宋 衢， 張 臣， 孔德建， 張 欣， 戴同佳， 范澤池

（中國(guó)建筑第八工程局有限公司 華北公司，天津 300452）

目前固化土技術(shù)多用于各種路基和軟土地基加固，能滿足不同基層的建設(shè)要求［1］。固化土性能穩(wěn)定，強(qiáng)度可調(diào)整，結(jié)構(gòu)形式豐富，施工進(jìn)度快，易于就地取材且無(wú)環(huán)境污染，相較常規(guī)樁基礎(chǔ)、拋石基礎(chǔ)成本更低［2］。海岸線潮間帶區(qū)域應(yīng)用固化土基礎(chǔ)在國(guó)內(nèi)尚無(wú)案例，為了在天津?yàn)I海新區(qū)東疆港海岸線順利完成固化土基礎(chǔ)施工，需要通過(guò)試驗(yàn)對(duì)固化土摻料配比進(jìn)行確定，以保證潮間帶固化土基礎(chǔ)滿足承載力要求。

1 工程概況

天津市濱海新區(qū)東疆東部沿海岸線景觀護(hù)岸工程受潮水漲落影響較大，每日兩次漲潮，每月兩次天文大潮，海陸風(fēng)現(xiàn)象明顯，伴隨波浪、風(fēng)暴潮等不利因素。施工區(qū)域均為吹填地基，表層為砂土，其下為淤泥質(zhì)黏土，原半圓防波堤下還存在2.5～4 m 厚拋石基層，水文地質(zhì)條件差。上部護(hù)岸結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)和半圓防波堤根部封堵均采用固化土。見(jiàn)圖1。

圖1 工程斷面

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

土壤級(jí)配和含水率的不同，固化土配比也是不同的，通常要根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來(lái)確定。

2.1 室內(nèi)試驗(yàn)

1）取土：使用土樣為現(xiàn)場(chǎng)海泥、海砂攪拌土。

2）固化土試塊制作成70.7 mm 立方體：分別稱重土樣，按6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%、20%的質(zhì)量摻入固化劑[3～4]，使用攪拌工具攪勻，各分3 組分裝進(jìn)模具，成型24 組試塊；另外6%、8%、10%分別多做6組用于同條件養(yǎng)護(hù)。

3）養(yǎng)護(hù)：不同摻比固化試塊放置養(yǎng)護(hù)室內(nèi)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)[5～6]。其中固化劑摻量6%、8%、10%試塊的另外6組分別放置現(xiàn)場(chǎng)海側(cè)、陸側(cè)各3組，進(jìn)行同條件養(yǎng)護(hù)。

4）檢測(cè)：標(biāo)養(yǎng)、陸側(cè)、海側(cè)3 種養(yǎng)護(hù)條件下不同配比的試塊無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。

2.2 原位試驗(yàn)

選擇10%的質(zhì)量比分別在陸側(cè)和海側(cè)進(jìn)行原位試驗(yàn)段施工。陸側(cè)試驗(yàn)段為12 m×10 m×3 m，海側(cè)試驗(yàn)段為12 m×10 m×2.5 m，根據(jù)原泥面標(biāo)高，深度均做到半圓防波堤基礎(chǔ)。

2.2.1 固化劑制作

根據(jù)固化土配比，使用P·O42.5 水泥和固化輔料制成固化粉劑，裝袋運(yùn)輸至固化作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用。

4、轉(zhuǎn)移性收入，包括在農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼、養(yǎng)老低保、臨時(shí)救助等，占比分別為11.059%、11.48%、20.31%。

2.2.2 施工準(zhǔn)備

1）測(cè)量劃線。根據(jù)試驗(yàn)段規(guī)模，設(shè)置順向于半圓防波堤的長(zhǎng)12 m、寬10 m長(zhǎng)方形，深度做到半圓防波堤基礎(chǔ)。

2）翻挖。采用250 型挖機(jī)將12 m×10 m 長(zhǎng)方形試驗(yàn)段區(qū)域進(jìn)行土質(zhì)翻挖，方便固化攪拌作業(yè)；同時(shí)在試驗(yàn)段旁邊開(kāi)挖固化劑攪拌池。

3）攪拌。在攪拌池制作好固化土，用挖機(jī)沿著半圓防波堤清挖出泥沙，將制作好的固化土回填。防止挖機(jī)在試驗(yàn)區(qū)內(nèi)直接攪拌，損傷半圓防波堤。

4）壓實(shí)、養(yǎng)護(hù)。攪拌完成后，含水率下降，固化土強(qiáng)度尚未穩(wěn)定，使用挖掘機(jī)對(duì)固化區(qū)域進(jìn)行拍實(shí)，提高固化土層密實(shí)度，確保固化形成均勻板體；養(yǎng)護(hù)3～7 d后進(jìn)行簡(jiǎn)單修整，確保固化試驗(yàn)段形成整體。

5）檢測(cè)要求[7]。養(yǎng)護(hù)7、14、28 d 后均鉆孔取芯，進(jìn)行檢測(cè)和室內(nèi)常規(guī)物理力學(xué)指標(biāo)試驗(yàn)[8]；鉆孔取芯深度應(yīng)達(dá)到攪拌高程以下1 m，十字板剪切試驗(yàn)每1 m進(jìn)行一次。固化土強(qiáng)度較高無(wú)法進(jìn)行十字板剪切試驗(yàn)時(shí)改做標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，同樣每1 m 進(jìn)行一次。原位固化28 d后每個(gè)試驗(yàn)段進(jìn)行一組載荷試驗(yàn)，采用面積為0.36 的方形承壓板，正式試驗(yàn)前進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓荷載為最大加載量的5%，時(shí)間5 min，預(yù)壓后卸載至零，測(cè)讀位移表初始讀數(shù)并重新調(diào)整零位。加載分級(jí)進(jìn)行，采用等量分級(jí)加載，分級(jí)荷載為最大加載值的1/5分級(jí)，第一級(jí)取分級(jí)荷載2倍。

3 結(jié)果分析

3.1 室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果

3種養(yǎng)護(hù)條件下試塊無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度見(jiàn)圖1。

由圖1可以看出：

圖1 試塊無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度

1）不同配比，3 種養(yǎng)護(hù)條件下立方體試塊無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨固化劑摻量增加基本呈線性增加且陸側(cè)同條件養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度高于標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度；

2）標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、陸側(cè)同條件養(yǎng)護(hù)下立方體試塊無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨齡期的增長(zhǎng)而增加；

3）海側(cè)同條件養(yǎng)護(hù)試塊無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨齡期的增長(zhǎng)而略有降低，初步判定海側(cè)受潮汐沖刷及海水浸泡影響，后續(xù)原位試驗(yàn)段施工檢測(cè)數(shù)據(jù)增加28 d齡期的檢測(cè)數(shù)據(jù)，以驗(yàn)證海測(cè)條件下固化土的強(qiáng)度增長(zhǎng)情況；

4）標(biāo)養(yǎng)、陸側(cè)及海側(cè)同條件養(yǎng)護(hù)下，固化土強(qiáng)度與固化劑摻入比例成正比。

3.2 原位試驗(yàn)結(jié)果

1）物理力學(xué)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 兩種環(huán)境下10%配比固化土各項(xiàng)參數(shù)

陸側(cè)、海側(cè)兩種環(huán)境下固化劑摻量10%的固化土含水率、密度隨齡期增加變化基本不大，抗剪指標(biāo)基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求，滲透率滿足設(shè)計(jì)要求。海側(cè)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度低于陸側(cè)，而隨齡期增加均增大，7 d 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度均＞0.8 MPa，滿足設(shè)計(jì)要求。

2）載荷試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 承載力檢測(cè)結(jié)果

4 結(jié)論

1）經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)可知，配比10%固化土7 d強(qiáng)度檢測(cè)數(shù)據(jù)符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。海側(cè)受潮水沖刷及浸泡影響，強(qiáng)度低于陸側(cè)；原位試驗(yàn)強(qiáng)度略低于室內(nèi)試驗(yàn)強(qiáng)度；考慮施工環(huán)境、工藝、成本等因素，大面積施工時(shí)海側(cè)固化土配比選擇12%，陸側(cè)固化土配比選擇10%。

2）海泥、海砂通過(guò)固化技術(shù)處理后，強(qiáng)度持續(xù)上升趨勢(shì)，可滿足地基承載力要求，抗海水沖涮試驗(yàn)效果良好；利用固化技術(shù)可大幅降低地基處理工藝中固結(jié)材料添加量，就地取材，減少外部資源投入。