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比分析報告 2008年12月一、概述根據(jù)廊滄高速公路（滄州市段）地質勘查報告以及廊坊至滄州高速公路滄州市段兩階段施工圖設計，全線地質情況相對較好，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成了典型的二元結構。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地基強度的要求，按照高速公路在不同部位對工后沉降量的具體指標，設計采用在橋頭、箱涵底部、路基填土高度大于4.0m處用水泥攪拌樁進行地基處理，形成樁和樁間土共同承擔上覆荷載的復合地基。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）過渡的方法從橋頭過渡到一般路基，并根據(jù)橋頭填土高度的不同，過渡帶長度采用30m和50m兩種。樁長以穿透軟弱土為原則，驗算后地基的工后沉降量從10cm過渡到20cm，復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，設計采用了水平沙礫墊層和豎向排水體構成的排水固結處理系統(tǒng)，即塑料排水板+預壓和袋狀砂井+預壓進行地基處理。這種方法在有足夠的施工工期和來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壓固結法不可置否的需要較長工期作為代價，同時該路段普遍存在的硬殼層，勢必會造成地基固結沉降滯后，并需要大量的砂礫作為排水通道，在技術和經(jīng)濟上不完全可行，因而推薦采用注漿加固的方法對一般路堤的地段進行地基處理，達到增強地基承載力的目的。注漿加固方法是利用壓力將配制好水穩(wěn)定材料（水泥）漿液通過一定的設備、管路壓入受注層，其結石

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，從而提高地基強度，達到加固效果，具體方案如下：1.注漿孔位布置、注漿半徑、注漿長度的確定在軟塑狀亞砂土、亞粘土地層中，當注漿壓力達到0.40.8Mpa時，漿液擠入半徑為1.02.0m，因而注漿孔孔距l(xiāng)=2r，即取2.5m。注漿長度從硬殼層底部到地面以下6.06.5m，注漿段長度單孔平均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，若孔隙比達到0.70時，地層強度可達到120Kpa以上。代入數(shù)據(jù)：單孔注漿量式中：r為1/2孔距，取1.25m；h為受注層長度取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：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：測量放樣鉆機就位擊入花管

6、漿液配制注漿作業(yè)下一循環(huán)測量放樣：用鋼尺進行工程放樣，確定孔位。鉆機就位：帶有沖擊式功能的鉆機就位，其誤差不得超過設計孔位10cm。擊入花管：在硬殼段不得開眼，花管底部嵌入錐頭，用地質鉆機將花管擊入設計深度。配制漿液：用灰漿攪拌機將水和水泥按設計的水灰比拌制成漿，攪拌時間不得低于5min。注漿作業(yè)：連接注漿泵和花管，開動注漿泵，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：注漿分兩序次進行，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。同時先邊后中心，發(fā)現(xiàn)冒漿、跑漿及時處理，并可

7、采用間歇式方式進行注漿，間歇時間不得低于45min。4.質量檢查采用原位測試方法和載荷試驗的方法進行。原位測試頻度為0.3%，載荷試驗每一工段不得低于3處。三、方案論證1.原設計方案：采用排水固結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，使得預壓荷載難以及時、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壓期內(nèi)及時消散，土層理想的固結狀態(tài)也難以在預壓期內(nèi)完成，存在嚴重的滯后情況，從而造成路面施工或高速公路運營期產(chǎn)生過量的沉降。（2）排水固結法處理軟土地基需要較長的預壓期，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、保定等地遠運，提高工程造價。2.壓力注漿法（1）通過對硬殼層下一定范圍內(nèi)軟弱土進行壓力注漿，提高了地基強度、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濕土問題，而壓力注漿的地基加固方法不需要對地基進行排水處理，因而取消原設計砂礫墊層。（3）壓力注漿對地基的加固較均勻，由于水泥漿液的加固作用，實際上大大增加了硬殼層的厚度，從而可以取消原設計土工格柵。（4）地基壓力注漿后1周到半個月即可填筑路基，不需要預壓期，從而大大縮短了工期。3.經(jīng)濟比較以K9

9、7+358.5-K97+480段、K93+650-K93+720段為例，工程經(jīng)濟比較如下： 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）工程項目及數(shù)量造價（萬元）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，預壓土方11071m3。142.9869注漿，間距2.5m6539注漿長度4832m，導孔3624m。129.2560K93+650-K93+720段處理方法處理面積（m2）工程項目及數(shù)量造價（萬元）塑料排水板，間距1