道路液化土地基處理問(wèn)題研究

普海清

【摘 要】 道路液化土地基處理是道路施工工程中常遇到的問(wèn)題，本文采取實(shí)例研究的方法，以耿馬縣孟定新城大道為例，對(duì)道路液化土地基處理方法進(jìn)行了研究。

【關(guān)鍵詞】 道路 液化土地基

耿馬縣孟定新城大道線廣泛分布松軟的可液化土地基淤泥、淤泥質(zhì)土等軟土地基，消除可液化地基對(duì)工程的潛在危害及提高軟土地基強(qiáng)度是工程一項(xiàng)重要任務(wù)。在工程沿線選取代表性的地段進(jìn)行了不同處理方法的試驗(yàn)研究，為工程設(shè)計(jì)、施工提供了可靠的依據(jù)及經(jīng)驗(yàn)。

1.地區(qū)基本情況

新城大道位于臨滄市耿馬縣孟定鎮(zhèn)城西，場(chǎng)地現(xiàn)均為農(nóng)田，地形平緩，坡度多在3度以?xún)?nèi)，各勘探點(diǎn)的孔口地面高程介于482.20～485.90m之間，高差僅為3.70m，地形北高南低。場(chǎng)地地貌為沖積小盆地地貌單元。

2.地基土情況

2.1 試驗(yàn)段物理力學(xué)特性

通過(guò)實(shí)地勘測(cè)，場(chǎng)地地基土由第①1層耕土（Q4ml）、①2層淤泥（Q4ml）、第②1層湖積的粘土層（Q4l）、第②2層湖積的粉土（Q4l）及③1層沖洪積的粗砂（Q4al+pl）、③2層沖洪積的圓礫（Q4al+pl）組成， 根據(jù)對(duì)鉆探巖芯的現(xiàn)場(chǎng)觀察、鉆孔內(nèi)的原位標(biāo)準(zhǔn)貫入測(cè)試成果，結(jié)合所取土試樣的室內(nèi)試驗(yàn)資料綜合分析，現(xiàn)將以上各土層的主要物理力學(xué)指標(biāo)列入（表1）：

2.2 地基土液化情況

縱觀整個(gè)場(chǎng)地，勘察深度范圍內(nèi)的場(chǎng)地地基土由第①1層耕土（Q4ml）、①2層淤泥（Q4ml）、第②1層湖積的粘土層（Q4l）、第②2層湖積的粉土（Q4l）及③1層沖洪積的粗砂（Q4al+pl）、③2層沖洪積的圓礫及卵石（Q4al+pl）組成，地基土種類(lèi)單一，地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。根據(jù)鉆孔內(nèi)原位標(biāo)準(zhǔn)貫入測(cè)試、室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果，現(xiàn)將場(chǎng)地內(nèi)地基液化土層的工程特性評(píng)述如下：

②2層粉土呈稍密狀態(tài)，搖震反應(yīng)輕微～中等，液性指數(shù)IW平均值為0.77，僅在嘎孟召路以西有分布，鉆孔揭露范圍為ZK1～ZK32，該層在場(chǎng)地中具中等～嚴(yán)重液化等級(jí)。

③1層粗砂呈中密～密實(shí)狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)實(shí)測(cè)錘擊數(shù)N=5～11擊，平均錘擊數(shù)N=5.4擊。該層具有中等～高壓縮性。其力學(xué)性質(zhì)一般，地基承載力一般。該層埋深及厚度的變化均不大，分布較廣，該層具中等～嚴(yán)重液化等級(jí)。

3.液化土地基處理

液化地基處理的基本原則就是提高土層密實(shí)度和改善排除孔隙水的條件，增大其透水性。從而提高其抗液化的能力。地基處理主要采用強(qiáng)夯、碎石樁和換填法。

3.1 采取強(qiáng)夯施工

本路段強(qiáng)夯主要有兩種類(lèi)型的機(jī)械，一種是起重能力50t的履帶吊配18～20t的鑄鐵夯錘；另一種是20～25t起重能力的吊機(jī)配16～20t的夯錘；這種夯機(jī)吊臂頂上須配輔助門(mén)架。因此，每個(gè)夯點(diǎn)須移一次吊機(jī)，而且移動(dòng)速度慢，效率較低。相比較使用大噸位吊移動(dòng)方便，移一次機(jī)可打3～4個(gè)夯點(diǎn)，效率要比帶輔助門(mén)架的夯機(jī)高出近1倍。

該地區(qū)表面固結(jié)較好的土層只有0.5m左右，原設(shè)計(jì)沒(méi)有設(shè)置墊層，機(jī)械震動(dòng)很容易引起表面破壞和地基液化冒漿，承載力下降，機(jī)械下陷行進(jìn)困難，同時(shí)夯坑過(guò)深起錘困難。根據(jù)試驗(yàn)段總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)增加了強(qiáng)夯碎石墊層。？墊層的作用主要是：支承強(qiáng)夯機(jī)械的行走；形成應(yīng)力擴(kuò)散層，利與夯擊能的傳播；利于表層水的排除；加大夯坑底與地下水位之間的距離，避免夯坑翻漿。

3.2 采取碎石樁施工

清理平整施工場(chǎng)地，鋪設(shè)墊層（碎石），測(cè)量標(biāo)高，樁位放樣，樁機(jī)就位、調(diào)整垂直度，振動(dòng)下沉樁管至設(shè)計(jì)深度，稍上提樁管，使樁管端頭活瓣樁尖打開(kāi)，同時(shí)破壞樁尖外壁真空以利樁管拔起。停止振動(dòng)，立即從第一投料口首次投料。投料量當(dāng)樁管為377mm時(shí)，為設(shè)計(jì)投料的50%，426mm時(shí)為64%。啟振，邊提升樁管邊振動(dòng)，并進(jìn)行3～5次振動(dòng)反插，至管內(nèi)碎石全部投出。提升和反插速度要均勻。開(kāi)啟第二投料口（在樁管約1/2位置），進(jìn)行第二次投料至灌滿樁管。振動(dòng)反插2～3次至料全部投出。反插深度不超過(guò)1/2樁長(zhǎng)。在孔口進(jìn)行第三次補(bǔ)料，振動(dòng)反插2～4次至全部設(shè)計(jì)用料投出。總反插次數(shù)不少于12次，碎石灌入量每延米不小于0.224m3。

3.3 采取換算法對(duì)液化路基處理建議

采取換填法對(duì)液化路基進(jìn)行處理，結(jié)合地勘顯示粉土液化層厚度在1.5m至2.5m左右，處于地表下4米范圍內(nèi)考慮部分換填擠密加強(qiáng)粉土液化層穩(wěn)定性的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。清表0.6m后，再往下?lián)Q填1.5m砂石料（當(dāng)?shù)夭牧希渲性阡佒?.5m砂石料（當(dāng)?shù)夭牧希┖箐佋O(shè)三層加筋土工格柵，每層之間相隔0.5m，每層必須壓實(shí)，之后鋪0.5m毛石及0.5砂石料（當(dāng)?shù)夭牧希偈┕ぢ坊靥钔林谅坊鶚?biāo)高。土工格柵采用高強(qiáng)鋼塑雙向（縱橫）土工格柵，雙向極限抗拉力≥50kN/m。

3.4 路基、簡(jiǎn)支梁橋、混凝土管涵基礎(chǔ)型式建議

地基土中的②2粉土、③1粗砂具中等～嚴(yán)重液化等級(jí)，路基部分由于路堤高度普遍小于3m，建議在路堤底部設(shè)置排水通道和土工格柵來(lái)增強(qiáng)路堤的穩(wěn)定性。圓管涵及簡(jiǎn)支梁橋，基礎(chǔ)形式建議采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，樁端穿越液化土層。

根據(jù)擬建道路的結(jié)構(gòu)、荷載及場(chǎng)地的地形地貌、地基土特征，場(chǎng)地地基土除①1層耕土、①2層流塑狀淤泥土不宜作為道路路基外，其余各土層均可作為擬建道路的路基使用，若以②1層粘土作為路基持力層，建議道路施工前先清除①1層耕土及①2層流塑狀淤泥，然后再填筑毛石對(duì)②1層粘土擠密后再進(jìn)行回填路基。由于路堤高度普遍小于3m，不必對(duì)液化地基土進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)處理，但應(yīng)在回填路基前在②1層粘土表面鋪設(shè)一定厚度的公分石形成排水通道，以便地震時(shí)疏散液化土中的孔隙水，同時(shí)在公分石上鋪設(shè)土工格柵來(lái)增強(qiáng)路基的整體穩(wěn)定性。

采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，樁端穿越液化土層，以③2層圓礫作為基礎(chǔ)持力層，并嵌入持力層一定深度。人工挖孔樁的設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)下表2：

4 結(jié)語(yǔ)

液化土地基的處理種類(lèi)多樣，而且與實(shí)際工程接觸緊密，我們必須選用最科學(xué)和最接近實(shí)際的計(jì)算方法對(duì)液化土地基進(jìn)行判別并按液化等級(jí)做好相應(yīng)的處理，并在實(shí)際工程中多積累經(jīng)驗(yàn)和吸取教訓(xùn)，對(duì)現(xiàn)有的計(jì)算方法進(jìn)行完善。

參考文獻(xiàn)

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