江苏省软土地基处理方案研究

江苏省软土地基处理方案研究

本文的基本实践是江苏省昆山市。干井村中桥和徐公河中桥之间。地形平坦，分布于人工池塘中。土壤高度约为2.5米。根据机动钻探及各种原位测试手段综合勘探揭露,沿线软土分布广、成因复杂、厚度大、物理力学性质差,主要有冲海积、海积、湖沉积及泻湖湖沉积软土,主要由黏土,淤泥质粉质黏土,粉质黏土及粉砂等地层组成,其成因经历过第四纪更新世和全新世2个时代。1自然地理和线路的总结1.1软土层厚度特征该段线路方案稳定,拆迁工程量较小,路堤填土高4.2～5.5m。气象特征属亚热带海洋性季风气候。在十月份之后受强大冷空气影响,伴有大风、雨雪及霜冻,夏季南太平洋热带风暴在沿海登陆,常有大风暴雨。年平均降雨量1440m左右。年平均气温14.5℃～16.3℃,全年以东南风为主,最大风力达12级。地震动峰值加速度0.05g。根据软土层厚度差异,可将整个工点分为Dk0+38.4～Dk0+276.5、Dk0+276.5～Dk0+709.7、Dk0+709.7～Dk0+834这3个代表性分段,各分段特点如下:Dk0+38.4～Dk0+276.5段:软土层厚度较大,最厚14.6m、最薄10.0m,软土与硬壳界限稳定,软土与下卧层的交界面有一定的起伏,呈倾斜状;下卧层为中等压缩性土;Dk0+276.5～Dk0+709.7段:软土层厚度变化较大,最厚16.5m最薄3.7m;硬壳厚度较稳定,下卧层顶面为单向倾斜、属中等压缩性土;Dk0+709.7～Dk0+834段:软土层位稳定,厚度较薄,在2.5～3.3m之间,下卧层为中等偏低压缩性土。该段地下水丰富,属孔隙潜水,水位埋深0.5～2.0m,地下水无侵蚀性。1.2线路形制及条纹线路使用试验区段为Dk0+000～Dk0+850间,线路长度850m。线形为直线,纵坡0‰。全段路基桥梁试验用地共71.1亩,其中水田51.4亩,鱼塘19.7亩。全段拆迁共1472.1m2。2软土地处理方案2.1地质勘2.1.1降低难以降温的薄层粉砂的基本特征按其物理力学性质的差异及《铁路工程地质勘察规范》(TB10012-2001)相关条款对当地土层钻孔取样,经试验该土层可划分为4个主要层次,同时根据土性的不同,将第3层可分为5个亚层,将第4层可分为2个亚层,各层地层岩性自上而下分述如下:黏土,灰黄色,软-硬塑,夹有少量铁锰结核,表层0.2～0.5m为种植土,含有植物根系,该层厚0.76～3.60m,属中等压缩性土,工点范围广泛分布。淤泥质粉质黏土,深灰色,流塑,含少量腐植物,局部夹有薄层粉砂,具高压缩性、低强度的特点,且大多数灵敏度超过16,为流动黏土,具高触变性,工点范围广泛分布,厚3.2～16.5m。黏土,粉质黏土,粉土,局部夹薄层粉砂,呈交错断续沉积,层理清晰,具体分布如下:粉质黏土夹薄层粉砂,绿灰色,软塑,厚0～4.1m,分布于Dk0+000～Dk0+475。具中等压缩性。黏土,深灰色-浅灰色,硬塑,厚0～8.1m,呈透镜体分布于Dk0+090～Dk0+315,呈透镜体分布。属中等偏低压缩性土。黏土,灰绿色,黑灰色,软塑-硬塑,厚0～7.4m,分布于Dk0+405～Dk0+845,层位较为稳定。属中等偏低压缩性土。粉土局部夹薄层粉砂或黏土,灰黄色,软-硬塑,厚0～5.4m,分布于Dk0+405～Dk0+845,层位较为稳定。属中等偏低压缩性土。粉质黏土,浅灰色,灰黄色,软塑,厚0～9.8m,分布于Dk0+405～Dk0+845,层位较为稳定。属中等压缩性土。粉砂,可分为上下2层,上部夹有薄层黏性土。具体分述如下:粉砂,褐黄色,中密,饱和,厚0～6.7m,不均匀夹有薄层黏土,分布于Dk0+035～Dk0+535,其N63.5=5～45击,算术平均值21.5击。粉砂,褐黄色,深灰色,中密-密实,饱和,厚大于10m,工点范围广泛分布,其N63.5=19～48击,算术平均值24.4击。由于前3层为主要黏土土质,是该土层地基主要受力地层。在软土地基情况下,其地基土物理指标对地层土质的判别具有重大意义,对不同土层取土质进行试验,得到前3层地基土物理力学指标见表1。2.1.2重塑土后的试验结果在考虑软土地基时,下沉区域出现在第1层土与第2层土之间,对这2层土土层再次取样作压缩试验,将试块分为2组,第1组为原状土,第2组为先前试验用土,即已经过处理过的土质,我们称之为重塑土,试验后得到一系列压缩成果(见表2及图1、图2)。由试验数据可以看出,第1层土压缩比率小于第2层土压缩比率,且随着压强增大,第1层土压缩比率减少的速度大于第2层土压缩比率,即第1层土更容易出现塌陷下沉;与重塑土比较又可以看到,重塑土普遍有压缩比率降低的情况,这在进行施工对当地土层扰动后,可能出现更加严重的坍塌下沉情况提出了证据。2.2复合地基加固类《京沪高速铁路设计暂行规定》中规定:路堤工后沉降要求不超过10cm,竣工初期年沉降速率小于3cm,桥路过渡段路基工后沉降要求控制在5cm以内,这就对地基处理方式、方法、达到的效果提出了更高的要求。根据工程结构条件、地基条件、环境条件、施工条件,确定可能采用的地基处理方案有:浆喷桩、粉喷桩、CFG桩、砂井、塑料排水板、砂桩、碎石桩等地基处理方法。其中,浆喷桩、粉喷桩、CFG桩属于复合地基加固类地基处理方法。砂井、塑料排水板属于加快固结排水类地基处理方法。砂桩、碎石桩属于兼有固结排水和复合地基作用的地基处理方法。对软土地基的处理方案又可以归结为:排水固结法、轻质路堤、复合地基、换填土处理。结合地质勘测资料,确定出本试验段的地基处理方案:1)Dk0+38.4～Dk0+105段,软土层较厚,沉降要求高,可以用复合地基进行加固,而且此处使用CFG桩的复合地基。2)Dk0+180～Dk0+240段,情况与Dk0+38.4～DK0+105段相近,存在反开槽工程量较大的通道,仍然采用CFG桩复合地基处理方法。3)Dk0+276.5～Dk0+515段,软土层较厚,土质指标差,可以采用塑料排水板处理地基联合超载预压,也可以有固结排水作用的砂井。综合考虑技术和经济因素,Dk0+320～Dk0+360路段采用袋装砂井联合预压处理方法。4)Dk0+815～Dk0+833.95段,为明通道,为减小工后沉降,保证构造物的结构安全和正常使用,采用砂桩处理地基联合等载预压。2.3基岩沉降的影响建于软土地基上的桥梁、通道等结构物在营运多年后,出现基础差异沉降,上部结构开裂。另有位于依山傍水的山区地质情况复杂路段,基岩倾斜度大,也给桥梁下部基础施工带来很大困难,并导致桥梁的破损。对地基进行处理后,仍然会出现沉降情况,所以需要考虑处理后的工作,及时监测;也可以验证地基处理方案的成效。1下降观察。沉淀定期对该路段设点进行沉降观测,观测结果,保证该路段工后软土地基下沉得到有效的控制,路基稳定,确保加固效果良好。2混凝土病害完工后1a对混凝土板修补进行复检,查实原裂缝是否有发展的现象,是否有出现新的混凝土病害;保证没有出现接缝损坏或崩边的现象,修补效果良好。3选择最佳处理方法地基处理领域是土木工程中非常活跃的领域,也是非常有挑战性的领域。实际工程中采用的软土地基处理方法,不但要施工简便,而且要经济合理。同时也要看到,各种软土地基处理方法都有其处理的适用范围、局限性和优缺点,对每一个具体工程都要进行具体分析,应从地基因素、处理要求、工程费用以及机具等各方面进行全面综合考虑,以确定最佳的