对于厚约5.0~6.0m的软土段进行较高的填方时,如若对软土采用全部挖除则换填工程规模浩大,如若采用部分换填+下设盲沟的处治工艺,则工程安全度偏低,如若采用复合地基进行处治不但工程造价偏高,也就是说在厚度偏小的软土段采用搅拌桩、碎石桩、素混凝土桩或旋喷桩等工艺时的性价比偏低,而且施工周期有着或长或短的要求,导致在工期较紧的软土处治中,尤其是在软土地基填方段产生变形甚至滑坡时的应用时受到一定程度的限制。为有效降低软土段沉降敏感填方工程的安全储备,以及能及时提高软土段填方的稳定性和控制填方体变形、滑坡,采用软土的就地固化不失为是一种高效的工程措施。

固化土主要利用就地取材的土体在其中添加固化剂后形成,具有强度可调,抗渗,施工简单便捷速度快,广泛应用于道路路基硬化,软土处理,管廊坑道回填,具有环保性好、性能稳定耐久性好的特点,加之固化土造价较低,因此,应用前景越来越广泛。尤其固化土用于软土地基处治时,更具有强度升高快,可在短时间内实现上部填方工程的施作,使其在5.0~7.0m范围内的软土地基处治中具有独特的优势。

图1 浙江某高速软土固化现场施工

某填方路堤边坡高10.0m,采用1:1.5坡率填筑,下伏湖相软土厚5.0~6.0m,容许承载力[σ]=32Kpa,下伏中风化粉砂岩。采用桩径Φ0.5m,桩间距1.4m,桩长5.0~6.0m的碎石桩进行处治。

路堤经过缓慢的3个月填筑接近填方标高时,在距路肩9.5m的填方部位出现了长约78.0m的圈椅状裂缝,距坡脚13.4m的部位出现明显鼓胀变形,填方边坡坡面上羽状裂缝贯通,显示软土段填方出现方量约2.0万的推移式工程滑坡。

图2 软土段填方滑坡工程地质断面图

滑坡处治方案确定时,相关人员先后提出了抗滑桩支挡方案和复合地基+反压的方案,但这两个方案分别存在如下问题而被弃用。

1、抗滑桩支挡方案

在填方边坡坡脚设置抗滑桩进行支挡,不但工程性价比偏低,而且采用人工挖孔时对施工人员欠安全的问题,采用机械成孔时存在大型设备行走困难和施工时桩径缩孔的问题。

图3 抗滑桩支挡方案示意图

固化工艺在软土段填方滑坡处治中的应用

2、复合地基+反压方案

1)在填方边坡坡脚外侧软土段一定范围内采用复合地基+反压方案时,为确保滑坡稳定将设置约0.68万方的反压体,这将不可避免的存在新增填方加载形成的附加应力导致既有填方边坡进一步沉降,导致新旧填方体之间差异沉降的产生。

2)由于软土厚度仅为5.0~6.0m,采用搅拌桩、素混凝土桩时成桩效果较差,采用管桩时由于下伏中风化砂岩而不利于管桩的稳定性。

图4 复合地基+反压方案示意图

基于此,笔者出采用软土原地固化+反压的处治方案进行滑坡和软基处治,即:

1)在距坡脚外侧宽约14.0m的范围内采用加入速凝剂的水泥固化工艺对软土进行原位就地处治,从而提高软土强度和破坏滑面。

2)在软土原位固化处治7天开始上部反压体施工,反压体积为0.45万方,填方高度4.0m,从而形成对滑坡有效反压,并防止滑坡越顶事故的发生。

图5 固化土+反压处治工程地质断面图

软土原位固化形成的高强度地基,避免了其上反压时新增附加应力影响既有填方的同时有效提高了软土强度,破坏了滑坡滑面,并为上部反压体的快速实施提供了基础,从而为及时有效处治软土段滑坡的处治提供了依据。该方案不但工程造价较抗滑桩方案低,而且施工周期明显短于复合地基为主的方案。经采纳后进行了快速了实施,有效实现了软土段滑坡的处治,多年来监测反馈,填方体稳定性良好,也没有新增沉降裂缝出现,显示软土原位固化+反压为主的处治方案是高效的、可靠的。