泥炭土质软土路基处理施工技术 徐如波 上海浦东路桥建设股份有限公司 上海 ２０１２１０ 摘要：中国援斯里兰卡项目之一的ＣＫＥ项目采用总承包管理模式，其中一段长７ ｋｍ的泥炭土路基存在失稳、路肩隆起 等难题。为此，因地制宜，通过砂桩试桩及静载试验来确定各项施工技术参数，进而调整砂桩间距和处理深度，最终 成功地解决了泥炭土软土路基的处理难题，可为今后类似工程提供参考。 关键调：ＥＰＣ总承包模式；软土路基处理；砂桩（ＳＣＰ）；静载试验 中圈分类号：ＴＵ９９７ 文献标志码：Ｂ ＤＯＩ：１０．１４１４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｚｓｇ．２０１６．０７．０５０ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｓｏｆｔ Ｐｅａｔ Ｓｏｉｌ Ｓｕｂｇｒａｄｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ＸＵ Ｒｕｂｏ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｐｕｄｏｎｇ Ｒｏａｄ＆Ｂｒｉｄｇｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｃｏ．．Ｌｔｄ． Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１２１０ １ 工程概况 斯里兰卡首都科伦坡一卡图那亚克机场高速公路项目 （简称ｃＫＥ）的ＫＯ＋Ｏ００～Ｋ７＋１９７地段为泥炭土软土路基。 斯里兰卡位于亚洲南部，终年如夏，年平均气温２８℃。一 年有５个月的雨季，分别为５～７月份、１０～ｌ１月份，年平均 降水量１ ２８３～３ ３２１ ｍｍ不等。该国建筑资源相对短缺，海 砂资源比较丰富。 砂桩主要是考虑利用本地海砂，能够就地取材，减少运输 成本。砂桩是否能成桩，以及成桩后砂桩单桩承载力、复 合地基承载力是否满足设计要求，成为本项目软基处理的 关键点。 ４ 砂桩试桩 ４．１目的 选取在最不利的土质、水文的地段，进行砂桩试桩施 泥炭土颜色呈褐色、灰黑色；饱和度为饱和流塑状 态；空隙比ｅ为１．３～９．７；泥炭土的厚度为２．２～１４．５ ｍ；含 水量ｗＹ￣３ｏ％一３００％。 工，判别是否能成桩。在成桩的条件下，由单桩静荷载承 载力试验获得试验数据并提供给设计，作为复核承载力计 算依据；通过复合地基承载力试验来验证设计地基各项技 术参数，从而确认试验桩的各项施工技术参数可以作为砂 桩施工的控制指标。 ２ 项目组织结构 本项目采用的管理模式为ＥＰＣ（设计、采购、施工） 总承包管理模式，合同采用“ＥＰＣ／交钥匙工程合同条件” 的模式。鉴于项目采用的ＥＰＣ合同模式，我们总包单位专 门成立设计管理部，根据高速公路的施工特点，设计管理 ４．２砂桩的施工工艺 软基处理前基底处理一整平原地面（施工排水砂垫 层）一测量放样一桩机就位对中一成孔一加砂、振密，提 拔套管一成桩一２８ ｄ后对砂桩／碎石桩进行静载试验一收集 分析试验检测数据一编制试验检测报告一设计工程师审核 报告一总结试桩成果报告一指导ＳＣＰ正式施工一桩机移位 部组织安排相关专业且一定数量的专业设计人员。业主代 表的主要职责是对我方设计人员的设计方案进行审核，经 过与业主代表协商一致，决定将设计工作分为两阶段进 行。第１阶段是方案设计，第２阶段为施工图设计。 ４．３软基处理前基底处理 ＫＯ＋Ｏ００一Ｋ７＋１９７段的原地面为沼泽地，为了给施工 机械进入现场提供有效的工作面，采用反铲挖掘机清理淤 泥、杂物、树根等，然后回填海砂的方法纵向向前推进。 待试桩段的原地面整体铺筑一层海砂后，再铺装一层厚 ３０ ｃｍ的海砂作为施工排水层。排水层的作用是为砂桩成桩 后提供横向的排水通道。 ３ 方案确定 我方设计人员根据地质勘察成果，结合现场进行查 看、调查、测量，在经过计算的基础上初步确定泥炭土的 软基处理方案为砂桩、碎石桩、塑料排水板、方桩。采用 ４．４砂桩施工方法 ４．４．１第１次砂桩试桩 桩机就位后，采用ＤＺ６０Ａ振动桩锤下沉长１ １．４ ｍ的 固建筑麓工·弟３８卷·第７期 徐如波：泥炭土质软土路基处理施工技术 西６００ ｍｍ导管，考虑到反插的施工工艺，导管的桩头采 用２页活瓣（图１）。实际施工过程中，由于 ６００ ｍｍ的 导管遇到土侧摩阻力和端摩阻力比较大，沉管下沉至设 计指定的位置花了近４０ ｍｉｎ。然后用ＺＬ５０Ｂ装载机配合人 工向料仓里装中粗砂，试验室人员严格控制砂源，保证 复合地基承载力试验（每处由３根单桩组成），复合地基 设计荷载为３００ ｋＮ／ｍ ，群桩的顶部采用半径为１．１８ ｍ、厚 ５０ ｍｉｎ圆钢板，设计需要荷载１ ３００ ｋＮ。 ４．５．３荷载选择 选用混凝土试块尺寸１．０ ｍ×１．０ ｍ×１．０ ｍ作为反力荷 载，每个试块质量为２．５ ｔ，为此总共需要１２０个试块；还可 以选用营地钢筋作为反力荷载，总计质量１３０ ｔ。 ４．５．４试验方法 运至施工现场的海砂细度模数大于２．６，渗透系数大于５× １０～ｍｍ／ｓ。关于中粗砂的渗透系数，参照太沙基的经验公 式 ＝２ｄ ·ｅ 。装满砂料，采用边振动、边拔管的方案，每 提升１ ｍ，反插１ ｍ，以此来保证砂桩的密实度。拔导管上 升过程中，用铁锤敲打导管的外壁，导管里的中粗砂仍然 不能顺利地下料。 ４．４．２第２次试桩 在第１次试桩的基础上，改用ＤＺ９０Ａ振动桩锤，活瓣 采用５页活瓣（图２）。桩头活瓣人工合拢，通过旋转机身 将尖头对准桩位，松动卷扬机，使桩尖接触至桩位。启动 桩锤电机使桩锤振动，使导管沿桩位垂直下沉，一直下 沉到设计深度，此过程只花了６～７ ｍｉｎ，振动电流显示在 １２０～１４５ Ａ之间。加料采用二次投料的方案，不反插。确 保砂桩的充盈系数大于１．２左右。边振动、边拔管，直到 导管全部拔出。由于不同土层出砂的速率不一样，而拔管 速度取决于出砂的速率，因此拔管的速度在不同土层也不 一样。一般１ ｍ分２～３次拔出，每次停振３０～６０ ｓ，在离地 面１～２ ｍ处应加长振动的时间。整个过程振动电流显示在 １３０～１６０ Ａ之间，时间为２３ ｍｉｎ左右，第２次试桩成功。经 过３～４ ｄ，砂桩成桩的效果比较明显，为地下水排除提供 了垂直的通道，产生了冒水现象。 图１ ２页活瓣 图２ ５页活瓣 ４．５静载试验 ４．５．１试验准备 砂桩施工后，应间隔一定时间方可进行质量检验，一 般情况下，地基承载力试验应待孔隙水压力消散后进行， 间隔时间不宜少于２８ ｄ。进行试验之前，应具有足够的强 度。使用加载千斤顶的桩的顶面必须光滑，使得施加的荷 载真正垂直于桩轴，桩顶应平整。 ４．５．２设计参数 根据设计要求，需对３根砂桩分别做单桩承载力试验， 单桩设计荷载为４００ ｋＮ／ｍ２，单桩承载力为７８．５ ｋＮ，桩的顶 部采用直径为０．５ ｍ、厚度为５０ ｍｍ的圆钢板。２处群桩做 试验用液压千斤顶对准压载块荷载对桩施加荷载， 对逐步施加的垂直荷载做出反应，记录施加的荷载和桩的 变形。持续加载直到施加的荷载达到规定的荷载或减轻荷 载，桩出现明显的变形为止。 ４．５．５荷载加载 液压千斤顶正好安装在桩上，使荷载轴向转移至桩 上。（如果是３根群桩，千斤顶将安装在厚５０ ｍｍ钢板的顶 面）。表面应光滑和平整，使没有高出点导致对桩头过多 应力。按照加载荷载等级表，用吊机辅助添加荷载。 ４．５．６沉降测量法 采用千分表来测量桩在施加不同荷载下的位移。干分 表的最小读数或测量精度应不超过０．１ ｍｍ，至少使用２个千 分表。安装千分表的护架应为型钢，安装在地上，用钢桩 打入地下。打入桩深度不少于２ ｍ，在密实的地层形成桩的 环境，使得桩在荷载下产生的位移不会影响护架。每次荷 载变化和每一步荷载维持５ ｍｉｎ间隔应读取千分表读数，在 加载和卸载循环中都应这样做。测量记录以表格和沉降时 间曲线表示，随时确定总沉降量。每隔ｌ ｈＥ用水平仪检测 护架的位置，人员保持记录。 当出现下列现象之一时，可终止试验：垂直变形ｓ急 剧增大，土被挤出或压板周围出现明显的裂缝；总加载量 已为设计要求值的２倍以上；累计的垂直变形量已大于压板 宽度的１０％，ＯＰｏ．２１ ｍ。 ４．５．７承栽力的确定 根据沉降时间曲线，由设计工程师进行判断，确定承 载力满足设计要求。 ５ 结语 在砂桩试桩成功的基础上，静载试验的各项参数满足 设计提前下，根据现场不同地质水文条件，由设计工程师 调整砂桩间距和处理深度。砂桩呈正三角形布置，施工过 程中采取隔行跳打的施工顺序。这样更有利于砂桩的挤密 效果。 ＣＫＥ全线施工近２ ０００ ｋｍ有效长度的砂桩，成功地解 决了泥炭土软土路基的处理，节省工期的同时，也节省工 程造价近千万元。该项目的成功实施，为今后类似项目积 累了实践经验。 ２０１ ６．７．Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｃｏｎｓｌｒｕｃｔｉ。ｎ固