林 娟

(福州市規(guī)劃設(shè)計研究院 福建福州 350003)

0 引言

福州馬尾新城的開發(fā)與建設(shè)，承擔(dān)著探索具備創(chuàng)新活力和時代特征的城市發(fā)展模式和規(guī)劃理念的歷史重任，其中南江濱東大道延伸段位于馬尾新城總體規(guī)劃“兩組團-廊道”中的三江口組團南臺島東部片區(qū)，是新城建設(shè)重點項目。但該片區(qū)軟土問題突出，為解決該問題，本文結(jié)合工程經(jīng)驗與相關(guān)研究成果，針對實際地質(zhì)情況，采用多種軟土地基綜合處置方法，較好地指導(dǎo)了工程的實施。

1 工程概況

1.1 基本情況

項目位于福州市南臺島東部，北起南江濱東大道，向南止于下洋路，沿線與螺城路(主干道)、環(huán)島路(快速路)、三江路(主干道)等道路平交、下穿福廈高速公路連接線，全長6970m。南江濱東大道延伸段道路工程起點璧頭(K8+630)至下洋路(K15+600)為城市主干道，設(shè)計時速50km/h，項目位置如圖1所示。

圖1 項目地理位置圖

1.2 軟土分布及性質(zhì)

工程所在地地勢西高東低，地貌為河流侵蝕堆積，屬閩江一級階地，地質(zhì)條件復(fù)雜、軟土分布廣泛，各土層在水平方向分布及性質(zhì)不均勻，基巖面起伏較大，在垂直方向土層軟硬相間，均勻性差。其地質(zhì)特征如表1所示。

表1 南江濱東大道延伸段軟土地基工程地質(zhì)特征與處理方案[1-7]

2 軟土路基設(shè)計方案

2.1 設(shè)計依據(jù)

在對沿線工程地質(zhì)、水文等自然條件進行了深入調(diào)查的基礎(chǔ)上，依據(jù)《城市道路工程設(shè)計規(guī)范》(CJJ37-2012)、《公路路基設(shè)計規(guī)范》(JTGD30-2004)和《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F10-2006)的規(guī)定進行方案設(shè)計。

2.2 軟土處理方案

在考慮軟土各項物理力學(xué)指標基礎(chǔ)上，結(jié)合軟土分布范圍、厚度，路基填土高度及工期等因素，根據(jù)控制各路段工后沉降的設(shè)計原則，對各路段穩(wěn)定和工后沉降計算后，確定地基處理方案。

2.2.1方案選擇

綜合考慮軟土分布情況和經(jīng)濟效益進行軟土處理方案的選定。該工程所選擇的軟土處理方案、各區(qū)段處理方式如表1所示[1-7]。

2.2.2方案設(shè)計

據(jù)南江濱東大道延伸段軟土地基實際情況，對所選方案的技術(shù)參數(shù)進行設(shè)計，如表2所示。

表2 軟土路基處理方案參數(shù)設(shè)計

2.2.3軟基處理設(shè)計技術(shù)控制

2.2.3.1沉降控制指標

工后沉降量：城市主干道軟土路基工后沉降量應(yīng)滿足《城市道路路基設(shè)計規(guī)范》(CJJ 194-2013)的規(guī)定，其設(shè)計值與規(guī)范值如表3所示。

表3 工后沉降量設(shè)計值與規(guī)范值

2.2.3.2沉降監(jiān)測方案

沉降監(jiān)測目的是保證路基施工和營運路基穩(wěn)定性，為此需按下述方法進行監(jiān)測：

(1)在施工期間，每天進行1次邊樁及沉降觀測。若沉降突變，每天觀測2～3次。

(2)當(dāng)填筑高度小于3m時，填筑速率可適當(dāng)加快，但后期填筑速率必須嚴格要求，施工的填筑控制標準為：沉降≤10mm/d，邊樁位移≤2mm/d，測斜管位移≤3mm/d，填筑至預(yù)期高度后，還應(yīng)加強沉降觀測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)路堤頂面標高低于設(shè)計高15cm～20cm時，及時補土，要求不得一次性補土。

(3)至預(yù)期高度后連續(xù)2個月實測沉降速率小于2mm/月，視為基本穩(wěn)定，則進入下一工序施工。

(4)路面鋪筑以后，每3個月觀測1次；當(dāng)遇到暴雨時，加密監(jiān)測頻率。

3 軟基處理施工方案

3.1 VCP施工

施工前在現(xiàn)場進行試驗，以確定水壓、振密電流和留振時間等各種施工參數(shù)，參數(shù)用于控制施工質(zhì)量。振密孔施工順序宜沿直線逐點逐行進行，振沖施工前挖除表層淤泥、雜填土等不良土質(zhì)。

3.1.1施工工藝

施工工藝如圖2所示，其具體注意事項如下：

圖2 振沖擠密施工工藝圖

(1)首先用吊機將振沖器吊起垂直對準樁位，啟動水泵，水壓控制在400～600kPa之間，水流量為350～400L/min，噴水中心偏差≤50mm。

(2)地基全部浸潤并達到飽和后，將振沖器徐徐沉入砂中，電流控制在60～80A，振沖器繼續(xù)以8～10m/min的速度往下沉，直至沉入設(shè)計處理深度。

(3)振沖器停止在設(shè)計處理最深處開始留振，同時減少向下沖的水量。打開另一管系閥門，使水流沖射振點孔口周壁，同時使人用鐵鍬翻動砂土，加速砂粒迅速向孔內(nèi)深處塌陷沖填。留振約60～90s，待電流回升至規(guī)定的100～120A時，開始以0.5m為一段，上提振沖器，再留振60s，射水沖砂，如此分段提升振沖器、回填砂料、留振，直到出于孔口。

3.1.2質(zhì)量控制

振沖擠密采用標準貫入試驗和載荷試驗兩種方法進行檢測，其中標準貫入試驗抽檢數(shù)量為不少于總樁數(shù)0.5%，載荷試驗采用復(fù)合地基方法進行檢測，抽檢不少于總樁數(shù)的0.2%，且不少于3點。

3.2 CFG樁施工

3.2.1施工工藝

CFG樁施工采用長螺旋鉆孔灌注成樁，成樁工藝性試驗樁數(shù)不宜小于3根，通過試樁確定材料配比；試樁時，主要考查設(shè)計的施打順序、樁距和CFG樁復(fù)合地基設(shè)計承載力及沉降是否滿足要求。當(dāng)試樁結(jié)果滿足設(shè)計要求后方進行大面積施工。其工藝流程如下：

樁機就位、調(diào)平→鉆孔至設(shè)計高程→泵送混合料→拔管、灌注混合料至樁頂設(shè)計高程→移機→分別插入6根豎向鋼筋→樁頂混凝土達到一定齡期后，清理樁間土，并鑿除樁頭→基底驗槽合格后，澆筑樁帽→鋪設(shè)褥墊層。

3.2.2質(zhì)量控制

(1)施工前預(yù)留保護土層，厚度一般為300mm～500mm，據(jù)季節(jié)和設(shè)備重量等增加。

(2)開機前及施工中檢查導(dǎo)向架的垂直度，樁體垂直度偏差不超過1.5%，樁位偏差不大于50mm。

(3)中心泵壓工藝混合料的坍落度應(yīng)控制160mm～200mm；嚴格控制離析，投料量不少于設(shè)計灌注量。

(4)路堤下CFG樁施工時，確保預(yù)留樁頭的長度，對樁頭上部2m～3m進行振搗。

(5)打樁過程中，經(jīng)常檢查混合料配合比、坍落度、提鉆速度、成孔深度、灌入量，并做好記錄。做混合料試塊，每臺機械一天做一組(3塊)試塊(邊長150mm)，標準養(yǎng)護，測定28d強度。

3.3 PTC樁施工

3.3.1PTC樁的成品質(zhì)量要求

根據(jù)施工圖設(shè)計文件中的樁基深度匹配長度進行組合。樁基處理深度>24m時，不超過3節(jié)樁組合；深度≤24m時，不超過2節(jié)樁組合。施工時按照“長樁在下，短樁在上”的順序進行施工。管樁的外觀質(zhì)量和尺寸允許偏差注意滿足規(guī)范要求。

3.3.2PTC樁的運輸、起吊和堆放技術(shù)要求

PTC樁長細比大，自重大，在起吊、運輸過程中過大的動荷載易使PTC樁產(chǎn)生環(huán)裂。正確的起吊方式是兩支點法或兩頭勾吊法，并在吊裝過程中輕吊輕放，禁止采用拖吊，避免產(chǎn)生較大動荷載。

3.3.3施工工藝

接樁質(zhì)量決定了工程質(zhì)量，焊接嚴格遵照《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ8和下列規(guī)定。

(1)下節(jié)樁段的樁頭宜高出地面0.5m；

(2)下節(jié)樁的樁頭處宜設(shè)導(dǎo)向箍，接樁時上下節(jié)樁段保持順直，錯位偏差不大于2mm；

(3)焊接要求對稱，焊接層數(shù)不得少于2層，第一層焊完后先把焊渣清理干凈，方進行第二層；

(4)焊好后樁接頭在自然冷卻8min后繼續(xù)錘擊；

(5)焊接接頭的質(zhì)量檢查，對于同一工程探傷抽樣檢驗不少于3個接頭。

3.3.4質(zhì)量控制

施工完成后，對PTC樁成樁質(zhì)量進行檢測，因為只有控制好成樁質(zhì)量，才能保證復(fù)合地基的設(shè)計要求。PTC樁施工質(zhì)量要求滿足表4所示的要求。

表4 PTC樁的施工質(zhì)量控制要求

4 施工效果評價

4.1 VPC施工效果

經(jīng)VPC處理后的路段地表以下，標貫擊數(shù)從5～18擊，提高到14～23擊，且地基土力學(xué)指標較為均勻，離散性小，能夠滿足設(shè)計要求。

4.2 CFG施工效果

通過現(xiàn)場抽芯檢測發(fā)現(xiàn)，樁身混凝土芯均完整，樁體強度和單樁承載力均能夠達到設(shè)計值，即C15和450kN；施工總沉降量在10mm～45mm之間，卸載后回彈系數(shù)15%～35%之間，且本批次單樁極限承載力為480～600kN之間，符合設(shè)計要求。

4.3 PTC樁施工效果

工程路段經(jīng)預(yù)應(yīng)力管樁施工結(jié)束到填筑路基全部完成，共耗時8個月，經(jīng)檢測在路基的填筑過程中，路基的最大側(cè)向位移為4cm，最大沉降為15.5cm，路基處于穩(wěn)定狀態(tài)。

綜上，該工程所采用的3種軟土地基處理方案能夠有效提高所處理路段的地基承載能力，較好地保證了工程的順利開展。

5 結(jié)語

福州市南江濱東大道延伸段軟土地基特點突出，鑒于此，本文重點介紹了項目軟土地基處理的分段設(shè)計方案，涉及VCP處理、CFG樁和PTC樁三種方法。另外，總結(jié)了各方案的設(shè)計與施工要點。該工程竣工后，經(jīng)驗收路段達標率完好，到目前未出現(xiàn)不良沉降變形、結(jié)構(gòu)完整，取得了較好的效果。

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