高速复线澥浦互通收费站，道路等级为城市主干道并具有高速疏散功能，建成后道路交通量大且重载交通较多。

本项目三期工程起点为二期工程终点，终点顺接澥浦互通收费站，实施里程0.761公里。本段道路全部位于海塘中，工程基础为淤泥，承载力无法满足工程建设的需求，必须进行软基处理。

3.工程地质情况

工程地质情况详见表1。

表1 工程地质情况

4.传统淤泥就地固化方案比选

4.1 传统淤泥就地固化方案原理

通过强力搅拌设备将水泥等无机结合料与软弱土就地拌和，使得土体达到一定强度，从而满足道路建设需求。

4.2 传统淤泥就地固化方案使用设备详见图1、图3。

图1 传统就地固化系统示意图

图3 传统就地固化使用设备

4.3 传统淤泥就地固化方案施工工艺详见图4。

图4 传统淤泥就地固化施工工艺流程图

4.4 传统淤泥就地固化方案适用性分析

（1）本道路为城市主干道并承载高速疏散功能，工程属于重载交通，对地基承载力要求高。根据地质报告，本工程沿线表层为淤泥质黏土（厚度3-6m），性质很差，其下为粉土，性质较好。因此本工程淤泥处理深度至少为6m，传统的传统淤泥就地固化处理深度不超过5m，因此处理深度不能满足本工程要求。

（2）由于本工程位于滩涂上，传统的淤泥就地固化方案所使用的固化设备挖掘机无法直接在场地进行施工，施工措施费大大增加。

鉴于上述技术及经济原因，传统的淤泥就地固化方案无法满足本工程的地基处理要求。

5.淤泥固化桩软基处理技术

5.1 淤泥固化桩软基处理技术原理

淤泥固化桩软基处理技术采用自主研发的螺旋淤泥固化机进行施工，固化机包含螺旋式结构的行走系统，操作平台、机械臂和用于将固化剂增加搅拌入淤泥软基中的固化剂搅拌系统。该固化机可实现在滩涂行走施工，在处理深度及施工质量上较传统就地固化技术有了较大幅度的提升。

5.2 使用设备（见图2、图5）

图2 淤泥固化桩软基处理示意图

图5 淤泥固化机

5.3 施工工艺

5.4 淤泥固化桩软基处理方案

根据地质报告，沿线表层为淤泥质黏土（厚度3-6m），性质很差，其下为粉土，性质较好。

本次设计采用淤泥固化桩对一般段进行处理，标准路段采用长桩处理，桩径1m，桩长6m，间距2m，采用正方形布置。

5.5 检测指标

（1）固化剂掺入量14%，淤泥固化桩28天无侧限抗压强度应达到1.0MPa。

（2）复合地基承载力不小于110Kpa。

5.6 施工检测

（1）经检测部门检测，固化剂掺入量14%，淤泥固化桩28天无侧限抗压强度可达到1.02MPa，满足设计要求。

（2）根据现场试验，按本方案处理后的复合地基承载力可达到110Kpa，满足设计要求。

从检测结果看，淤泥固化桩软基处理技术在本工程的应用比较成功，加固效果良好。

6.工程意义

图6 淤泥固化桩施工工艺流程图

图7 淤泥固化桩平面布置示意图

传统的淤泥就地固化技术采用挖掘机加强力搅拌头的组合，在喷浆及搅拌均匀性上均存在不可控的问题，在软土地基处理深度上也受到较大制约。淤泥固化桩软基处理技术采用自主研发的螺旋淤泥固化机进行施工，处理深度大大超过传统技术；通过控制台控制喷浆量，可保证喷浆的均匀性；后期可通过取芯检测桩基无侧限抗压强度，可保证施工质量。

目前该技术已成功应用于杭甬高速复线澥浦互通连接线工程（三期）路基软基处理中，加固效果良好。

该工程道路等级为城市主干道并具有高速疏散功能，建成后道路交通量大且重载交通较多。淤泥固化桩软基处理技术在该工程上的成功应用对其他类似工程也有很好的借鉴意义，可进行大范围的推广。