關(guān)于地鐵車(chē)輛地段地基處理方法探討

摘 要：車(chē)輛地段地基處理是整個(gè)工程項(xiàng)目的關(guān)鍵性技術(shù)，直接影響工程的順利完成及投入使用后的正常運(yùn)行。本文以廣州地鐵施工為例，對(duì)車(chē)輛地段地基的處理方法進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：地基處理；車(chē)輛地段；方法分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TU472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-3362（2013）12-0221-02

由于地鐵車(chē)輛地段占用大量的用地面積、施工復(fù)雜、要求高水準(zhǔn)的地基處理技術(shù)等特點(diǎn)。并且路基的重要任務(wù)是承載著軌道交通車(chē)輛，不僅要具有足夠的承載力及變形的要求，還應(yīng)達(dá)到一定的穩(wěn)定性、堅(jiān)固性、耐久性。路基的一般設(shè)計(jì)內(nèi)容有：道路、軌道線路、廠房等下層的地基處理、路堤及場(chǎng)地周?chē)倪吰路雷o(hù)措施、路塹段路基的擋墻設(shè)計(jì)等，其中路基設(shè)計(jì)是地基處理中的關(guān)鍵。

1 廣州地鐵地基處理情況

以廣州地鐵為例，廣州地貌極多表現(xiàn)為珠江三角洲海陸交互相沖積平原地帶，地質(zhì)的惡劣情況通常有：抗剪強(qiáng)度低，人工填土的穩(wěn)定性差，比較高的含水量、強(qiáng)度偏低、淤泥及淤泥質(zhì)土壓縮性大，而且粉細(xì)砂松散容易液化等。對(duì)于地鐵車(chē)輛地段的主要地基處理就是人工填土、淤泥及淤泥質(zhì)土、粉細(xì)砂土等。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，在廣州地鐵車(chē)輛地段地基處理上，存在著以下問(wèn)題：

1.1 關(guān)于廣州地鐵車(chē)輛地段的惡劣地質(zhì)情況主要表現(xiàn)在

淤泥、淤泥質(zhì)土及淤泥質(zhì)砂，此類(lèi)土層厚度大、壓縮性大、分布廣泛、強(qiáng)度低等因素，嚴(yán)重影響著工后沉降的控制。

1.2 在車(chē)輛地段地基處理的主要技術(shù)方面有

堆載預(yù)壓法和攪拌樁復(fù)合地基法，針對(duì)廣州北部混合巖及灰?guī)r地區(qū)，也可以采用強(qiáng)夯法。對(duì)于沉降控制嚴(yán)格的道岔、倉(cāng)庫(kù)房及試車(chē)線路等區(qū)域，通常應(yīng)用攪拌樁方法進(jìn)行處理，其他區(qū)域在工期允許的情況下，通常采用堆載預(yù)壓方式，可以更好地節(jié)約成本。

目前的地基處理方法在地鐵工程的應(yīng)用上可以算是成功的，但在地基的處理效果上和預(yù)期的設(shè)計(jì)要求有點(diǎn)偏差，增加工后沉降風(fēng)險(xiǎn)。

2 車(chē)輛地段地基處理方法

居于廣州的特殊地質(zhì)情殊性，在地基處理方法上運(yùn)用較多的通常有旋噴樁加固法、攪拌樁加固法、排水固結(jié)法、強(qiáng)夯法等。除了以上的地基處理法，CFG樁復(fù)合地基處理方法的也被大量地應(yīng)用于廣州軟土地層中，經(jīng)實(shí)踐證明，在淤泥、淤泥質(zhì)土地基處理上取得了很好的效果。

2.1攪拌樁加固法

水泥攪拌樁是使用特制的深層攪拌機(jī)具將深入地層的軟土和水泥進(jìn)行強(qiáng)制拌合，使軟土硬結(jié)使地基強(qiáng)度增加。攪拌樁具的優(yōu)點(diǎn)有：造價(jià)成本低、工藝穩(wěn)定、適用性廣、便于施工、無(wú)污染、噪聲小等，但現(xiàn)在廣州地區(qū)僅限于機(jī)械設(shè)備，加固深度通?？刂圃?5m以?xún)?nèi)。

基于攪拌樁具有的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于地鐵車(chē)輛地段。例如在整體道床區(qū)、碎石道床區(qū)、房屋建筑區(qū)域、路橋過(guò)渡段、道路綠化區(qū)等區(qū)域均有大量應(yīng)用。為更好地達(dá)到地基處理效果，攪拌樁應(yīng)進(jìn)入到相對(duì)持力層，最好在場(chǎng)區(qū)交工面高程施工，可以有效減小樁體上方的附加土層荷載，并有效控制工程的后期沉降。

2.2 排水固結(jié)法

插塑板堆載預(yù)壓軟基加固方案是通過(guò)在軟土層中打設(shè)塑料排水板，增加土層排水途徑，縮短排水距離，在上部荷載作用下產(chǎn)生附加應(yīng)力，使土顆粒間的水分通過(guò)插在土層中的排水板排出地層外，加速地基的固結(jié)與沉降，以達(dá)到提高地基承載力、保證地基穩(wěn)定的目的。

排水固結(jié)預(yù)壓法主要適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土及其他飽和軟粘土。插塑板堆載預(yù)壓排水固結(jié)法具有施工方便、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)，但其排水周期長(zhǎng)，整個(gè)處理工期一般在10個(gè)月以上，且后期沉降大，尤其是飽和淤泥等地層的后期沉降是個(gè)漫長(zhǎng)過(guò)程。因此對(duì)工期要求緊、沉降控制嚴(yán)的工程應(yīng)慎用。在工期滿足要求的前提下，排水固結(jié)可以應(yīng)用在地鐵車(chē)輛段內(nèi)碎石道床區(qū)、整體道床區(qū)、房屋建筑區(qū)域、道路綠化區(qū)域的處理。

2.3 強(qiáng)夯法

用幾噸至幾十噸的重錘從高處落下（十幾米至幾十米），反復(fù)多次夯擊地面，對(duì)地基進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)。使淺層土體變得密實(shí)，地基得以加固。強(qiáng)夯法適用性：適用于碎石類(lèi)土、砂類(lèi)土、雜填土、低飽和粉土和粘土、濕陷性黃土等地基的加固，效果較好。對(duì)于高飽和軟粘土（淤泥及淤泥質(zhì)土）強(qiáng)夯處理效果較差。

強(qiáng)夯的單位夯擊能量，應(yīng)根據(jù)地基土類(lèi)別、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、荷載大小和要求處理的深度等綜合考慮，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試夯確定。在一般情況下，對(duì)于粗顆粒土可取1000～3000knm/m2；細(xì)顆粒土可取1500～4000knm/m2。夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)確定，一般情況下，可采用2～3遍，最后再以低能量夯擊一遍。對(duì)于滲透性弱的細(xì)粒土，必要時(shí)夯擊遍數(shù)可適當(dāng)增加。

強(qiáng)夯處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍，每邊超出基礎(chǔ)外緣寬度4m。強(qiáng)夯法施工步驟如下：清除地表面耕植土、淤泥，并平整施工場(chǎng)地→地表面鋪設(shè)1.2m厚的施工墊層（墊層底層：碎石砂（3：1）1.0m厚；表層：砂性土或山皮土0.2m厚），避免地面松軟→標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置，并測(cè)量場(chǎng)地高程→起重機(jī)就位，使夯錘對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)位置→測(cè)量夯前錘頂高程→將夯錘起吊到預(yù)定高度，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測(cè)量錘頂高程→按試夯確定的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊；重復(fù)步驟上述步驟，完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊→用推土機(jī)將夯坑填平，并測(cè)量場(chǎng)地高程→在規(guī)定的時(shí)間間隔后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)，最后用低能量滿夯，將場(chǎng)地表層松土夯實(shí)，并測(cè)量夯后場(chǎng)地高程。

2.4 CFG樁法

CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)稱(chēng)，由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌和形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。CFG樁具有剛性樁的特性，可全樁長(zhǎng)發(fā)揮側(cè)阻。CFG樁適用于處理粘性土、粉土、砂土和已完成自重固結(jié)的填土等地基，目前在淤泥、淤泥質(zhì)土的地基處理中也有大量應(yīng)用。CFG樁常用樁徑一般為400mm、500mm、600mm，樁間距根據(jù)設(shè)計(jì)要求的復(fù)合地基承載力、土性、施工工藝等以取3～5倍樁徑為宜。根據(jù)現(xiàn)有施工工藝，CFG樁樁長(zhǎng)可施作至30m左右，樁底應(yīng)選擇較硬土層作為其持力層。

CFG樁的材料主要選用水泥、粉煤灰、碎石、砂等進(jìn)行配比，樁身強(qiáng)度一般要求不小于C10～C20，同時(shí)為充分利用CFG樁自身承載力，往往在樁頂上加做柱帽。褥墊層是CFG樁設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，褥墊層材料宜用中砂、粗砂、級(jí)配砂石或碎石等，褥墊層厚度宜取150～300mm，通過(guò)調(diào)節(jié)褥墊層厚度達(dá)到調(diào)節(jié)樁、土荷載分擔(dān)比例的目的。

3 建議及結(jié)論

因廣州地貌及地質(zhì)特點(diǎn)，地鐵車(chē)輛地段對(duì)場(chǎng)地工后沉降有著嚴(yán)格的要求，對(duì)地基處理要充分重視，防止因地基問(wèn)題引起后期沉降大、運(yùn)營(yíng)不暢的情況。針對(duì)目前運(yùn)營(yíng)車(chē)輛地段地基處理及使用效果，對(duì)后續(xù)地鐵車(chē)輛地段的地基處理提出幾個(gè)建議：

對(duì)于淤泥、淤泥質(zhì)土地層，現(xiàn)有車(chē)輛地段的地基處理方法幾乎是采用攪拌樁復(fù)合地基處理，但實(shí)際效果并不是很滿意，日后對(duì)于這類(lèi)地質(zhì)的地基處理方法應(yīng)認(rèn)真比較，挑選效果可靠、經(jīng)濟(jì)合理處理方法。當(dāng)工期允許時(shí)可采用排水固結(jié)法，如工期不滿足下，建議考慮CFG工法；攪拌樁地基處理應(yīng)確保樁頂回填土的密實(shí)度，減少該部分填土的固結(jié)沉降，現(xiàn)有攪拌樁地基處理的工后沉降大部分是由樁頂回填不密實(shí)造成。對(duì)地質(zhì)較差地層建議先進(jìn)行填土至設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后采取攪拌樁加固處理的方式；加強(qiáng)車(chē)輛段內(nèi)過(guò)渡段的平順處理，包括整體道床與碎石道床過(guò)渡段、庫(kù)房外平過(guò)段等位置，地基處理應(yīng)采取漸變方式，保證沉降的過(guò)渡；對(duì)庫(kù)房?jī)?nèi)整體道床的軌道部分，由于沉降要求高，建議采用預(yù)應(yīng)力管樁的樁基處理方式。

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