某車站地基加固處理

蔡明生（廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司,廣州　510010）

?

某車站地基加固處理

蔡明生
（廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司,廣州510010）

摘 要：某車站內(nèi)在DK251+154-DK257+327段的路基橫斷面內(nèi)股道較多，該路段出現(xiàn)大面積軟土地區(qū)，經(jīng)驗(yàn)算單純采用水泥攪拌樁加固地基時(shí)，成本較高，因此采用CFG樁的復(fù)合地基法進(jìn)行加固，該地基處理方法對本車站軟土地基有較好的穩(wěn)定作用，能很好的控制沉降，工程效果好且經(jīng)濟(jì)合理。

關(guān)鍵詞：軟土地基；地基加固；CFG樁

1　工程概況

該項(xiàng)目位于丘陵地區(qū)，其橫斷面布置4～6股道，其中DK251+154～DK257+327段的填土為軟土，且有豐富的地下水，埋深較淺，因此需對該段進(jìn)行地基加固處理。

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，地基所處地下水主要是松散巖類孔隙水，地下水位埋深約為1.5m。地層土的性質(zhì)為：第一層為灰黑色淤泥土，流塑態(tài)，承載力35kPa，屬于二級普通土；第二層土為黃褐色粉質(zhì)黏土，硬塑態(tài)，承載力160kPa，屬于二級普通土；第三層土為灰黑色淤泥質(zhì)粉黏土，軟塑態(tài)，承載力85 kPa屬于二級普通土；第四層土為黃褐色沖洪積粉土，飽和態(tài)，承載力170kPa，屬于二級普通土。

2　地基處理原則

一般而言，軟土抗剪強(qiáng)度由軟土中的天然強(qiáng)度及由上部結(jié)構(gòu)的附加荷載所引起的固結(jié)強(qiáng)度構(gòu)成。填土覆蓋在軟土地基上，填土將產(chǎn)生固結(jié)，由此需要考慮填筑時(shí)的臨界高度值和固結(jié)增長時(shí)的強(qiáng)度，以固結(jié)系數(shù)完成固結(jié)度的計(jì)算。在軟土路堤的計(jì)算時(shí)，其安全系數(shù)應(yīng)按雙線的雙荷載考慮，應(yīng)大于1.15，在不考慮軌道及列車荷載時(shí)，其最小穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)不小于1.2，如在考慮列車、軌道荷載時(shí)則要求不小于1.15，在考慮運(yùn)架梁荷載時(shí)，更應(yīng)不小于1.05，軟土地基底部存在斜坡時(shí)，則應(yīng)檢算路堤沿軟土下沿處的穩(wěn)定，通過設(shè)計(jì)規(guī)程設(shè)計(jì)路基中的固結(jié)強(qiáng)度及天然強(qiáng)度，如存在基底斜坡時(shí)，還應(yīng)驗(yàn)算路堤底部的滑動(dòng)穩(wěn)定性。對于本項(xiàng)目的軟土處理，采取的處置措施為：對于較淺的軟土，直接采用換填法，挖除軟土部分，以砂土代替；對于土層較深的軟土，大多采用以攪拌樁為主的復(fù)合地基加固法，如地基中有深度較深的硬層時(shí)，當(dāng)施工困難時(shí)，復(fù)合地基加固時(shí)可以考慮CFG樁加固的方案。

3　地基加固措施

3.1穩(wěn)定驗(yàn)算

對天然地基及其穩(wěn)定性及沉降不符合要求的地基進(jìn)行地基加固，如果經(jīng)驗(yàn)算斷面穩(wěn)定性不滿足要求，可以使用兩層土工格柵及多向水泥攪拌樁加固，當(dāng)樁長在2m以下時(shí)，進(jìn)入硬層1 m后經(jīng)驗(yàn)算沉降不符合規(guī)定，可以使用CFG樁進(jìn)行加固，如果樁長在硬層的2m以上時(shí)，還需對采取復(fù)合地基加固措施后的邊坡穩(wěn)定性及地基的沉降進(jìn)行驗(yàn)算。

DK251+154段的斷面布置了6股道，其中兩條是正線，兩條是聯(lián)絡(luò)線，路堤高度是12.32m，路基填土基本性質(zhì)：r=17kN/m3，c=25kPa，，車輛荷載及軌道荷載換算成土柱的高度是2.8m，寬度3.2m。

本斷面布置6股道，左側(cè)邊坡穩(wěn)定的驗(yàn)算只需考慮四個(gè)工況的超載，沉降驗(yàn)算需要考慮正線荷載，荷載布置為：工況1定位距離1.55m，分布寬度3.5m，超載值71kPa，不考慮沉降計(jì)算，考慮穩(wěn)定計(jì)算；工況2定位距離是5.3m，分布寬度3.5m，超載值71kPa，不考慮沉降計(jì)算，考慮穩(wěn)定計(jì)算；工況3定位距離是13.75m，分布寬度3.5m，超載值71kPa，考慮沉降計(jì)算，考慮穩(wěn)定計(jì)算；工況4定位距離是18.65m，分布寬度3.5m，超載值71kPa，考慮沉降計(jì)算，考慮穩(wěn)定計(jì)算。

對上述工況的計(jì)算采用如下計(jì)算方法：對于已超過兩線的斷面變形的計(jì)算時(shí)，只考慮正線及雙線荷載，在兩線斷面的驗(yàn)算時(shí)一般的計(jì)算通?？紤]一線荷載，計(jì)算地基沉降時(shí)以經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法分析其過程并做計(jì)算，對于主固結(jié)沉降一般使用壓縮模量法，至于超載所產(chǎn)生的地基附加應(yīng)力可以用三角棱體法（虛擬），在沉降計(jì)算時(shí)采用的分層厚度是50cm，以20%的應(yīng)力比作為判斷壓縮層厚度的依據(jù)。另外，以復(fù)合地基的樁身壓縮量法對所處地基的加固區(qū)進(jìn)行固結(jié)沉降計(jì)算，在計(jì)算時(shí)還應(yīng)綜合考慮軟土地基沉降時(shí)所導(dǎo)致的路堤增高值；上述四種工況的荷載起算時(shí)間是施載時(shí)的最后一級荷載施加完成時(shí)。

考慮超載時(shí)穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果，本次最終地基總沉降為0.57m，計(jì)算后不滿足穩(wěn)定要求，需要做加固處理。

3.2復(fù)合地基處理措施

經(jīng)反復(fù)驗(yàn)算，在路基坡腳不穩(wěn)定的范圍內(nèi)使用水泥攪拌樁、土工格柵等增加路基穩(wěn)定性，路堤影響范圍內(nèi)以CFG樁增加穩(wěn)定性，已達(dá)到控制地基沉降的位移在可控的范圍。

兩層的土工格柵離地高度是0.3m、0.4m，設(shè)計(jì)拉力值為130kN，滑動(dòng)安全穩(wěn)定系數(shù)1.183大于1.5。斷面地層埋深以下為軟土，軟土之下是硬層結(jié)構(gòu)，采用CFG樁的基本屬性為：樁長為15.4m，間距1.7m。水泥攪拌樁的抗剪強(qiáng)度是350kPa，樁身強(qiáng)度為2.3MPa，經(jīng)驗(yàn)算復(fù)合地基承載力為220kPa。

以CFG樁加固地基沉降，經(jīng)計(jì)算，其最終地基總沉降為0.146m，小于0.2m，因此符合本區(qū)段設(shè)計(jì)區(qū)間的沉降規(guī)定。 在本斷面地層中，其埋深為12.6m，其下為硬層結(jié)構(gòu)，在樁長進(jìn)入硬層2.2m， CFG樁的基本參數(shù)為：樁長為15.8m，間距為1.5m，單樁承載力大于320kN，復(fù)合地基的承載力大于180kPa。

4　結(jié)論

該車站內(nèi)在同一橫斷面股道較多，且軟土范圍較廣，經(jīng)驗(yàn)算單純采用水泥攪拌樁加固地基時(shí)，成本較高，因此采用CFG樁的復(fù)合地基法進(jìn)行加固，經(jīng)驗(yàn)算，該地基處理方法對本車站軟土地基有較好的穩(wěn)定作用，能很好的控制沉降，且經(jīng)濟(jì)合理。

參考文獻(xiàn)：

[1]談旭東,蔡志勇.南京城北污水處理系統(tǒng)軟土地基的CFG樁處理[J].巖土工程界,2003(07):45-46.

[2]瞿峰.CFG樁復(fù)合地基處理在I:程中的應(yīng)用[J].江蘇科技信息,2009(06):12-15.

[3]趙云飛,王中亞.CFG樁長螺旋鉆孔芯管泵料工藝的應(yīng)用研究[J].四川水利,2009,03(06):23-25.

作者簡介：蔡明生（1988-），男，廣州人，碩士，助理工程師，主要從事：地鐵車站的設(shè)計(jì)。

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.087