不良地质条件下土壤改良技术

不良地质条件下土壤改良技术

马露刘胜岩

中建二局第二建筑工程有限公司河南450000

摘要：在综合管廊回填施工项目中，如果遇到不良土质问题，一般采用的方法是将不良地质废弃，这不仅会增加施工成本，同时还会造成环境污染。鉴于此，可以采用掺加水泥或砂等措施对不良土质进行改良。结合综合管廊案例，简要探讨不良土质改良的施工技术，希望能为类似工程提供鉴定。

引言：随着我国经济的不断发展，综合管廊建设里程不断增加。在综合管廊的施工过程中，往往会遇到各种不良土质的回填土问题。回填土质不良则无法满足后期道路路基施工承载力的要求。因此，采取在不良土质中掺加水泥以及砂等措施对不良土质进行处理，从而对不良土质加以改良，以确保其满足施工承载力的要求。

关键词：综合管廊；不良土质；土质加以改良

主要技术内容

1、工程概况

金水管廊项目主管廊长度为6.695Km，支管廊长度为2.378Km，金水科教园区土质为软土，有淤泥、淤泥质土、具有天然含水量较高，透水性差、干强度低，韧性低，个别地层为粉砂和中砂、细中砂，内聚力为0，经过统计，该施段回填的土方不良土质体积约为80万m3。一般情况下，不良土质的处理方法是废弃，但是本工程不良土质土方量较大，废弃土方会大大增加成本，同时还会造成环境污染。因此本工程中，对不良土质进行改良处理。

2、铺筑试验段

根据工程的具体要求，需要选取一段具有代表性的路段进行试铺施工。通过试压路段以获得各种施工参数，如碾压遍数、晾晒时间、土的松铺系数、工日、机械台班以及检测压实度等。在试验段考虑掺水泥和掺砂两种方案对不良土质进行处理。经过试铺施工，最终确定的不良土质改良处理方案为2：8灰土换填。

3、施工工艺

3.1施工方案

本工程对路基不良土质进行处理，采用2:8灰土换填的方案。该方案经过监理工程师和业主、设计同意之后即可正式开始施工。

3.2施工准备

在进行路基不良土质改良处理之前，应先选取土场中具有代表性的土样和砂样进行试验，主要的试验内容包括含水量试验、颗粒分析试验、界限含水量试验以及重型击实试验等，通过试验以确定原土的基本性质。土最大干密度为1.84g·cm-3，最佳含水量11.8%。

施工场地的土层表面应平整、坚实并满足压实度要求。如果发现土层表面出现松散和弹簧问题时，应及时安排施工人员采取措施进行处理。平整处理之后，应恢复中线，一般情况下每20m设置1根桩，并在两侧路肩边缘外侧设置指示桩。

3.3摊铺及整平

在进行摊铺施工时，根据地下水的情况选定铺筑顺序。如遇地下水位较高，则按照先抽取水，然后换填二八回填的顺序进行铺筑，然后对二者进行充分的搅和；如遇地下水位较低，则应按照分层换填二八回填的顺序进行铺筑，然后进行充分拌合，注意确保混合料拌合均匀。

4施工布置

4．1水泥改性土拌合站的布置

根据水泥改性土施工部位、施工进度安排及基坑分层分段填筑强度，投入1座改性土拌合站，WCQ600型4台(生产能力600t/h)，每座拌合站各配置2台碎土机。改性土拌合站布置在杨金路与渔场路交叉口西北角和兴达路与渔场路交叉口西南角。

本标段施工高峰期改性土填筑强度为18万m3/月，高峰期对应的改性土拌合站生产能力=高峰期月施工强度×虚方系数、开凳、超填及损耗系数=18×1.584=28.512万m3(虚方)，根据改性土拌合站实际生产能力统计:WCQ600型改性土拌合站的生产能力约为3000m3/台·d(虚方)，WBZ300型改性土拌合站每台每天的生产能力约为1500m3/台·d(虚方)，上述4台改性土拌合站的月生产能力合计约为28.512万m3(虚方)，满足改性土施工高峰期强度要求。

4．2施工降水、排水处理本工程地下水位埋深2～7.5m，主要分布在的粉质黏土、粉质壤土地层中，近地表分布水量有限的上层滞水，水量少且分布不均，无统一地下水位，水位、水量随季节变化大。

雨季施工应特别注意天气变化，避免土料受到雨淋，降雨时应停止施工，对已摊铺的工作面应尽快碾压密实、封面并利用土工膜将改性土回填部位进行覆盖，防止表面积水。

5施工方法

5.1土料检验及施工工艺试验在水泥改性土填筑之前，应根据不同的料源及水泥掺量做室内水泥改性土击实实验，以确定水泥改性土的最优含水量及最大干密度。水泥改性土填筑压实度≥0．98，并防止过压。根据室内试验取得参数和设计要求的压实度，确定压实度达到的干密度，最优含水量进行现场碾压施工工艺试验。通过现场水泥改性土生产工艺性试验确定碾压机械为20t凸块振动碾，铺土厚度30cm(压实后土的厚度23cm)，碾压遍数静压2遍、振压10遍，压实度0．98以上，含水率11.8%、干密度1.684等参数。初拟水泥改性土含水率控制在最优含水率(1%～3%)，铺土厚度(30±2)cm，利用20t振动凸块碾碾压。这些参数在施工中进行验证，并根据实际情况进行调整。

5.2保护层开挖

保护层是为了保护建基面不受大气环境的影响而临时预留的土层。在进行基面的下步施工前，需要开挖保护层至设计建基面。保护层开挖采用人工配合挖掘机进行。在测量人员的指挥下，用挖掘机在坡面上每隔10m开挖出样槽。由有经验的挖掘机操作人员按样槽进行保护层开挖，挖掘机开挖方向垂直于管廊轴线，由上至下顺坡进行开挖。土料拢集于坡下后，装车运至指定地点。开挖时距离设计建基面还需要预留5～10cm的薄土层，目的是为了避免产生超挖。预留的薄土层开挖前，将挖掘机斗齿前焊接一块厚约20mm的钢板作为“刮板”，长度同挖掘机斗宽，宽度约为15cm，前缘与斗齿齐平，开挖方向垂直于管廊轴线，沿坡长自上而下将预留的薄土层刮除，人工用平头铁锹将坡面遗留的松土清除并拢堆。在坡面上钉木桩，每5m作为一个断面，按坡度放样，在桩位上固定尼龙线，人工对坡面进行适当整理，直至坡面坡度符合规范要求。坡面及管廊保护层开挖完成后要利用土工膜或塑料布进行覆盖，防止阳光直晒或雨水侵湿。

5.3土料翻晒

本标段土料集中堆放至存土场内，改性土拌合前需对土料进行翻晒，翻晒前估算拌合用土量及备土总量，采用1.2m3液压反铲下挖50cm深，进行翻晒调整含水率(因天然含水率略大于最优含水率)，含水量偏低时应适当洒水湿润。

5.4土料预破碎

土料晾晒后，采用路拌机或旋耕犁进行土料预破碎。

5.5集料并倒运堆存(覆盖防护)

由于存土场面积较大，土料预破碎后，采用3m3的装载机装20t自卸汽车将土料运输至拌合站附近区域进行堆存，待二次破碎、拌合使用，储料堆采用土工膜(一布一膜)进行覆盖。拌合前需对预破碎后堆存土料进行再次破碎，采用3m3装载机倒运至碎土机进行再次破碎，破碎后的土料粒径≤10cm，其中5～10cm粒径含量≤5%，0.5～5mm粒径含量≤50%(不计姜石含量)，破碎好后的土料直接利用皮带上料至拌合机进行拌合。

结束语：随着管廊建设里程的增加，工程中出现了各种不良土质。土质不良直接影响到未来路基的承载力。对金水管廊项目施工，对该项目中施工不良土质进行改良处理，系统地探讨了土质改良施工全过程，总结出相应的施工技术措施。工程实施效果表明，经处理后的不良土质，其承载力能满足路基要求。