某車站地基加固處理

蔡明生（廣州地鐵設計研究院有限公司,廣州　510010）

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某車站地基加固處理

蔡明生
（廣州地鐵設計研究院有限公司,廣州510010）

摘 要：某車站內在DK251+154-DK257+327段的路基橫斷面內股道較多，該路段出現大面積軟土地區，經驗算單純采用水泥攪拌樁加固地基時，成本較高，因此采用CFG樁的復合地基法進行加固，該地基處理方法對本車站軟土地基有較好的穩定作用，能很好的控制沉降，工程效果好且經濟合理。

關鍵詞：軟土地基；地基加固；CFG樁

1　工程概況

該項目位于丘陵地區，其橫斷面布置4～6股道，其中DK251+154～DK257+327段的填土為軟土，且有豐富的地下水，埋深較淺，因此需對該段進行地基加固處理。

根據地質勘察報告，地基所處地下水主要是松散巖類孔隙水，地下水位埋深約為1.5m。地層土的性質為：第一層為灰黑色淤泥土，流塑態，承載力35kPa，屬于二級普通土；第二層土為黃褐色粉質黏土，硬塑態，承載力160kPa，屬于二級普通土；第三層土為灰黑色淤泥質粉黏土，軟塑態，承載力85 kPa屬于二級普通土；第四層土為黃褐色沖洪積粉土，飽和態，承載力170kPa，屬于二級普通土。

2　地基處理原則

一般而言，軟土抗剪強度由軟土中的天然強度及由上部結構的附加荷載所引起的固結強度構成。填土覆蓋在軟土地基上，填土將產生固結，由此需要考慮填筑時的臨界高度值和固結增長時的強度，以固結系數完成固結度的計算。在軟土路堤的計算時，其安全系數應按雙線的雙荷載考慮，應大于1.15，在不考慮軌道及列車荷載時，其最小穩定安全系數應不小于1.2，如在考慮列車、軌道荷載時則要求不小于1.15，在考慮運架梁荷載時，更應不小于1.05，軟土地基底部存在斜坡時，則應檢算路堤沿軟土下沿處的穩定，通過設計規程設計路基中的固結強度及天然強度，如存在基底斜坡時，還應驗算路堤底部的滑動穩定性。對于本項目的軟土處理，采取的處置措施為：對于較淺的軟土，直接采用換填法，挖除軟土部分，以砂土代替；對于土層較深的軟土，大多采用以攪拌樁為主的復合地基加固法，如地基中有深度較深的硬層時，當施工困難時，復合地基加固時可以考慮CFG樁加固的方案。

3　地基加固措施

3.1穩定驗算

對天然地基及其穩定性及沉降不符合要求的地基進行地基加固，如果經驗算斷面穩定性不滿足要求，可以使用兩層土工格柵及多向水泥攪拌樁加固，當樁長在2m以下時，進入硬層1 m后經驗算沉降不符合規定，可以使用CFG樁進行加固，如果樁長在硬層的2m以上時，還需對采取復合地基加固措施后的邊坡穩定性及地基的沉降進行驗算。

DK251+154段的斷面布置了6股道，其中兩條是正線，兩條是聯絡線，路堤高度是12.32m，路基填土基本性質：r=17kN/m3，c=25kPa，，車輛荷載及軌道荷載換算成土柱的高度是2.8m，寬度3.2m。

本斷面布置6股道，左側邊坡穩定的驗算只需考慮四個工況的超載，沉降驗算需要考慮正線荷載，荷載布置為：工況1定位距離1.55m，分布寬度3.5m，超載值71kPa，不考慮沉降計算，考慮穩定計算；工況2定位距離是5.3m，分布寬度3.5m，超載值71kPa，不考慮沉降計算，考慮穩定計算；工況3定位距離是13.75m，分布寬度3.5m，超載值71kPa，考慮沉降計算，考慮穩定計算；工況4定位距離是18.65m，分布寬度3.5m，超載值71kPa，考慮沉降計算，考慮穩定計算。

對上述工況的計算采用如下計算方法：對于已超過兩線的斷面變形的計算時，只考慮正線及雙線荷載，在兩線斷面的驗算時一般的計算通常考慮一線荷載，計算地基沉降時以經驗系數法分析其過程并做計算，對于主固結沉降一般使用壓縮模量法，至于超載所產生的地基附加應力可以用三角棱體法（虛擬），在沉降計算時采用的分層厚度是50cm，以20%的應力比作為判斷壓縮層厚度的依據。另外，以復合地基的樁身壓縮量法對所處地基的加固區進行固結沉降計算，在計算時還應綜合考慮軟土地基沉降時所導致的路堤增高值；上述四種工況的荷載起算時間是施載時的最后一級荷載施加完成時。

考慮超載時穩定計算結果，本次最終地基總沉降為0.57m，計算后不滿足穩定要求，需要做加固處理。

3.2復合地基處理措施

經反復驗算，在路基坡腳不穩定的范圍內使用水泥攪拌樁、土工格柵等增加路基穩定性，路堤影響范圍內以CFG樁增加穩定性，已達到控制地基沉降的位移在可控的范圍。

兩層的土工格柵離地高度是0.3m、0.4m，設計拉力值為130kN，滑動安全穩定系數1.183大于1.5。斷面地層埋深以下為軟土，軟土之下是硬層結構，采用CFG樁的基本屬性為：樁長為15.4m，間距1.7m。水泥攪拌樁的抗剪強度是350kPa，樁身強度為2.3MPa，經驗算復合地基承載力為220kPa。

以CFG樁加固地基沉降，經計算，其最終地基總沉降為0.146m，小于0.2m，因此符合本區段設計區間的沉降規定。 在本斷面地層中，其埋深為12.6m，其下為硬層結構，在樁長進入硬層2.2m， CFG樁的基本參數為：樁長為15.8m，間距為1.5m，單樁承載力大于320kN，復合地基的承載力大于180kPa。

4　結論

該車站內在同一橫斷面股道較多，且軟土范圍較廣，經驗算單純采用水泥攪拌樁加固地基時，成本較高，因此采用CFG樁的復合地基法進行加固，經驗算，該地基處理方法對本車站軟土地基有較好的穩定作用，能很好的控制沉降，且經濟合理。

參考文獻：

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作者簡介：蔡明生（1988-），男，廣州人，碩士，助理工程師，主要從事：地鐵車站的設計。

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.087