某车站地基加固处理

蔡明生（广州地铁设计研究院有限公司,广州　510010）



某车站地基加固处理

蔡明生
（广州地铁设计研究院有限公司,广州510010）

摘 要：某车站内在DK251+154-DK257+327段的路基横断面内股道较多，该路段出现大面积软土地区，经验算单纯采用水泥搅拌桩加固地基时，成本较高，因此采用CFG桩的复合地基法进行加固，该地基处理方法对本车站软土地基有较好的稳定作用，能很好的控制沉降，工程效果好且经济合理。

关键词：软土地基；地基加固；CFG桩

1　工程概况

该项目位于丘陵地区，其横断面布置4～6股道，其中DK251+154～DK257+327段的填土为软土，且有丰富的地下水，埋深较浅，因此需对该段进行地基加固处理。

根据地质勘察报告，地基所处地下水主要是松散岩类孔隙水，地下水位埋深约为1.5m。地层土的性质为：第一层为灰黑色淤泥土，流塑态，承载力35kPa，属于二级普通土；第二层土为黄褐色粉质黏土，硬塑态，承载力160kPa，属于二级普通土；第三层土为灰黑色淤泥质粉黏土，软塑态，承载力85 kPa属于二级普通土；第四层土为黄褐色冲洪积粉土，饱和态，承载力170kPa，属于二级普通土。

2　地基处理原则

一般而言，软土抗剪强度由软土中的天然强度及由上部结构的附加荷载所引起的固结强度构成。填土覆盖在软土地基上，填土将产生固结，由此需要考虑填筑时的临界高度值和固结增长时的强度，以固结系数完成固结度的计算。在软土路堤的计算时，其安全系数应按双线的双荷载考虑，应大于1.15，在不考虑轨道及列车荷载时，其最小稳定安全系数应不小于1.2，如在考虑列车、轨道荷载时则要求不小于1.15，在考虑运架梁荷载时，更应不小于1.05，软土地基底部存在斜坡时，则应检算路堤沿软土下沿处的稳定，通过设计规程设计路基中的固结强度及天然强度，如存在基底斜坡时，还应验算路堤底部的滑动稳定性。对于本项目的软土处理，采取的处置措施为：对于较浅的软土，直接采用换填法，挖除软土部分，以砂土代替；对于土层较深的软土，大多采用以搅拌桩为主的复合地基加固法，如地基中有深度较深的硬层时，当施工困难时，复合地基加固时可以考虑CFG桩加固的方案。

3　地基加固措施

3.1稳定验算

对天然地基及其稳定性及沉降不符合要求的地基进行地基加固，如果经验算断面稳定性不满足要求，可以使用两层土工格栅及多向水泥搅拌桩加固，当桩长在2m以下时，进入硬层1 m后经验算沉降不符合规定，可以使用CFG桩进行加固，如果桩长在硬层的2m以上时，还需对采取复合地基加固措施后的边坡稳定性及地基的沉降进行验算。

DK251+154段的断面布置了6股道，其中两条是正线，两条是联络线，路堤高度是12.32m，路基填土基本性质：r=17kN/m3，c=25kPa，，车辆荷载及轨道荷载换算成土柱的高度是2.8m，宽度3.2m。

本断面布置6股道，左侧边坡稳定的验算只需考虑四个工况的超载，沉降验算需要考虑正线荷载，荷载布置为：工况1定位距离1.55m，分布宽度3.5m，超载值71kPa，不考虑沉降计算，考虑稳定计算；工况2定位距离是5.3m，分布宽度3.5m，超载值71kPa，不考虑沉降计算，考虑稳定计算；工况3定位距离是13.75m，分布宽度3.5m，超载值71kPa，考虑沉降计算，考虑稳定计算；工况4定位距离是18.65m，分布宽度3.5m，超载值71kPa，考虑沉降计算，考虑稳定计算。

对上述工况的计算采用如下计算方法：对于已超过两线的断面变形的计算时，只考虑正线及双线荷载，在两线断面的验算时一般的计算通常考虑一线荷载，计算地基沉降时以经验系数法分析其过程并做计算，对于主固结沉降一般使用压缩模量法，至于超载所产生的地基附加应力可以用三角棱体法（虚拟），在沉降计算时采用的分层厚度是50cm，以20%的应力比作为判断压缩层厚度的依据。另外，以复合地基的桩身压缩量法对所处地基的加固区进行固结沉降计算，在计算时还应综合考虑软土地基沉降时所导致的路堤增高值；上述四种工况的荷载起算时间是施载时的最后一级荷载施加完成时。

考虑超载时稳定计算结果，本次最终地基总沉降为0.57m，计算后不满足稳定要求，需要做加固处理。

3.2复合地基处理措施

经反复验算，在路基坡脚不稳定的范围内使用水泥搅拌桩、土工格栅等增加路基稳定性，路堤影响范围内以CFG桩增加稳定性，已达到控制地基沉降的位移在可控的范围。

两层的土工格栅离地高度是0.3m、0.4m，设计拉力值为130kN，滑动安全稳定系数1.183大于1.5。断面地层埋深以下为软土，软土之下是硬层结构，采用CFG桩的基本属性为：桩长为15.4m，间距1.7m。水泥搅拌桩的抗剪强度是350kPa，桩身强度为2.3MPa，经验算复合地基承载力为220kPa。

以CFG桩加固地基沉降，经计算，其最终地基总沉降为0.146m，小于0.2m，因此符合本区段设计区间的沉降规定。 在本断面地层中，其埋深为12.6m，其下为硬层结构，在桩长进入硬层2.2m， CFG桩的基本参数为：桩长为15.8m，间距为1.5m，单桩承载力大于320kN，复合地基的承载力大于180kPa。

4　结论

该车站内在同一横断面股道较多，且软土范围较广，经验算单纯采用水泥搅拌桩加固地基时，成本较高，因此采用CFG桩的复合地基法进行加固，经验算，该地基处理方法对本车站软土地基有较好的稳定作用，能很好的控制沉降，且经济合理。

参考文献：

[1]谈旭东,蔡志勇.南京城北污水处理系统软土地基的CFG桩处理[J].岩土工程界,2003(07):45-46.

[2]瞿峰.CFG桩复合地基处理在I:程中的应用[J].江苏科技信息,2009(06):12-15.

[3]赵云飞,王中亚.CFG桩长螺旋钻孔芯管泵料工艺的应用研究[J].四川水利,2009,03(06):23-25.

作者简介：蔡明生（1988-），男，广州人，硕士，助理工程师，主要从事：地铁车站的设计。

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