初探東莞市軌道交通R線車輛段軟基處理方案

初探東莞市軌道交通R2線車輛段軟基處理方案摘要東莞市軌道交通R2線車輛段為沖洪積三角洲地貌，現(xiàn)狀為大片魚塘，段內(nèi)軟土分布范圍廣、厚度大，如何選取及合理又經(jīng)濟(jì)的軟基處理措施是關(guān)鍵；本文針對車輛段的地質(zhì)情況，對各種較為合理的軟基處理方案闡述，并從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)角度分析。關(guān)鍵詞東莞地鐵車輛段軟基處理1概述擬建車輛段位于東莞市東城區(qū)寒溪河?xùn)|側(cè)，緊臨防洪大堤。段址北側(cè)有茶山環(huán)城道路和污水處理廠，東南側(cè)有變電站和坑口排站。區(qū)域內(nèi)現(xiàn)狀為魚塘，地勢平坦，有少量房屋，車輛段建成后場坪高程為8m。占地約40.9公頃。2工程地質(zhì)條件場區(qū)范圍內(nèi)為大片魚塘，局部為荒地。段址內(nèi)自上而下分布人工填土、淤泥質(zhì)粘土、有機(jī)質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)砂、飽和砂土、殘積砂質(zhì)粘性土、混合片麻巖全、強(qiáng)、中風(fēng)化層；軟土層最大厚度8.0m，一般埋深1.0～-13.0。圖1車輛段現(xiàn)狀地貌3軟基處理設(shè)計3.1場地工區(qū)劃分根據(jù)車輛段與綜合基地內(nèi)主要的功能分區(qū)，承載力、工后沉降要求，以及地形及地質(zhì)條件變化情況，將場區(qū)分為三個區(qū)域：Ⅰ區(qū)—碎石道床區(qū)，Ⅱ區(qū)—廠前區(qū)，Ⅲ區(qū)—整體道床區(qū)。廠前區(qū)主要為綜合樓、食堂、物資庫、公安局等建筑物；碎石道床區(qū)主要為材料棚、牽引變電所、裝卸區(qū)等；整體道床區(qū)主要為檢修主廠房。沉降控制標(biāo)準(zhǔn)如下：1）沉降控制標(biāo)準(zhǔn)：試車線碎石道床地段路基工后沉降不應(yīng)大于20cm，沉降速率均不應(yīng)大于5cm/年。一般車場線碎石道床工后沉降不應(yīng)大于30cm。車場線整體道床工后沉降一般地段不應(yīng)大于15mm，對于沉降比較均勻、長度大于20m的路基，允許的工后沉降可控制在30mm內(nèi)，路橋或路隧交界處差異沉降不應(yīng)大于10mm。圖2車輛段工區(qū)劃分圖3.2地基處理方案選擇3.2.1方案比選隨著大量的大型項目開發(fā)建設(shè)，目前大面積的道路填筑地基處理工程發(fā)展迅速，在不同的時期和不同工程項目中采用了許多地基處理方法，積累了較為豐富的經(jīng)驗。在道路軟基處理工程中常用的地基處理方法有：排水固結(jié)預(yù)壓法、復(fù)合地基法、換填強(qiáng)夯法等。以下結(jié)合本工程的地質(zhì)條件和工程條件特點分析各種軟基處理方法的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性。①方案一：排水固結(jié)堆載預(yù)壓法該法是在工程建設(shè)之前用大于或等于設(shè)計荷載的填土荷載，促使地基提前固結(jié)沉降以提高地基的強(qiáng)度，減少工后沉降。當(dāng)強(qiáng)度指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求數(shù)值后，卸去荷載。經(jīng)過堆載壓預(yù)處理后，地基一般不會再產(chǎn)生大的固結(jié)沉降。本加固方法在大面積軟弱淤泥場地中是一種價廉、有效、簡便和質(zhì)量比較容易得到保證的方法。只要排水系統(tǒng)布置合理、超填荷載適當(dāng)，堆載速率控制得當(dāng)，就能達(dá)到軟土加固的目的。此方法技術(shù)要求明確，操作簡便，可在較大范圍內(nèi)進(jìn)行施工，工程質(zhì)量易得到保證，是軟基加固中穩(wěn)妥可靠、造價低廉的方法。本方案的缺點是工期較長，所需堆填料較多，達(dá)到預(yù)壓沉降量后超填部分的土料卸除需要考慮堆放場地和運(yùn)輸問題。排水固結(jié)堆載預(yù)壓法工后沉降量分析表表1功能分區(qū)平均淤泥厚度((m)工作荷載和使用用荷載作用用下淤泥沉沉降計算量量S(cmm)淤泥下臥層沉降降計算量（cm）淤泥次固結(jié)壓縮縮沉降量（cm）修正后的總沉降降量（cm）時間t(天)排水板間距（mm）平均固結(jié)度（%%）堆載預(yù)壓完成沉沉降量（cm）工后沉降量（ccm）碎石道床區(qū)與整整體道床區(qū)區(qū)1077.2065.702.78174.26390.001.100.92157.7616.50廠前區(qū)1068.5055.502.47151.27390.001.100.91135.4115.86②方案二：真空預(yù)壓方案真空預(yù)壓排水固結(jié)法在軟基處理中也是一種常受青睞的方法，此法優(yōu)點是不需要超填荷載，而是用抽氣形成一定的“真空度”借大氣壓替代超填荷載。因而減少了超填和卸載兩道工序及相應(yīng)的場地要求，加固速度快。但需要預(yù)先鋪設(shè)不透氣的塑料膜及其保護(hù)層、安設(shè)真空排水系統(tǒng)和抽氣（水）設(shè)備。抽氣要形成真空，土體周圍的密封要求高，不能出現(xiàn)與大氣相通的漏氣點，土體豎向排水板也不能與下臥砂層連接，以便隔斷下部地下水的補(bǔ)給，否則達(dá)不到真空排水固結(jié)的目的。此法對邊界條件、施工技術(shù)要求嚴(yán)格。根據(jù)本工程地質(zhì)資料分析，場地主要地層為河流三角洲地層，淤泥下面主要為淤泥質(zhì)砂以及砂層組成，且層厚比較大，滲透系數(shù)比較大，若采用真空預(yù)壓的話由于砂層漏氣很難保證真空度要求，故在本工程中不予以推薦。③方案三：復(fù)合地基法采用復(fù)合地基處理軟土在工程中應(yīng)用很廣，主要的復(fù)合地基處理方法有攪拌樁復(fù)合地基、擠密砂石樁復(fù)合地基、管樁復(fù)合地基等。工程實踐表明，只要施工質(zhì)量保證，復(fù)合地基處理軟基效果良好，且工期較短。攪拌樁復(fù)合地基是最常用的復(fù)合地基處理方法，特別對于深厚軟土層的地基處理。一般情況，采用攪拌樁處理，對于本工程考慮到上部填土荷載，則攪拌樁間距1.0m布置，樁長進(jìn)入淤泥質(zhì)土下臥層，樁長按13.0m計，每平米復(fù)合地基的造價約850元（未考慮路基填土）。因攪拌樁復(fù)合地基造價高，不宜采用。砂石樁復(fù)合地基在軟土處理工程中也經(jīng)常采用，效果也不錯，但對于深厚的淤泥，成樁效果較差，很難達(dá)到預(yù)期效果，且造價偏高，不宜采用砂石樁。僅在填土和淤泥交接區(qū)域采用砂石樁過渡處理。管樁復(fù)合地基處理效果也比較好，但是造價比較高，對于大面積處理不宜采用此方法。復(fù)合地基法在本工程中軟基處理從技術(shù)上講是可行的，但總的來說造價比較高，建議在整體道床等特殊區(qū)域，預(yù)壓法比較難滿足工后沉降要求時，局部采用復(fù)合地基方案或者樁基方案。2）推薦方案經(jīng)過對各種地基處理方法的多方案比較，從造價、技術(shù)、工期等方面綜合比較，并結(jié)合現(xiàn)場實際情況，堆載預(yù)壓法處理軟土與其它方法相比技術(shù)可靠，施工條件好，工程造價優(yōu)勢非常明顯。結(jié)合計算后確定整個車輛段范圍內(nèi)工后沉降在“碎石道床區(qū)、廠前區(qū)”均能滿足沉降要求，對于沉降要求嚴(yán)格的“整體道床區(qū)”應(yīng)再根據(jù)軟土分布深度、厚度及荷載、分別采用“換填”、“復(fù)合地基”等處理方法。4結(jié)論在城市軌道交通建設(shè)中，軟基處理一直是影響工程造價、工期的因素之一，特別是在珠三角地區(qū)，大面積的分布軟土對工程建設(shè)影響較大，文章針對東莞軌道交通R2線車輛段地質(zhì)概況結(jié)合類似工程經(jīng)驗提出了較為可行的軟基處理方案，為東莞地區(qū)后期軌道建設(shè)中類似問題積累了一定的經(jīng)驗并起到了重要的知道意義