初探东莞市轨道交通R线车辆段软基处理方案

初探东莞市轨道交通R2线车辆段软基处理方案摘要东莞市轨道交通R2线车辆段为冲洪积三角洲地貌，现状为大片鱼塘，段内软土分布范围广、厚度大，如何选取及合理又经济的软基处理措施是关键；本文针对车辆段的地质情况，对各种较为合理的软基处理方案阐述，并从经济、技术角度分析。关键词东莞地铁车辆段软基处理1概述拟建车辆段位于东莞市东城区寒溪河东侧，紧临防洪大堤。段址北侧有茶山环城道路和污水处理厂，东南侧有变电站和坑口排站。区域内现状为鱼塘，地势平坦，有少量房屋，车辆段建成后场坪高程为8m。占地约40.9公顷。2工程地质条件场区范围内为大片鱼塘，局部为荒地。段址内自上而下分布人工填土、淤泥质粘土、有机质粘土、淤泥质砂、饱和砂土、残积砂质粘性土、混合片麻岩全、强、中风化层；软土层最大厚度8.0m，一般埋深1.0～-13.0。图1车辆段现状地貌3软基处理设计3.1场地工区划分根据车辆段与综合基地内主要的功能分区，承载力、工后沉降要求，以及地形及地质条件变化情况，将场区分为三个区域：Ⅰ区—碎石道床区，Ⅱ区—厂前区，Ⅲ区—整体道床区。厂前区主要为综合楼、食堂、物资库、公安局等建筑物；碎石道床区主要为材料棚、牵引变电所、装卸区等；整体道床区主要为检修主厂房。沉降控制标准如下：1）沉降控制标准：试车线碎石道床地段路基工后沉降不应大于20cm，沉降速率均不应大于5cm/年。一般车场线碎石道床工后沉降不应大于30cm。车场线整体道床工后沉降一般地段不应大于15mm，对于沉降比较均匀、长度大于20m的路基，允许的工后沉降可控制在30mm内，路桥或路隧交界处差异沉降不应大于10mm。图2车辆段工区划分图3.2地基处理方案选择3.2.1方案比选随着大量的大型项目开发建设，目前大面积的道路填筑地基处理工程发展迅速，在不同的时期和不同工程项目中采用了许多地基处理方法，积累了较为丰富的经验。在道路软基处理工程中常用的地基处理方法有：排水固结预压法、复合地基法、换填强夯法等。以下结合本工程的地质条件和工程条件特点分析各种软基处理方法的技术、经济性。①方案一：排水固结堆载预压法该法是在工程建设之前用大于或等于设计荷载的填土荷载，促使地基提前固结沉降以提高地基的强度，减少工后沉降。当强度指标达到设计要求数值后，卸去荷载。经过堆载压预处理后，地基一般不会再产生大的固结沉降。本加固方法在大面积软弱淤泥场地中是一种价廉、有效、简便和质量比较容易得到保证的方法。只要排水系统布置合理、超填荷载适当，堆载速率控制得当，就能达到软土加固的目的。此方法技术要求明确，操作简便，可在较大范围内进行施工，工程质量易得到保证，是软基加固中稳妥可靠、造价低廉的方法。本方案的缺点是工期较长，所需堆填料较多，达到预压沉降量后超填部分的土料卸除需要考虑堆放场地和运输问题。排水固结堆载预压法工后沉降量分析表表1功能分区平均淤泥厚度((m)工作荷载和使用用荷载作用用下淤泥沉沉降计算量量S(cmm)淤泥下卧层沉降降计算量（cm）淤泥次固结压缩缩沉降量（cm）修正后的总沉降降量（cm）时间t(天)排水板间距（mm）平均固结度（%%）堆载预压完成沉沉降量（cm）工后沉降量（ccm）碎石道床区与整整体道床区区1077.2065.702.78174.26390.001.100.92157.7616.50厂前区1068.5055.502.47151.27390.001.100.91135.4115.86②方案二：真空预压方案真空预压排水固结法在软基处理中也是一种常受青睐的方法，此法优点是不需要超填荷载，而是用抽气形成一定的“真空度”借大气压替代超填荷载。因而减少了超填和卸载两道工序及相应的场地要求，加固速度快。但需要预先铺设不透气的塑料膜及其保护层、安设真空排水系统和抽气（水）设备。抽气要形成真空，土体周围的密封要求高，不能出现与大气相通的漏气点，土体竖向排水板也不能与下卧砂层连接，以便隔断下部地下水的补给，否则达不到真空排水固结的目的。此法对边界条件、施工技术要求严格。根据本工程地质资料分析，场地主要地层为河流三角洲地层，淤泥下面主要为淤泥质砂以及砂层组成，且层厚比较大，渗透系数比较大，若采用真空预压的话由于砂层漏气很难保证真空度要求，故在本工程中不予以推荐。③方案三：复合地基法采用复合地基处理软土在工程中应用很广，主要的复合地基处理方法有搅拌桩复合地基、挤密砂石桩复合地基、管桩复合地基等。工程实践表明，只要施工质量保证，复合地基处理软基效果良好，且工期较短。搅拌桩复合地基是最常用的复合地基处理方法，特别对于深厚软土层的地基处理。一般情况，采用搅拌桩处理，对于本工程考虑到上部填土荷载，则搅拌桩间距1.0m布置，桩长进入淤泥质土下卧层，桩长按13.0m计，每平米复合地基的造价约850元（未考虑路基填土）。因搅拌桩复合地基造价高，不宜采用。砂石桩复合地基在软土处理工程中也经常采用，效果也不错，但对于深厚的淤泥，成桩效果较差，很难达到预期效果，且造价偏高，不宜采用砂石桩。仅在填土和淤泥交接区域采用砂石桩过渡处理。管桩复合地基处理效果也比较好，但是造价比较高，对于大面积处理不宜采用此方法。复合地基法在本工程中软基处理从技术上讲是可行的，但总的来说造价比较高，建议在整体道床等特殊区域，预压法比较难满足工后沉降要求时，局部采用复合地基方案或者桩基方案。2）推荐方案经过对各种地基处理方法的多方案比较，从造价、技术、工期等方面综合比较，并结合现场实际情况，堆载预压法处理软土与其它方法相比技术可靠，施工条件好，工程造价优势非常明显。结合计算后确定整个车辆段范围内工后沉降在“碎石道床区、厂前区”均能满足沉降要求，对于沉降要求严格的“整体道床区”应再根据软土分布深度、厚度及荷载、分别采用“换填”、“复合地基”等处理方法。4结论在城市轨道交通建设中，软基处理一直是影响工程造价、工期的因素之一，特别是在珠三角地区，大面积的分布软土对工程建设影响较大，文章针对东莞轨道交通R2线车辆段地质概况结合类似工程经验提出了较为可行的软基处理方案，为东莞地区后期轨道建设中类似问题积累了一定的经验并起到了重要的知道意义