吹填砂堆载预压处理软弱地基技术探讨

郝飞

（中铁十一局集团第六工程有限公司）

引言

为了适应国民经济发展和城市建设的需要，解决城市发展、国土资源规划和道路建设之间的矛盾，中国已经逐渐加大了对软土地的开拓和规划。尤其是在滨海新区等沿海城市。这些地区发展越来越快，城市建设步伐也越来越快，占地需求越来越大这样的背景下，获得土壤变得越来越困难。由于大面积软土地基加工越来越重要，导致建筑成本越来越高，工期也越来越长，所以，对软土地基进行加固，在最大的程度上节约投资成本，以期缩短工作周期。

1 地质和工程概况

（1）段址内特殊性岩土主要为：人工填土、软土、残积土、全风化岩及强风化岩。人工填土：在车辆段内人工填土层为素填土，位于地表，水平上分布不均匀，主要为人工堆填的粘性土组成，土质不均匀。软土：该层土主要为海陆交互相沉积的淤泥，淤泥质土层，分布广泛。该层属软弱土层，含水量高，在天然状态下呈流塑状，强度低，土层力学性能差，具高压缩性，透水性差。残积土及风化岩：该层残积土、全风化带、强风化带土质成分主要为粉质粘土，具有遇水软化的工程特性，同时由于风化程度不均匀在风化岩中多存在软弱夹层，以上两点均对拟建工程的基础选型造成不利影响。

（2）大洲车辆段是广州市轨道交通七号线的定修车辆段，承担本车辆段配属车的停放、日常保养、列检及双周/三月检任务，以及7号线全线车辆的定修任务。大洲车辆段工程主要包括站场土石方工程、软基处理工程、边坡支挡防护工程、桥涵等工程。其中软基处理总面积约为20.5万m2，采用吹填砂堆载预压发进行软基处理的面积约为13.4万m2，占总面积的65.3%，主要为碎石道床、道路、建筑及绿化区；采用搅拌桩复合地基进行软基处理的面积为7.1万m2，占总面积的34.7%，主要为整体道床、周边、试车线及出入段线区。

车辆段在建设及运营过程中，为保证行车安全及线路、建构筑物的稳定，对段内的整体沉降控制有着严格的要求，结合广州地区已完工项目的软基处理情况，发生工后沉降的案例较多，如何确保软基处理的施工质量是本工程的重点。大洲车辆段软基处理主要工程数量见表1。

2 施工设计和施工工艺研究

（1）施工流程。本工程试验区地基加固的施工流程为：施工现场清理→作业地面整平→铺放底层材料→打塑料排水板→构造淤泥密封墙→吹填砂堆载预压（或堆载预压）处置。为了获得指导设计和施工的试验数据，该方案提供了地面沉降和分区层沉降、孔隙水压力、水位、深度水平位移、侧桩等检验验证工作，也安装了钻孔土和负载板的测试项目、布局测试和其他测试项目。在堆载预加载测试区域应用三级和五级载荷，对土壤进行十字板剪切试验和钻孔取样检查工作。该项目是为了加强针对于预加载区边缘的前导标志的保护和观测点的基础沉降、断裂和倾斜等问题的研究。

（2）施工工艺有前到后的施工步骤为：场地准备，清除障碍物→排除鱼塘积水、晾晒→铺设复合土工布→吹砂填筑至5.0m→埋设变形观测仪器及现场测试→打设塑料排水板→集水井、盲沟施工→分层逐级吹填砂及碾压密实→沉降变形，孔隙水压力等观测记录→用现场沉降及孔压资料分析是否达到预压要求→满足要求，卸载堆载层→加固后地基质量检测、平板荷载试验机分析整理观测资料→卸载面整平、表面碾压→交工面铺设密封土→软基处理竣工验收。

表1 软基处理主要工程数量表

3 堆载预压法处理吹填砂软土地基的固结度的监控和分析

项目进行过程中，重点对这些方面的要点进行监控：①地平面的下降量。在地表底层安装沉降检测器，在建造高度达到2m的时候，再进行下一次的观测。以后要依照施工分层的状况和建造的高度进行把控，每个分层要检测1～2次。②土壤上层边向的移动。在该层安装地表桩，在填充高度进行到2m的时候，再实施下一次的检测。之后依照施工的分层填筑高度再次进行测量检验。③土壤深层的侧向移动距离。在平面层设置测斜管，并且当建筑高度达到2m的那一刻，马上进行第二次的检测。再依据施工分层的建造进程进行监控，每一层都要进行至少一次的检测。④间隙空间中的水压力。按照施工的分层建筑高度，在填筑当天和之后的一天实施检测，事后观察变化规律再进行分析比对。⑤空隙中的水深状况。根据施工分层填筑高度，在填筑当天与第2d展开测量，再根据变化规律进行检测。

4 应着重注意的方面

（1）清淤船清淤。本项目设计表层清淤厚度为50cm，传统表层清淤方式为先将鱼塘水抽排后进行晾晒，再利用机械进行面层淤泥的挖除外运。但由于鱼塘底部多为塑性极低的淤泥腐殖土，颗粒较小，晾晒周期耗时较长，且20cm以下的淤泥不易晾晒固结，机械清淤过程中仍然会存在大量流塑状淤泥，不利于开挖及外运且大大增加了文明施工的投入。项目根据段内鱼塘多、深度合适、相互可以连通的特点，选用了机械铰刀式清淤船进行清淤的方案。该方案是利用清淤船的前置铰刀对塘底泥层进行切割分解，增大泥浆浓度，然后利用泥浆泵将泥浆吸入，通过管道排出。完毕后将池塘水进行抽排，对清淤厚度不符合要求的部位进行机械挖除，确保了整个鱼塘的清淤质量。该技术运用广泛，清淤效率高，适合鱼塘分布较多区域的表层淤泥清理。

（2）自动抽排水堆载预压区共设有集水井75座，淤泥层孔隙水受堆载预压作用经排水板返至粗砂层，由盲沟汇入集水井，当集水井内水位上升到一定高度后，会与淤泥层孔隙水达到动态平衡，此时淤泥层孔隙水无法受压挤出，排水固结过程受阻。对此，项目在每个集水井内设置水泵的同时安装水位监控装置，当集水井内水位高于0.6m时自动抽水，并安排人员每日巡检记录，确保排水及时、畅通。

（3）水加载。由于吹填砂用量较大（约75万m3），且对砂质要求较高，因此出现过砂源不足的情况。部分区域的超载预压层因为砂源不足，原设计堆载预压高度为10.95m，实际吹填至10m时后续加载被迫中断。采取水加载的措施，在未达到预定堆载压力的区域设置封闭围堰，内满铺不透水高强度塑料膜，然后在围堰内填满水取代堆载砂，待砂源恢复供给后再进行吹填堆载，直至达到卸载条件后卸载。该方案作为砂源不足时的临时措施，解决了超载预压空白期对整体工期的影响，费用低、易操作，值得借鉴。

5 结语

综上所述，我们可以看到吹填砂堆载预压项目周边应有良好的水路运输条件，水路运输效率高、成本低，同时可在料仓内直接安置泥砂泵进行吹砂作业，减少了填砂的转运，需提前备好预备砂源，做好进场砂源的质量把控，含泥量、粒径等不符合要求的不得使用；周边格栅搅拌桩的设计方案效果显著，对整个软基处理的质量有十分重要的作用，值得推广；严格执行卸载标准，严禁盲目卸载。

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