道路液化土地基处理问题研究

普海清

【摘 要】 道路液化土地基处理是道路施工工程中常遇到的问题，本文采取实例研究的方法，以耿马县孟定新城大道为例，对道路液化土地基处理方法进行了研究。

【关键词】 道路 液化土地基

耿马县孟定新城大道线广泛分布松软的可液化土地基淤泥、淤泥质土等软土地基，消除可液化地基对工程的潜在危害及提高软土地基强度是工程一项重要任务。在工程沿线选取代表性的地段进行了不同处理方法的试验研究，为工程设计、施工提供了可靠的依据及经验。

1.地区基本情况

新城大道位于临沧市耿马县孟定镇城西，场地现均为农田，地形平缓，坡度多在3度以内，各勘探点的孔口地面高程介于482.20～485.90m之间，高差仅为3.70m，地形北高南低。场地地貌为冲积小盆地地貌单元。

2.地基土情况

2.1 试验段物理力学特性

通过实地勘测，场地地基土由第①1层耕土（Q4ml）、①2层淤泥（Q4ml）、第②1层湖积的粘土层（Q4l）、第②2层湖积的粉土（Q4l）及③1层冲洪积的粗砂（Q4al+pl）、③2层冲洪积的圆砾（Q4al+pl）组成， 根据对钻探岩芯的现场观察、钻孔内的原位标准贯入测试成果，结合所取土试样的室内试验资料综合分析，现将以上各土层的主要物理力学指标列入（表1）：

2.2 地基土液化情况

纵观整个场地，勘察深度范围内的场地地基土由第①1层耕土（Q4ml）、①2层淤泥（Q4ml）、第②1层湖积的粘土层（Q4l）、第②2层湖积的粉土（Q4l）及③1层冲洪积的粗砂（Q4al+pl）、③2层冲洪积的圆砾及卵石（Q4al+pl）组成，地基土种类单一，地质条件简单。根据钻孔内原位标准贯入测试、室内土工试验结果，现将场地内地基液化土层的工程特性评述如下：

②2层粉土呈稍密状态，摇震反应轻微～中等，液性指数IW平均值为0.77，仅在嘎孟召路以西有分布，钻孔揭露范围为ZK1～ZK32，该层在场地中具中等～严重液化等级。

③1层粗砂呈中密～密实状态。标准贯入试验实测锤击数N=5～11击，平均锤击数N=5.4击。该层具有中等～高压缩性。其力学性质一般，地基承载力一般。该层埋深及厚度的变化均不大，分布较广，该层具中等～严重液化等级。

3.液化土地基处理

液化地基处理的基本原则就是提高土层密实度和改善排除孔隙水的条件，增大其透水性。从而提高其抗液化的能力。地基处理主要采用强夯、碎石桩和换填法。

3.1 采取强夯施工

本路段强夯主要有两种类型的机械，一种是起重能力50t的履带吊配18～20t的铸铁夯锤；另一种是20～25t起重能力的吊机配16～20t的夯锤；这种夯机吊臂顶上须配辅助门架。因此，每个夯点须移一次吊机，而且移动速度慢，效率较低。相比较使用大吨位吊移动方便，移一次机可打3～4个夯点，效率要比带辅助门架的夯机高出近1倍。

该地区表面固结较好的土层只有0.5m左右，原设计没有设置垫层，机械震动很容易引起表面破坏和地基液化冒浆，承载力下降，机械下陷行进困难，同时夯坑过深起锤困难。根据试验段总结的经验，设计增加了强夯碎石垫层。？垫层的作用主要是：支承强夯机械的行走；形成应力扩散层，利与夯击能的传播；利于表层水的排除；加大夯坑底与地下水位之间的距离，避免夯坑翻浆。

3.2 采取碎石桩施工

清理平整施工场地，铺设垫层（碎石），测量标高，桩位放样，桩机就位、调整垂直度，振动下沉桩管至设计深度，稍上提桩管，使桩管端头活瓣桩尖打开，同时破坏桩尖外壁真空以利桩管拔起。停止振动，立即从第一投料口首次投料。投料量当桩管为377mm时，为设计投料的50%，426mm时为64%。启振，边提升桩管边振动，并进行3～5次振动反插，至管内碎石全部投出。提升和反插速度要均匀。开启第二投料口（在桩管约1/2位置），进行第二次投料至灌满桩管。振动反插2～3次至料全部投出。反插深度不超过1/2桩长。在孔口进行第三次补料，振动反插2～4次至全部设计用料投出。总反插次数不少于12次，碎石灌入量每延米不小于0.224m3。

3.3 采取换算法对液化路基处理建议

采取换填法对液化路基进行处理，结合地勘显示粉土液化层厚度在1.5m至2.5m左右，处于地表下4米范围内考虑部分换填挤密加强粉土液化层稳定性的方式进行设计。清表0.6m后，再往下换填1.5m砂石料（当地材料），其中在铺筑0.5m砂石料（当地材料）后铺设三层加筋土工格栅，每层之间相隔0.5m，每层必须压实，之后铺0.5m毛石及0.5砂石料（当地材料），再施工路基回填土至路基标高。土工格栅采用高强钢塑双向（纵横）土工格栅，双向极限抗拉力≥50kN/m。

3.4 路基、简支梁桥、混凝土管涵基础型式建议

地基土中的②2粉土、③1粗砂具中等～严重液化等级，路基部分由于路堤高度普遍小于3m，建议在路堤底部设置排水通道和土工格栅来增强路堤的稳定性。圆管涵及简支梁桥，基础形式建议采用人工挖孔桩基础，桩端穿越液化土层。

根据拟建道路的结构、荷载及场地的地形地貌、地基土特征，场地地基土除①1层耕土、①2层流塑状淤泥土不宜作为道路路基外，其余各土层均可作为拟建道路的路基使用，若以②1层粘土作为路基持力层，建议道路施工前先清除①1层耕土及①2层流塑状淤泥，然后再填筑毛石对②1层粘土挤密后再进行回填路基。由于路堤高度普遍小于3m，不必对液化地基土进行专项处理，但应在回填路基前在②1层粘土表面铺设一定厚度的公分石形成排水通道，以便地震时疏散液化土中的孔隙水，同时在公分石上铺设土工格栅来增强路基的整体稳定性。

采用人工挖孔桩基础，桩端穿越液化土层，以③2层圆砾作为基础持力层，并嵌入持力层一定深度。人工挖孔桩的设计参数见下表2：

4 结语

液化土地基的处理种类多样，而且与实际工程接触紧密，我们必须选用最科学和最接近实际的计算方法对液化土地基进行判别并按液化等级做好相应的处理，并在实际工程中多积累经验和吸取教训，对现有的计算方法进行完善。

参考文献

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[2] 邵琪，唐小微，李宏. 液化砂土地基侧向流动对群桩作用的数值分析[J].建筑科学，2012，（S1）：16-19+28