廊滄高速軟弱土路基處理方案

1、廊坊至滄州高速公路滄州段軟弱土地基加固處理方法對(duì)比分析報(bào)告 2008年12月一、概述根據(jù)廊滄高速公路（滄州市段）地質(zhì)勘查報(bào)告以及廊坊至滄州高速公路滄州市段兩階段施工圖設(shè)計(jì)，全線地質(zhì)情況相對(duì)較好，部分路段分布有軟土、軟弱土。軟弱土層主要為亞砂土、亞粘土，軟弱土天然含水量（w）20%30%、孔隙比（e）0.91.6，壓縮系數(shù)（a1-2）0.334.00Mpa-1。軟弱土總厚度1016m。地層垂向剖面上由上部的硬殼層和下部的軟弱土構(gòu)成了典型的二元結(jié)構(gòu)。硬殼層厚度變化在2.53.5m之間，地層巖性主要為可塑性低中壓縮性的粘土和亞粘土組成，其地基承載力（fk）可達(dá)100120Kpa；下部的軟弱土變化在1

2、.013.0m之間，巖性主要為軟塑狀中-高壓縮性的亞粘土亞砂土，地基承載力（fk）為6080Kpa。為了滿足高速公路路堤荷載對(duì)地基強(qiáng)度的要求，按照高速公路在不同部位對(duì)工后沉降量的具體指標(biāo)，設(shè)計(jì)采用在橋頭、箱涵底部、路基填土高度大于4.0m處用水泥攪拌樁進(jìn)行地基處理，形成樁和樁間土共同承擔(dān)上覆荷載的復(fù)合地基。在布樁方式上采用正三角形的方式，并用不同樁間距（1.2m、1.4m、1.5m）過(guò)渡的方法從橋頭過(guò)渡到一般路基，并根據(jù)橋頭填土高度的不同，過(guò)渡帶長(zhǎng)度采用30m和50m兩種。樁長(zhǎng)以穿透軟弱土為原則，驗(yàn)算后地基的工后沉降量從10cm過(guò)渡到20cm，復(fù)合地基承載力分別為150、140、120Kpa。

3、此處理方法是橋頭等部位是一種很好的處理方法。在一般路基段，為了加速軟土地基固結(jié)，設(shè)計(jì)采用了水平沙礫墊層和豎向排水體構(gòu)成的排水固結(jié)處理系統(tǒng)，即塑料排水板+預(yù)壓和袋狀砂井+預(yù)壓進(jìn)行地基處理。這種方法在有足夠的施工工期和來(lái)源方便的砂礫的情況下是可行的。二、注漿加固方案分析由于排水預(yù)壓固結(jié)法不可置否的需要較長(zhǎng)工期作為代價(jià)，同時(shí)該路段普遍存在的硬殼層，勢(shì)必會(huì)造成地基固結(jié)沉降滯后，并需要大量的砂礫作為排水通道，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上不完全可行，因而推薦采用注漿加固的方法對(duì)一般路堤的地段進(jìn)行地基處理，達(dá)到增強(qiáng)地基承載力的目的。注漿加固方法是利用壓力將配制好水穩(wěn)定材料（水泥）漿液通過(guò)一定的設(shè)備、管路壓入受注層，其結(jié)石

4、體起到增大地層中骨架的體積、減小孔隙的體積，改變地層孔隙比的數(shù)值，降低含水量，從而提高地基強(qiáng)度，達(dá)到加固效果，具體方案如下：1.注漿孔位布置、注漿半徑、注漿長(zhǎng)度的確定在軟塑狀亞砂土、亞粘土地層中，當(dāng)注漿壓力達(dá)到0.40.8Mpa時(shí)，漿液擠入半徑為1.02.0m，因而注漿孔孔距l(xiāng)=2r，即取2.5m。注漿長(zhǎng)度從硬殼層底部到地面以下6.06.5m，注漿段長(zhǎng)度單孔平均3.5m?？紤]到注漿效果，采用正三角形布孔。2.注漿量確定及漿液配制注漿量確定：地層孔隙比式中 Ve孔隙體積Vv骨架體積在單位體積內(nèi) Vv=1-VeVe=1-Vv 則 同理試將地層孔隙比將為e1式中： e原地層孔隙比e1處理后達(dá)到的孔隙

5、比孔隙該變量（即注漿量）在亞砂土亞粘土中，若孔隙比達(dá)到0.70時(shí)，地層強(qiáng)度可達(dá)到120Kpa以上。代入數(shù)據(jù)：?jiǎn)慰鬃{量式中：r為1/2孔距，取1.25m；h為受注層長(zhǎng)度取3.5m；為孔隙增量取8.8%；為漿液流失系數(shù)，取1.2。 則Q=3.14×1.62×3.5×0.088×1.21.8m3 漿液配制：純水泥漿，水為一般人畜飲用水，水泥為32.5M普通硅酸鹽水泥或礦渣水泥。水灰比采用水：水泥=0.81.0：1.0，每立方米漿液水泥用量0.750.87t。3.施工工藝及注意事項(xiàng)：施工采用孔口封閉一次性花管注漿的工藝完成，其流程圖為：測(cè)量放樣鉆機(jī)就位擊入花管

6、漿液配制注漿作業(yè)下一循環(huán)測(cè)量放樣：用鋼尺進(jìn)行工程放樣，確定孔位。鉆機(jī)就位：帶有沖擊式功能的鉆機(jī)就位，其誤差不得超過(guò)設(shè)計(jì)孔位10cm。擊入花管：在硬殼段不得開眼，花管底部嵌入錐頭，用地質(zhì)鉆機(jī)將花管擊入設(shè)計(jì)深度。配制漿液：用灰漿攪拌機(jī)將水和水泥按設(shè)計(jì)的水灰比拌制成漿，攪拌時(shí)間不得低于5min。注漿作業(yè)：連接注漿泵和花管，開動(dòng)注漿泵，開始泵壓較大，待地層劈裂后，控制注漿壓力0.4Mpa和流量，完成單孔注漿量，做好施工記錄。下一循環(huán)：繼承下一孔注漿。注意事項(xiàng)：注漿分兩序次進(jìn)行，第一序次完成單孔注漿量，第二序次定壓不定量，終注壓力定0.4Mpa，維持5min。同時(shí)先邊后中心，發(fā)現(xiàn)冒漿、跑漿及時(shí)處理，并可

7、采用間歇式方式進(jìn)行注漿，間歇時(shí)間不得低于45min。4.質(zhì)量檢查采用原位測(cè)試方法和載荷試驗(yàn)的方法進(jìn)行。原位測(cè)試頻度為0.3%，載荷試驗(yàn)每一工段不得低于3處。三、方案論證1.原設(shè)計(jì)方案：采用排水固結(jié)法存在以下不利因素（1）由于頂層2.5米3.5米硬殼層的存在，使得預(yù)壓荷載難以及時(shí)、有效的分布到軟弱下臥層中，硬殼層類似與板梁的抵抗作用，使得軟弱土層中的孔隙水難以在預(yù)壓期內(nèi)及時(shí)消散，土層理想的固結(jié)狀態(tài)也難以在預(yù)壓期內(nèi)完成，存在嚴(yán)重的滯后情況，從而造成路面施工或高速公路運(yùn)營(yíng)期產(chǎn)生過(guò)量的沉降。（2）排水固結(jié)法處理軟土地基需要較長(zhǎng)的預(yù)壓期，一般不小于180天，從而使工期向后拖延。（3）滄州地處河北東部，砂

8、礫等建筑材料缺乏，需要從石家莊、保定等地遠(yuǎn)運(yùn)，提高工程造價(jià)。2.壓力注漿法（1）通過(guò)對(duì)硬殼層下一定范圍內(nèi)軟弱土進(jìn)行壓力注漿，提高了地基強(qiáng)度、提高了地基壓縮模量，從而減少了地基總沉降量。研究表明地基加固處理深度加上硬殼層厚度達(dá)到路基高度的1.5倍，即能滿足路基工后沉降的要求。（2）由于硬殼層表面不存在過(guò)濕土問(wèn)題，而壓力注漿的地基加固方法不需要對(duì)地基進(jìn)行排水處理，因而取消原設(shè)計(jì)砂礫墊層。（3）壓力注漿對(duì)地基的加固較均勻，由于水泥漿液的加固作用，實(shí)際上大大增加了硬殼層的厚度，從而可以取消原設(shè)計(jì)土工格柵。（4）地基壓力注漿后1周到半個(gè)月即可填筑路基，不需要預(yù)壓期，從而大大縮短了工期。3.經(jīng)濟(jì)比較以K9

9、7+358.5-K97+480段、K93+650-K93+720段為例，工程經(jīng)濟(jì)比較如下： 從比較表看出，采用壓力注漿法處理本工程一般路基段軟弱土地基，較排水固結(jié)法節(jié)約資金10%以上。K97+358.5-K97+480.0段處理方法處理面積（m2）工程項(xiàng)目及數(shù)量造價(jià)（萬(wàn)元）袋狀沙井，間距1.2-1.5m6539砂礫墊層3256m3，土工格柵6539 m2，袋狀砂井增加土方1954m3，預(yù)壓土方11071m3。142.9869注漿，間距2.5m6539注漿長(zhǎng)度4832m，導(dǎo)孔3624m。129.2560K93+650-K93+720段處理方法處理面積（m2）工程項(xiàng)目及數(shù)量造價(jià)（萬(wàn)元）塑料排水板，間距1