地基處理方案研究

翁石清

（福建永福電力設計股份有限公司， 福建 福州 350108）

0 前言

本工程場地屬河口、砂嘴、砂島地貌，淺層分布軟土，地基承載力低，沉降變形大，需對場地進行地基處理。單一碎石樁僅適用于處理液化地基，提高軟土地基承載力的幅度較小，很難獲得可靠的處理效果。多樁型復合地基能發揮出各樁型的優勢特點，設計靈活，取長補短；相對單一型復合地基，沒有明顯增加施工工期和工藝的復雜程度等優點，具有良好的經濟效應和社會效益。

1 工程概況

1.1 工程簡介

XX 變電站站址位于上海市崇明縣廟鎮東南約2 公里處的鎮東六隊。

1.2 巖土特性

站址位于長江三角洲入海口東南前緣，地貌屬于上海地區四大地貌單元中的河口、砂嘴、砂島地貌類型。站址自然地坪以下100 米深度范圍地層狀況如下：

②1 褐黃色粉質粘土；②2 灰黃色粉質粘土；②3-1 灰色砂質粉土；②3-2 灰色砂質粉土；②3-3 灰色砂質粉土；④灰色淤泥質粘土；⑤1-1 褐灰色粉質粘土；⑤1-2 褐灰色粉質粘土；⑤2 灰色砂質粉土；⑤3 灰色粉質粘土；⑦2 灰色粉細砂；⑨2 青灰細中砂

1.3 地震液化

站址范圍內場地下20.00m 內分布有②3-1、②3-2、②3-3 層灰色砂質粉土，按照上海市工程建設規范《巖土工程勘察規范》（DGJ08-37-2012）中的相關公式進行計算和判別，②3-1、②3-2 層灰色砂質粉土屬中等液化土層，液化指數在13.21～26.74 之間，②3-3 層灰色砂質粉土屬不液化土層。

2 地基處理方案分析

2.1 巖土特性分析

本工程場地地基處理最主要的目的是解決②3-1、②3-2 層灰色砂質粉土的中等液化和②2 灰黃色粉質粘土、④灰色淤泥質粘土、⑤1-1 褐灰色粉質粘土的軟土問題。

2.2 軟弱下臥層驗算

3.2.1 軟弱下臥層承載力驗算

場地經地基處理后，②號土層均可作為建構筑物基礎持力層，持力層厚度h1約為18.5m，站內最大基礎寬度b 約為8m，由于h1/b=2.3>0.7，根據上海市《地基基礎設計規范》第5.2.4 條規定，h1/b>0.7 時不計下臥層影響，按持力層指標計算地基承載力。

3.2.2 軟弱下臥層變形驗算

地基變形主要包括加固區的變形量和軟弱下臥層的變形量，可采用規范推薦的復合模量法進行計算。

按照上海市《地基基礎設計規范》第5.3 節的規定，計算得出站內主要建構筑物的加固區變形、軟弱下臥層變形和最終變形。從計算結果得知，本工程可以不考慮軟弱下臥層變形的影響。

2.3 軟土與液化土地基處理方案

從上述分析可知，本工程地基處理主要是解決淺層軟土的地基承載力和砂質粉土的中等液化問題。結合軟土和液化土地基處理原則，可采用的措施有換土法、強夯法、深層振動加固法、注漿法和樁基礎法。

2.4 變電站地基處理方案優選

由于本工程液化土平均厚度達到11m，噪聲區劃為I 類，因此換土法和強夯法不適用于本工程。適合本工程的地基處理方案主要有深層振動加固法、注漿法、樁基礎法中的碎石樁、CFG 樁+碎石樁、布袋注漿樁和預應力管樁+壓密注漿等方案。

2.4.1 碎石樁

碎石樁是采用振沖或振動沉管等方式成孔，在孔內加填碎石回填料，制成密實的振沖樁。本工程擬采用振動沉管碎石樁，處理至液化土層深度下界，每邊超出基礎邊緣寬度不小于基礎底面下處理深度的1/2，并且不應小于5m。

經計算，碎石樁處理后，復合地基承載力特征值為91.8kPa，僅比②2 土層提高14.8%，不能滿足主要建構筑物基礎承載力和變形要求。

2.4.2 CFG 樁+碎石樁

CFG 樁即水泥粉煤灰碎石樁，是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和而成的高粘結強度樁。CFG 樁+碎石樁綜合了單一樁型復合地基的特長，既可發揮碎石樁處理液化地基的良好效果，又可通過CFG 樁提高地基承載力、控制沉降變形。

經CFG 樁+碎石樁處理后，復合地基承載力特征值為150kPa，比②2 土層提高87.5%，可以滿足主要建構筑物基礎承載力和變形要求，是一種可行的地基處理方法。

2.4.3 布袋注漿樁

布袋注漿樁是把漿液注入預先埋設于地基中的土工織物袋內，從而形成圓柱狀或葫蘆狀樁體，與土層組成復合地基。布袋注漿樁應處理至液化土層深度下界，每邊超出基礎邊緣寬度不小于基礎底面下處理深度的1/2，并且不應小于5m。初步設計時，可按照水泥攪拌樁的相關公式進行地基承載力計算。

2.4.4 預應力管樁+壓密注漿

液化地基采用樁基礎時，樁端進入液化土層以下的穩定土層不應小于1.5m 和2 倍樁徑的較大值。站內荷載較大或變形要求較高的建構筑物采用樁基礎，站內其它建構筑物采用壓密注漿處理，處理后地基承載力特征值不小于120kPa。

2.5 地基處理方案比較

本工程采用 CFG 樁+碎石樁、布袋注漿樁和預應力管樁+壓密注漿法處理軟土和液化土地基均可行，三種方法的綜合比較如表3.5-1 所示：

綜合技術經濟比較，本工程推薦采用CFG 樁+碎石樁。

3 結語

通過對XX 變電站地基處理方案的分析研究，得知多樁型復合地基具有眾多優點：內力均勻，以強帶弱，大大提高了天然地基的整體強度且承載力較高；整體均勻下沉，沉降及差異沉降較小；多種作用，單效削弱，發揮出各樁型的優勢特點；設計靈活，取長補短；相對單一型復合地基，沒有明顯增加施工工期和工藝的復雜程度等優點。具有良好的經濟效應和社會效益，建議在電力系統推廣應用。