道路液化土地基處理問題研究

普海清

【摘 要】 道路液化土地基處理是道路施工工程中常遇到的問題，本文采取實例研究的方法，以耿馬縣孟定新城大道為例，對道路液化土地基處理方法進(jìn)行了研究。

【關(guān)鍵詞】 道路 液化土地基

耿馬縣孟定新城大道線廣泛分布松軟的可液化土地基淤泥、淤泥質(zhì)土等軟土地基，消除可液化地基對工程的潛在危害及提高軟土地基強(qiáng)度是工程一項重要任務(wù)。在工程沿線選取代表性的地段進(jìn)行了不同處理方法的試驗研究，為工程設(shè)計、施工提供了可靠的依據(jù)及經(jīng)驗。

1.地區(qū)基本情況

新城大道位于臨滄市耿馬縣孟定鎮(zhèn)城西，場地現(xiàn)均為農(nóng)田，地形平緩，坡度多在3度以內(nèi)，各勘探點的孔口地面高程介于482.20～485.90m之間，高差僅為3.70m，地形北高南低。場地地貌為沖積小盆地地貌單元。

2.地基土情況

2.1 試驗段物理力學(xué)特性

通過實地勘測，場地地基土由第①1層耕土（Q4ml）、①2層淤泥（Q4ml）、第②1層湖積的粘土層（Q4l）、第②2層湖積的粉土（Q4l）及③1層沖洪積的粗砂（Q4al+pl）、③2層沖洪積的圓礫（Q4al+pl）組成， 根據(jù)對鉆探巖芯的現(xiàn)場觀察、鉆孔內(nèi)的原位標(biāo)準(zhǔn)貫入測試成果，結(jié)合所取土試樣的室內(nèi)試驗資料綜合分析，現(xiàn)將以上各土層的主要物理力學(xué)指標(biāo)列入（表1）：

2.2 地基土液化情況

縱觀整個場地，勘察深度范圍內(nèi)的場地地基土由第①1層耕土（Q4ml）、①2層淤泥（Q4ml）、第②1層湖積的粘土層（Q4l）、第②2層湖積的粉土（Q4l）及③1層沖洪積的粗砂（Q4al+pl）、③2層沖洪積的圓礫及卵石（Q4al+pl）組成，地基土種類單一，地質(zhì)條件簡單。根據(jù)鉆孔內(nèi)原位標(biāo)準(zhǔn)貫入測試、室內(nèi)土工試驗結(jié)果，現(xiàn)將場地內(nèi)地基液化土層的工程特性評述如下：

②2層粉土呈稍密狀態(tài)，搖震反應(yīng)輕微～中等，液性指數(shù)IW平均值為0.77，僅在嘎孟召路以西有分布，鉆孔揭露范圍為ZK1～ZK32，該層在場地中具中等～嚴(yán)重液化等級。

③1層粗砂呈中密～密實狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗實測錘擊數(shù)N=5～11擊，平均錘擊數(shù)N=5.4擊。該層具有中等～高壓縮性。其力學(xué)性質(zhì)一般，地基承載力一般。該層埋深及厚度的變化均不大，分布較廣，該層具中等～嚴(yán)重液化等級。

3.液化土地基處理

液化地基處理的基本原則就是提高土層密實度和改善排除孔隙水的條件，增大其透水性。從而提高其抗液化的能力。地基處理主要采用強(qiáng)夯、碎石樁和換填法。

3.1 采取強(qiáng)夯施工

本路段強(qiáng)夯主要有兩種類型的機(jī)械，一種是起重能力50t的履帶吊配18～20t的鑄鐵夯錘；另一種是20～25t起重能力的吊機(jī)配16～20t的夯錘；這種夯機(jī)吊臂頂上須配輔助門架。因此，每個夯點須移一次吊機(jī)，而且移動速度慢，效率較低。相比較使用大噸位吊移動方便，移一次機(jī)可打3～4個夯點，效率要比帶輔助門架的夯機(jī)高出近1倍。

該地區(qū)表面固結(jié)較好的土層只有0.5m左右，原設(shè)計沒有設(shè)置墊層，機(jī)械震動很容易引起表面破壞和地基液化冒漿，承載力下降，機(jī)械下陷行進(jìn)困難，同時夯坑過深起錘困難。根據(jù)試驗段總結(jié)的經(jīng)驗，設(shè)計增加了強(qiáng)夯碎石墊層。？墊層的作用主要是：支承強(qiáng)夯機(jī)械的行走；形成應(yīng)力擴(kuò)散層，利與夯擊能的傳播；利于表層水的排除；加大夯坑底與地下水位之間的距離，避免夯坑翻漿。

3.2 采取碎石樁施工

清理平整施工場地，鋪設(shè)墊層（碎石），測量標(biāo)高，樁位放樣，樁機(jī)就位、調(diào)整垂直度，振動下沉樁管至設(shè)計深度，稍上提樁管，使樁管端頭活瓣樁尖打開，同時破壞樁尖外壁真空以利樁管拔起。停止振動，立即從第一投料口首次投料。投料量當(dāng)樁管為377mm時，為設(shè)計投料的50%，426mm時為64%。啟振，邊提升樁管邊振動，并進(jìn)行3～5次振動反插，至管內(nèi)碎石全部投出。提升和反插速度要均勻。開啟第二投料口（在樁管約1/2位置），進(jìn)行第二次投料至灌滿樁管。振動反插2～3次至料全部投出。反插深度不超過1/2樁長。在孔口進(jìn)行第三次補(bǔ)料，振動反插2～4次至全部設(shè)計用料投出。總反插次數(shù)不少于12次，碎石灌入量每延米不小于0.224m3。

3.3 采取換算法對液化路基處理建議

采取換填法對液化路基進(jìn)行處理，結(jié)合地勘顯示粉土液化層厚度在1.5m至2.5m左右，處于地表下4米范圍內(nèi)考慮部分換填擠密加強(qiáng)粉土液化層穩(wěn)定性的方式進(jìn)行設(shè)計。清表0.6m后，再往下?lián)Q填1.5m砂石料（當(dāng)?shù)夭牧希?，其中在鋪?.5m砂石料（當(dāng)?shù)夭牧希┖箐佋O(shè)三層加筋土工格柵，每層之間相隔0.5m，每層必須壓實，之后鋪0.5m毛石及0.5砂石料（當(dāng)?shù)夭牧希?，再施工路基回填土至路基?biāo)高。土工格柵采用高強(qiáng)鋼塑雙向（縱橫）土工格柵，雙向極限抗拉力≥50kN/m。

3.4 路基、簡支梁橋、混凝土管涵基礎(chǔ)型式建議

地基土中的②2粉土、③1粗砂具中等～嚴(yán)重液化等級，路基部分由于路堤高度普遍小于3m，建議在路堤底部設(shè)置排水通道和土工格柵來增強(qiáng)路堤的穩(wěn)定性。圓管涵及簡支梁橋，基礎(chǔ)形式建議采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，樁端穿越液化土層。

根據(jù)擬建道路的結(jié)構(gòu)、荷載及場地的地形地貌、地基土特征，場地地基土除①1層耕土、①2層流塑狀淤泥土不宜作為道路路基外，其余各土層均可作為擬建道路的路基使用，若以②1層粘土作為路基持力層，建議道路施工前先清除①1層耕土及①2層流塑狀淤泥，然后再填筑毛石對②1層粘土擠密后再進(jìn)行回填路基。由于路堤高度普遍小于3m，不必對液化地基土進(jìn)行專項處理，但應(yīng)在回填路基前在②1層粘土表面鋪設(shè)一定厚度的公分石形成排水通道，以便地震時疏散液化土中的孔隙水，同時在公分石上鋪設(shè)土工格柵來增強(qiáng)路基的整體穩(wěn)定性。

采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，樁端穿越液化土層，以③2層圓礫作為基礎(chǔ)持力層，并嵌入持力層一定深度。人工挖孔樁的設(shè)計參數(shù)見下表2：

4 結(jié)語

液化土地基的處理種類多樣，而且與實際工程接觸緊密，我們必須選用最科學(xué)和最接近實際的計算方法對液化土地基進(jìn)行判別并按液化等級做好相應(yīng)的處理，并在實際工程中多積累經(jīng)驗和吸取教訓(xùn)，對現(xiàn)有的計算方法進(jìn)行完善。

參考文獻(xiàn)

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