滬通鐵路某標(biāo)段軟土地基處理措施綜述

喬 盈 丹

(西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川 成都 610031)

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滬通鐵路某標(biāo)段軟土地基處理措施綜述

喬 盈 丹

(西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川 成都 610031)

簡述了軟土地基處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并結(jié)合滬通鐵路的地質(zhì)條件，介紹了預(yù)應(yīng)力管樁、雙向水泥攪拌樁、排水固結(jié)法及復(fù)合加固四種軟基處理措施，分析了各種加固技術(shù)的適用條件，為實(shí)際工程中加固技術(shù)的選擇提供了依據(jù)。

軟土地基，預(yù)應(yīng)力管樁，水泥攪拌樁，排水固結(jié)法

0 引言

跟隨國家十三五規(guī)劃的出臺(tái)，我國對(duì)高速鐵路、高速公路、“四沿”通道、機(jī)場、城市交通、農(nóng)村交通、港航設(shè)施等交通建設(shè)重點(diǎn)工程的要求也隨之提高，嚴(yán)格把關(guān)工后沉降的控制要求，故地質(zhì)較差、承載力不足地區(qū)的地基處理技術(shù)無疑要面臨更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。本文依托滬通鐵路某標(biāo)段DK84+700～DK87+300范圍內(nèi)路基段，總結(jié)其軟土地基處理措施，為類似工程提供參考。

1 軟土地基處理發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 軟土工程特性

軟土簡稱軟弱黏性土,是指在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積的黏性土，含水率大、孔隙比大、壓縮性強(qiáng)、強(qiáng)度低[1]。由于天然軟土地基承載力不足，且孔隙水不容易排出，極易導(dǎo)致在實(shí)際工程中出現(xiàn)軟土地基強(qiáng)度不夠、受外荷載后變形量大、不均勻沉降等棘手問題[2]。通過加固軟土地基可提高其穩(wěn)定性及承載力，從而達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.2 軟土地基處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

地基處理技術(shù)的發(fā)展蒸蒸日上，我國為此也制定了《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》，對(duì)各種地基處理的方法進(jìn)行全面說明指導(dǎo)，由最早的JGJ 79—91版陸續(xù)發(fā)展到了最新修訂版JGJ 79—2011。

軟土地基處理技術(shù)亦可謂是“百花齊放、百家爭鳴”，主要包括：換填墊層、反壓法等淺層處理技術(shù)；不同形式的預(yù)壓、塑料排水板、袋裝砂井等排水固結(jié)技術(shù)；砂石樁、石灰樁、土樁及灰土樁等多種復(fù)合地基技術(shù)；預(yù)應(yīng)力混凝土樁等樁基技術(shù)；以及強(qiáng)夯技術(shù)、水泥深層攪拌技術(shù)、振沖法、高壓噴射注漿技術(shù)、土工合成材料的應(yīng)用、灌漿及灌漿錨固技術(shù)、地下連續(xù)墻、沉井基礎(chǔ)等。伴隨著新處理技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，綜合運(yùn)用多種成熟的處理方法，形成了極具特色的復(fù)合加固技術(shù)，常見的有：真空—堆載聯(lián)合預(yù)壓技術(shù)、真空排水—強(qiáng)夯結(jié)合方法、剛—柔性樁復(fù)合地基、長—短樁復(fù)合地基、粉噴樁復(fù)合地基—排水板聯(lián)合處理、長板—短樁—預(yù)壓聯(lián)合加固等[3]。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)要因地制宜，選用合適的軟基處理措施。

2 工程概況

2.1 工程簡介

滬通鐵路是國家沈海鐵路規(guī)劃中連接上?！贤ǖ囊欢螄尧窦?jí)鐵路干線，運(yùn)營對(duì)象為客貨共線，設(shè)計(jì)時(shí)速是200 km/h，正線全長137.473 km。線路與既有寧啟線在平東站(新設(shè)站)接軌，向西從南通境內(nèi)跨過長江到張家港域內(nèi)，向東途經(jīng)常熟市及太倉市，再向南與京滬鐵路并行至安亭站，全線共設(shè)9個(gè)車站。全線路基長21.206 km(含東南上下行聯(lián)絡(luò)線)。

2.2 地質(zhì)概況

滬通鐵路沿線途經(jīng)大量軟土及松軟土地區(qū)，地質(zhì)水文條件復(fù)雜。其中DK84+700～DK87+300路基段多為軟土路基，軟土沿縱向分布不均勻，一般厚度為5 m～15 m，最厚達(dá)35.6 m。該段位于沖海積平原區(qū)，地勢平坦、視野寬闊，多用于人民生活居住、農(nóng)田及綠化物種植等；溝渠縱橫，零星有水塘分布，其中水塘為常年有水且塘塘連通。

3 DK84+700～DK87+300段軟基加固措施

DK84+700～DK87+300段軟基處理方式主要有樁基加固、水泥深層攪拌加固、排水固結(jié)法以及復(fù)合加固技術(shù)等。

3.1 預(yù)應(yīng)力管樁加固

近年來，預(yù)應(yīng)力管樁的應(yīng)用愈為廣泛。但其缺點(diǎn)及適用性也不容忽視，由于樁身截面小，其抗剪及抗彎強(qiáng)度相對(duì)不高；擠入樁時(shí)周邊的土體易遭到影響，發(fā)生隆起或移動(dòng)，亦可能對(duì)相鄰管樁造成影響；受施工機(jī)械影響，預(yù)應(yīng)力管樁的單節(jié)長度受限，接樁形成長樁后其接頭質(zhì)量易出問題；不適宜用于較厚的堅(jiān)硬土層上[4]。

其中DK84+700～DK85+088.52，DK85+146.28～DK85+170.28，DK85+664.23～DK85+688.23，DK85+727.78～DK85+751.78，DK86+187.5～DK86+835.68正線段及4道、DK86+874.47～DK86+972正線段，以及DK86+991.93～DK87+300正線段，設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力管樁加固。具體布置為：樁間距2 m，樁徑為0.4 m，樁長25 m～32 m，布置為正方形式樣，此外在基底鋪0.6 m厚度的碎石墊層，其上加鋪一層土工格室，如圖1所示。

3.2 雙向水泥攪拌樁加固

水泥攪拌樁施工方法分為濕法和干法，其加固機(jī)理是運(yùn)用攪拌機(jī)把水泥噴入待加固土體內(nèi)并攪拌均勻，使土硬結(jié)從而增強(qiáng)基礎(chǔ)承載力。而雙向水泥攪拌樁則是利用內(nèi)、外鉆桿向相反的方向回旋，與葉片成樁時(shí)攪拌所產(chǎn)生的剪應(yīng)力相抵，從而削弱攪拌過程對(duì)周圍軟土產(chǎn)生的擾動(dòng)，且避免冒漿。

DK84+700～DK87+300段路基內(nèi)大量采用了雙向水泥攪拌樁加固，正方形布置，樁徑取0.5 m，樁長為10 m～18 m，基底鋪0.6 m碎石墊層及一層雙向經(jīng)編土工格柵。其中DK84+912.5～DK85+012.5左側(cè)段及DK85+070～DK85+088.52左側(cè)段樁間距采用1.2 m；DK86+187.5～DK86+717.5左側(cè)(3，5道到發(fā)線)及DK85+345.0～DK85+450正線段樁間距選用1.1 m；DK85+840～DK86+060右側(cè)站房區(qū)段樁間距采用1.3 m。

由于干噴法不適用于長樁施工，通過前期進(jìn)行工藝試驗(yàn)，確定樁長為15 m～18 m的雙向攪拌樁采用二噴四攪的漿噴法施工；樁長為10 m～14 m的采用一噴四攪的干噴法施工；原土狀區(qū)，天然含水率較低時(shí)，干噴法施工水泥土攪拌均勻性較差，不利于樁體成型，故亦采用漿噴法施工。

3.3 排水固結(jié)法加固

DK86+010～DK86+682.5左側(cè)貨場段對(duì)地基工后沉降要求更嚴(yán)格，考慮到其原狀土為水田交錯(cuò)布置，軟土層較厚，且在站前工程期間選做制梁場使用，預(yù)壓時(shí)間充裕，故地基選用真空預(yù)壓聯(lián)合袋裝砂井排水固結(jié)方法進(jìn)行加固。袋裝砂井呈正方形布置，間距為1.2 m，袋裝砂井長9.5～18.5 m，在袋裝砂井頂設(shè)0.6 m厚砂墊層，如圖2所示。

3.4 復(fù)合加固技術(shù)加固

滬通鐵路沿線軟土沿縱向分布不均，甚至有些工點(diǎn)由水塘填土而成，有時(shí)單獨(dú)的軟基加固措施不能達(dá)到理想效果，地基加固和排水共同作用，才能更好的滿足施工要求。

DK85+170.28～DK85+345.0，DK85+450～DK85+664.23，DK85+751.78～DK86+187.5正線段，軟基采用雙向水泥攪拌樁+袋樁砂井加固，其上鋪0.6 m厚碎石墊層及一層雙向經(jīng)編土工格柵。具體布置為：間距1.2 m，雙向攪拌樁樁徑取0.5 m，樁長11 m～14 m；袋裝砂井呈正方形布置，長18 m～25 m，其中DK85+230～DK85+345正線段，間距取1.1 m，如圖3所示。

4 結(jié)語

1)滬通鐵路沿線多為軟土及松軟土地區(qū)，且軟土沿縱向分布不均勻，一般厚度為5 m～15 m，最厚達(dá)35.6 m，地基承載力不足，軟基需加固后才能進(jìn)行交通建設(shè)。2)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁成本低、成樁質(zhì)量可控性強(qiáng)、施工便捷、質(zhì)量檢測方便，但其不宜用于較厚的堅(jiān)硬土層上；雙向攪拌樁較之普通水泥攪拌樁成樁質(zhì)量更好、要因地制宜的選用干法和濕法施工；真空預(yù)壓采用負(fù)壓加固，適用于厚度較大的飽和軟土地基，需要有預(yù)壓的時(shí)間和荷載條件，結(jié)合袋裝砂井進(jìn)行排水固結(jié)效果更好；雙向水泥攪拌樁+袋裝砂井加固軟基適用于原狀土體含水量大的情況，能在加固軟弱土體的同時(shí)更好的排除土體內(nèi)的孔隙水，使加固效果更佳。3)在具體施工過程中，應(yīng)根據(jù)工點(diǎn)的地質(zhì)狀況、外部荷載條件、工后沉降要求等實(shí)際情況，合理地選取適宜的軟基處理措施，可在確保質(zhì)量的基礎(chǔ)上，節(jié)約成本、提高效率。

[1] TB 10035—2006,J 158—2006,鐵路特殊路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] 樓金其.新長鐵路軟土地基工程特性研究[D].成都：西南交通大學(xué),2004.

[3] 鄭 剛,龔曉南,謝永利,等.地基處理技術(shù)發(fā)展綜述[J].土木工程學(xué)報(bào),2012(2):127-146.

[4] 高文生,劉金礪,趙曉光,等.關(guān)于預(yù)應(yīng)力混凝土管樁工程應(yīng)用中的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)[J].巖土力學(xué),2015(S2):610-616.

Summary on soft soil foundation treatment measures of a section of Hu-Tong railway

Qiao Yingdan

(CivilEngineeringSchool,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)

This paper simply discussed the development status of soft soil foundation treatment technology, and combining with the geological conditions of Hu-Tong railway, introduced the pre-stressed pipe pile, bidirectional cement mixing pile, drainage consolidation method and composite reinforcement four soft foundation treatment measures, analyzed the applicable conditions of various reinforcement technologies, provided basis for the selection of actual engineering reinforcement technology.

soft soil foundation, pre-stressed pipe pile, cement mixing pile, drainage consolidation method

1009-6825(2016)24-0142-03

2016-06-13

喬盈丹(1990- )，女，在讀碩士

U416.1

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