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摘要：粉煤灰是由煤燃烧产生的废料，固结度较差且遇水则流动性强，因此承载力低、稳定性差不能直接作为路基持力层，常规处理方法有深层搅拌桩固结法、换填法等。考虑到粉煤灰处于干燥状态时承载力及稳定性大大改善，通过在湖北省荆门市化工循环产业园配套道路工程项目的创新实践，阐述“超载预压排水固结+边桩深层搅拌桩固结+加宽土路肩”综合处理技术。
关键词：粉煤灰库 路基 超载预压 深层搅拌桩 土路肩
Abstract:Fly ash is the scrap which is produced by burned coal. It is the poor degree of consolidation and it keeps the high fluidity with water. Therefore，the fly ash has low bearing capacity and poor stability. It cannot to use as the bearing stratum of roadbed directly. The conventional treatment methods were the deep mixing pile，or exchanging-fill and so on. By considering, if the fly ash keeps in the dry state, the bearing capacity and stability will improve greatly. Through the innovation and practice of road project by Jinmen chemical recycling industrial park of Hubei. This thesis expound the composite processing technology that including “super-load per-compacted and drained consolidation + border pile and deep mixing pile consolidation + widen soil shoulder”.
Key words: Fly ash, Roadbed, super-load per-compacted, soil shoulder
中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：
工程概况
荆门市化工循环产业园配套道路工程花竹西路为城市Ⅰ级次干路，路面宽40m，道路跨越粉煤灰库段为150m。此灰库为荆门热电厂上世纪70年代为存储煤燃烧形成的废料所建，经常年堆填而成，拟建道路中心勘探点最大揭露深度约22m。填料成分较为单一，均匀性较好，由于粉煤灰比重较小，虽堆填时间较长但仍未固结，以松散状为主，遇水则流动性强，承载力容许值[σ]=40-60kPa，压缩模量Es=1.5-2.5MPa。具体分布见图1。
图1 工程地质剖面图
Fig.1 Engineering geological profile
方案选择
表1各项方案要素对比表
Chart.1 Comparison table of the various program elements
3.处理方案简述
道路跨越热电厂粉煤灰库段位于灰库南侧，由南至北处理范围内的粉煤灰深度为2-25米不等，渐变幅度较大；因此处理重点为道路北侧。右图为处理断面图、图2为平面布置图。
1、超载预压排水固结。范围内的粉煤灰表层换填1米后平整场地形成褥垫层，后路基加填2米进行超载预压，空隙水受压通过毛细通道向兩侧排出。
2、加宽土路肩。左侧加宽10米，右侧加宽5米路基作为土路肩，采用反压护道原理以提高路堤在施工中的滑动破坏安全系数及路基受力面积,达到路堤稳定的目的。
3、边桩深层搅拌桩固结。产权所有单位将在近期将粉煤灰局部挖运出售（开挖深度不大于3米）。为核心解决因粉煤灰二次利用导致道路北侧局部挖空后路基底部粉煤灰流失引发路基失稳问题，于北侧设置搅拌桩固化边线处。
图2 灰库综合处理平面图
Fig.2 The floor plan of the Integrated treatment of the ash silo
机械选择
施工前对各种施工机具作全面检查，并经调试证明处于性能良好状态，机械数量足够，施工能力匹配。工程施工机械具体配置见表2所示。
表2 施工机械配置
Chart.2 Configuration of the construction machinery
施工方法
施工准备
换填粉煤灰1米，粉煤灰挖装外售，填料采用挖方段产生的砂性土或石方，压路机碾压频率采用石方段路基碾压工艺即可。
超载预压
因此段路基为填方路基，堆积荷载大部分来自设计使用的成型路基，采用道路挖方段的土石分层混填形成，由于填方为高填方，路基分层以20cm每层进行控制并及时留出路拱以利于排水。过程中及时加宽土路肩，严禁路基填筑后补设以利于整体性的增强，填土过程控制以普通填方路基为标准。
设置沉降观测点
网状布置，共设三个断面，50米间距；一个断面左中右布置三个点，20米间距。
搅拌桩施工
施工前分区段进行工艺试桩，掌握适用的成桩经验及技术参数，成桩工艺试验桩5根。荆门市化工循环产业园配套道路工程采用“四搅两喷”施工工艺，加固剂为32.5级硅酸盐水泥，水灰比0.5，成桩桩径不小于500mm，每米水泥用量约50kg。成桩28天后抽芯检测桩身平均无侧限抗压强度为2.2MPa，不考虑搅拌桩单桩承载力（边线搅拌桩的处理作用主要为防止因粉煤灰二次利用导致道路北侧局部挖空后路基底部粉煤灰流失引发路基失稳）。
剔除超填部分
沉降稳定后，根据涉及标高剔除超填部分，路基整形。
工后质量检验
沉降观测于2012年4月5日始止于2012年8月30日结束，共观测9次。沉降在后期基本趋于稳定，通过对比，总体沉降量与粉煤灰的深度相关，深度越深则沉降越大，如表3。
1、由路基沉降量判断，该路基变形量较小，且变形较为协调，沉降态势属于正常态势。
2、观测期间该路基沉降规律基本正常路基整体沉降速率量符合正常态势。
表3 荆门市化工循环产业园配套道路工程花竹西路超载预压期沉降观测点时间-沉降量曲线图
总结
结合荆门市化工循环产业园配套道路工程项目关于粉煤灰库段的创新实践，总结在处理此类软基时需注意以下几个方面以利于施工控制：
处于干燥状态下的粉煤灰其承载力比含水量高时要高得多，且其遇水则流动性强。因此，排水措施的选择是处理的关键。
反压护道施工必须与路堤同时填筑。
考虑在施工过程中堆载力不致损坏桩体，且为了产生搅拌桩对路基的预应力，堆载完成后再进行搅拌桩的施工。
参考文献
[1]刘松玉公路地基处理 第二版。 东南大学出版社 ，2009
[2]龚晓南主编 地质处理手册 第三版。中国建筑工业出版社，2008
关键词：粉煤灰库 路基 超载预压 深层搅拌桩 土路肩
Abstract:Fly ash is the scrap which is produced by burned coal. It is the poor degree of consolidation and it keeps the high fluidity with water. Therefore，the fly ash has low bearing capacity and poor stability. It cannot to use as the bearing stratum of roadbed directly. The conventional treatment methods were the deep mixing pile，or exchanging-fill and so on. By considering, if the fly ash keeps in the dry state, the bearing capacity and stability will improve greatly. Through the innovation and practice of road project by Jinmen chemical recycling industrial park of Hubei. This thesis expound the composite processing technology that including “super-load per-compacted and drained consolidation + border pile and deep mixing pile consolidation + widen soil shoulder”.
Key words: Fly ash, Roadbed, super-load per-compacted, soil shoulder
中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：
工程概况
荆门市化工循环产业园配套道路工程花竹西路为城市Ⅰ级次干路，路面宽40m，道路跨越粉煤灰库段为150m。此灰库为荆门热电厂上世纪70年代为存储煤燃烧形成的废料所建，经常年堆填而成，拟建道路中心勘探点最大揭露深度约22m。填料成分较为单一，均匀性较好，由于粉煤灰比重较小，虽堆填时间较长但仍未固结，以松散状为主，遇水则流动性强，承载力容许值[σ]=40-60kPa，压缩模量Es=1.5-2.5MPa。具体分布见图1。
图1 工程地质剖面图
Fig.1 Engineering geological profile
方案选择
表1各项方案要素对比表
Chart.1 Comparison table of the various program elements
3.处理方案简述
道路跨越热电厂粉煤灰库段位于灰库南侧，由南至北处理范围内的粉煤灰深度为2-25米不等，渐变幅度较大；因此处理重点为道路北侧。右图为处理断面图、图2为平面布置图。
1、超载预压排水固结。范围内的粉煤灰表层换填1米后平整场地形成褥垫层，后路基加填2米进行超载预压，空隙水受压通过毛细通道向兩侧排出。
2、加宽土路肩。左侧加宽10米，右侧加宽5米路基作为土路肩，采用反压护道原理以提高路堤在施工中的滑动破坏安全系数及路基受力面积,达到路堤稳定的目的。
3、边桩深层搅拌桩固结。产权所有单位将在近期将粉煤灰局部挖运出售（开挖深度不大于3米）。为核心解决因粉煤灰二次利用导致道路北侧局部挖空后路基底部粉煤灰流失引发路基失稳问题，于北侧设置搅拌桩固化边线处。
图2 灰库综合处理平面图
Fig.2 The floor plan of the Integrated treatment of the ash silo
机械选择
施工前对各种施工机具作全面检查，并经调试证明处于性能良好状态，机械数量足够，施工能力匹配。工程施工机械具体配置见表2所示。
表2 施工机械配置
Chart.2 Configuration of the construction machinery
施工方法
施工准备
换填粉煤灰1米，粉煤灰挖装外售，填料采用挖方段产生的砂性土或石方，压路机碾压频率采用石方段路基碾压工艺即可。
超载预压
因此段路基为填方路基，堆积荷载大部分来自设计使用的成型路基，采用道路挖方段的土石分层混填形成，由于填方为高填方，路基分层以20cm每层进行控制并及时留出路拱以利于排水。过程中及时加宽土路肩，严禁路基填筑后补设以利于整体性的增强，填土过程控制以普通填方路基为标准。
设置沉降观测点
网状布置，共设三个断面，50米间距；一个断面左中右布置三个点，20米间距。
搅拌桩施工
施工前分区段进行工艺试桩，掌握适用的成桩经验及技术参数，成桩工艺试验桩5根。荆门市化工循环产业园配套道路工程采用“四搅两喷”施工工艺，加固剂为32.5级硅酸盐水泥，水灰比0.5，成桩桩径不小于500mm，每米水泥用量约50kg。成桩28天后抽芯检测桩身平均无侧限抗压强度为2.2MPa，不考虑搅拌桩单桩承载力（边线搅拌桩的处理作用主要为防止因粉煤灰二次利用导致道路北侧局部挖空后路基底部粉煤灰流失引发路基失稳）。
剔除超填部分
沉降稳定后，根据涉及标高剔除超填部分，路基整形。
工后质量检验
沉降观测于2012年4月5日始止于2012年8月30日结束，共观测9次。沉降在后期基本趋于稳定，通过对比，总体沉降量与粉煤灰的深度相关，深度越深则沉降越大，如表3。
1、由路基沉降量判断，该路基变形量较小，且变形较为协调，沉降态势属于正常态势。
2、观测期间该路基沉降规律基本正常路基整体沉降速率量符合正常态势。
表3 荆门市化工循环产业园配套道路工程花竹西路超载预压期沉降观测点时间-沉降量曲线图
总结
结合荆门市化工循环产业园配套道路工程项目关于粉煤灰库段的创新实践，总结在处理此类软基时需注意以下几个方面以利于施工控制：
处于干燥状态下的粉煤灰其承载力比含水量高时要高得多，且其遇水则流动性强。因此，排水措施的选择是处理的关键。
反压护道施工必须与路堤同时填筑。
考虑在施工过程中堆载力不致损坏桩体，且为了产生搅拌桩对路基的预应力，堆载完成后再进行搅拌桩的施工。
参考文献
[1]刘松玉公路地基处理 第二版。 东南大学出版社 ，2009
[2]龚晓南主编 地质处理手册 第三版。中国建筑工业出版社，2008