吹填土原位固化產生裂縫原因及解決措施

雷旭麗

（天津城建設計院有限公司，天津市 300122）

0 引 言

天津市濱海旅游區臨海東堤路沿線均為吹填土，且未經過真空預壓，土質含水量高、天然孔隙比大，壓縮系數高，為典型的軟土路基。工程進場難度大，為了加快工程進度，經過方案比選、現場施做試驗段及專家論證后，擬采用吹填土原位固化的路基處理方案。該方案具體為在現狀吹填土中摻入一定劑量的固化劑進行原位攪拌，固化劑與吹填土之間發生一些列的物理、化學作用，產生的膠凝水化物使松散的土顆粒膠結為一體，并不斷硬化，最后形成具有一定整體強度的固化土，該固化土作為路基的承托層，還作為施工進場的通道，最后在固化土上部施做80 cm路床（40 cm6%石灰土+40 cm8%石灰土）。2015年10月第10期在《城市道橋與防洪》中發表論文，論文題目為《吹填土原位固化在中新天津生態城濱海旅游區項目中的應用》，該文章已經闡述了吹填土的特征、固化土特性等，本文不再贅述，將論述在施工過程中出現的一些問題。方案確定后施工單位按照設計圖紙進行現場施工，通過現場路基處理，在施工過程中發現許多細節性的問題，主要問題是吹填土原位固化過程中產生了不同程度的縱向裂縫，產生裂縫的原因主要有以下幾個方面：（1）固化土強度不夠、拌合不均勻是產生裂縫最主要原因；（2）路基施工過程中，施工組織的不合理也是導致產生縱向裂縫的主要原因[1-3]。

1 設計方案

1.1 橫斷面設計方案

該工程橫斷面設計為：8 m（綠化帶，西側）+14 m（車行道）+100 m左右（綠化帶，東側），如圖1所示。

圖1 橫斷面圖（單位：m）

1.2 路基設計方案

該工程路基橫斷面如圖2所示。固化土施工完成后一次填筑40 cm6%石灰土+40 cm8%石灰土，在填筑40 cm6%石灰土的過程中局部路段路基產生不同程度的縱向裂縫。

圖2 路基橫斷面（單位：cm）

2 裂縫產生原因分析及解決方案

2.1 裂縫類型

在填筑40 cm6%石灰土完成后，對左側8 m綠化帶進行填土，貨車滿載40 t左右，石灰土表面局部產生如圖 3（a）、（b）所示的兩種裂縫形式，通過對現場裂縫的形式和受力分析發現，裂縫的滑裂方向大致分為圖4（a）裂縫一剖面圖和圖4（b）裂縫二剖面圖兩種情況。

圖3 填筑后產生的裂縫

圖4 兩種裂縫剖面圖

通過對裂縫一剖面圖分析可知，由于設計標高高于原地面標高，高于原地面標高均為附加應力，附加應力是產生沉降及滑裂的主要原因，況且綠化帶一側未與道路路基同時鋪設，未起到反壓護道的作用，是產生滑裂的主要原因。

通過對裂縫二剖面圖分析可知，滑裂方向主要在右下方，根據受力分析，產生滑裂的主要原因是固化土層沒有達到足夠的強度，即未達到設計提出的7 d無側限抗壓強度≥0.4 MPa的要求。

2.2 解決方案

石灰土表面開裂的最終原因可以理解為固化土的破壞，由于現狀吹填土深度為10 m左右，固化土一旦破壞，固化土下層10 m左右的軟土無法承受附加荷載而導致石灰土開裂。

處理方案如下：首先對裂縫處進行開槽，挖除石灰土及固化土，然后按照如圖5所示進行處理，重新回填固化土及石灰土。

由于固化土層以下為10 m左右的軟土，吹填土原位固化作為板體承受上部荷載，板體一旦破壞，一方面在附加應力的作用下直接產生滑裂，另一方面軟土在附加應力的作用下會向上翻漿，所以為了避免破壞固化土的整體性以及防止翻漿，裂縫處理方案應避免直槽開挖。

圖5 裂縫開槽剖面圖（單位：cm）

3 預防裂縫產生的措施

在設計過程中，通過理正巖土計算軟件6.0 PB1版進行路基邊坡穩定計算，由于計算軟件建立模型模擬是按照8 m綠化帶回填完成后計算的，綠化標高與道路設計標高大致相同，起到反壓護道的作用，對阻止路基的開裂起到關鍵的作用。

建議在道路路基的施工過程中，道路兩側綠化應與路基同步實施，起到反壓護道的作用，對道路邊坡的穩定起到重要作用。同時，由于是軟土地基路段，道路路基兩側應避免大填大挖造成邊坡的失穩。

4 結 語

現場產生的裂縫，經過挖補后，固化土基本形成板體，可以作為路基承托層，到目前為止，該工程已經竣工通車，未發現較大的道路病害。

固化土原位固化技術，在中新天津生態城濱海旅游區作為一門新技術新材料，該工程也是我們開始的第一個項目，一門新技術從前期的研究到最終的技術成熟需要漫長的學習與總結過程。通過現場施工的情況來看，一方面固化土是否能夠得到很好的推廣，固化土的施工工藝還是一個亟待解決的問題。