傅輝云

（寧波市水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，浙江寧波　315192）

淺談軟弱地基復(fù)雜地質(zhì)層堤防基礎(chǔ)處理辦法

傅輝云

（寧波市水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，浙江寧波315192）

本文針對(duì)沿海地區(qū)城市堤防深層軟土地基頂部覆蓋雜填土的地質(zhì)特點(diǎn)，通過實(shí)際工程案例，經(jīng)技術(shù)比較與分析計(jì)算，確定堤防工程基礎(chǔ)處理方式，為類似工程的設(shè)計(jì)工作提供參考。

軟土復(fù)雜地基；基礎(chǔ)處理；高壓旋噴樁；復(fù)合地基

沿海地區(qū)地基土的主要特點(diǎn)為含水率高、孔隙比大、抗剪強(qiáng)度低、壓縮系數(shù)高，目前軟土地基上堤防工程的地基處理方式基本為采用水泥攪拌樁，成功工程案例較多。然而，沿海地區(qū)的城市堤防因受人類活動(dòng)影響，原狀地基上覆蓋較厚的雜填土，雜填土中主要由黏性土、碎石、塊石及一些建筑垃圾等組成，成分復(fù)雜且極不均勻，該類土層較厚，清除困難，且無法通過水泥攪拌樁進(jìn)行加固處理。本文針對(duì)此類地基特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際工程案例，闡述高壓旋噴樁加固此類地基的可行性，供類似工程參考。

1　工程概況

奉化江堤防改建工程，堤防級(jí)別2級(jí)，防洪（潮）標(biāo)準(zhǔn)100年一遇，設(shè)計(jì)洪水位3.53m（1985國家高程基準(zhǔn)，下同）。

防洪堤采用堤岸分離的二線制，岸墻采用C20混凝土灌砌石擋墻，墻頂標(biāo)高2.65m，墻前采用拋石護(hù)腳厚1m，后方設(shè) C25鋼筋混凝土防洪墻，墻頂標(biāo)高4.33m，防洪堤與岸墻之間進(jìn)行景觀綠化處理，堤防后方坡腳外為城市市政道路。防洪堤標(biāo)準(zhǔn)斷面見下頁圖。

地質(zhì)情況:堤防表層有2.3～5.5m雜填土，雜填土主要由黏土、碎石及一些建筑垃圾組成，成分復(fù)雜且極不均勻，下部有較厚的淤泥質(zhì)土，淤泥質(zhì)土為高壓縮、低強(qiáng)度的軟土，是該段堤防岸坡穩(wěn)定的主要控制層。

防洪堤標(biāo)準(zhǔn)斷面圖

2　基礎(chǔ)處理方案的選擇

通過計(jì)算可知，若不進(jìn)行地基處理，堤防抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)無法達(dá)到規(guī)范要求，存在滑坡風(fēng)險(xiǎn)，須進(jìn)行地基處理才能保證堤防施工期及運(yùn)行期的安全。

對(duì)于淤泥層地基，常采用水泥攪拌樁方案，因該工程上部覆蓋較厚的雜填土層，水泥攪拌樁無法實(shí)施，因此，結(jié)合堤防結(jié)構(gòu)，初步擬定高壓旋噴樁及鉆孔灌注樁處理方式進(jìn)行比選。

2.1高壓旋噴樁方案

高壓旋噴樁是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液或水、空氣成為20～40MPa的高壓射流從噴嘴中噴射出來，沖切、擾動(dòng)、破壞土體，同時(shí)鉆桿以一定速度逐漸提升，將漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個(gè)圓柱狀固結(jié)體，根據(jù)噴射方法的不同，噴射注漿可分為單管法、二重管法和三重管法［4］。高壓旋噴樁對(duì)淤泥、淤泥質(zhì)土及雜填土等具有很好的適用性，且施工技術(shù)成熟，機(jī)械荷載較小。

2.2鉆孔灌注樁方案

灌注樁是直接在樁位用機(jī)械或人工方法就地成孔后，在孔內(nèi)下設(shè)鋼筋籠和澆注混凝土形成樁基礎(chǔ)，施工技術(shù)成熟，施工機(jī)械相對(duì)簡單且荷載小，但施工速度較慢，且施工過程中產(chǎn)生較多的泥漿，對(duì)環(huán)境有一定影響。

結(jié)合該工程工期緊的特點(diǎn)，兼顧工程造價(jià)，故采用高壓旋噴樁作為堤防基礎(chǔ)處理的推薦方案。

3　高壓旋噴樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)

3.1高壓旋噴樁平面布置及技術(shù)要求

結(jié)合岸墻地基應(yīng)力分布特點(diǎn)及工程地質(zhì)條件，該次高壓旋噴樁采用格柵狀布置型式，高壓旋噴樁樁徑選用φ700，采用強(qiáng)度等級(jí)為42.5的普通硅酸鹽水泥，水泥摻量為25%，粉煤灰摻量為水泥量的30%，水灰比為0.8～1.2，采用雙重管法施工。

3.2地基土的物理力學(xué)指標(biāo)

根據(jù)地勘資料，該工程地基基本以軟黏土為主，具有高度敏感性，具體物理力學(xué)指標(biāo)見表1。

表1　土層物理力學(xué)指標(biāo)

3.3復(fù)合地基的置換率

復(fù)合地基的置換率按式（1）［2］計(jì)算:

式中fspk——復(fù)合地基承載力特征值，計(jì)算得255.1kPa；

b——樁間土承載力折減系數(shù)，取0.75；

fsk——處理后樁間土的承載力特征值，可取天然地基承載力特征值（70kPa）；

Ra——單樁豎向承載力特征值，計(jì)算得

115.4kN。

經(jīng)計(jì)算得，m=81.8%。

3.4防洪堤整體穩(wěn)定計(jì)算

a.復(fù)合土層計(jì)算參數(shù)按式（2）［1］、式（3）［1］計(jì)算:

式中fsp、Csp——復(fù)合土層內(nèi)摩擦角、黏聚力；

fp、Cp——水泥加固土內(nèi)摩擦角、黏聚力，取

fp=0，Cp=90kPa；

fs、Cs——樁間土的內(nèi)摩擦角、黏聚力；m——面積置換率。

根據(jù)式（2）、式（3）計(jì)算，Ⅱ1淤泥質(zhì)黏土復(fù)合層fsp=9.4°，Csp=75.5kPa；Ⅱ2淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土復(fù)合層fsp=13.3°，Csp=75.8kPa；Ⅱ3淤泥質(zhì)黏土復(fù)合層fsp= 7.2°，Csp=75.0kPa；Ⅳ粉質(zhì)黏土復(fù)合層fsp=26.4°，Csp=75.7kPa。

b.設(shè)計(jì)計(jì)算工況。土堤抗滑穩(wěn)定計(jì)算分為正常運(yùn)行和非常運(yùn)行兩種，根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50286—2013）［3］，正常運(yùn)行條件下抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K≥1.25（瑞典圓弧法），非常運(yùn)行條件下抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K≥1.15（瑞典圓弧法）。

正常運(yùn)行期:?設(shè)計(jì)洪水位下穩(wěn)定滲流期或不穩(wěn)定滲流期的背水側(cè)堤坡；?設(shè)計(jì)洪水位（設(shè)計(jì)水位）驟降至常水位時(shí)臨水側(cè)堤坡。

非常運(yùn)行期:施工期的臨水、背水側(cè)堤坡。

設(shè)計(jì)斷面選取最不利斷面作為堤防穩(wěn)定計(jì)算典型斷面。

c.計(jì)算結(jié)論。堤防抗滑穩(wěn)定計(jì)算，采用河海大學(xué)AutoBank7.04進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算方法為瑞典圓弧滑動(dòng)法，其中工況一、工況二為有效應(yīng)力法，工況三為總應(yīng)力法。計(jì)算結(jié)果見表2。

4　鉆孔取芯檢測結(jié)論

現(xiàn)場試樁后進(jìn)行取芯檢測，芯樣進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表3。

表3　水泥攪拌樁復(fù)合地基指標(biāo)計(jì)算成果

根據(jù)檢測結(jié)果，樁身均勻，上下強(qiáng)度相差不大，表明采用高壓旋噴灌漿后提高了基礎(chǔ)的密度，降低了含水量，大幅度提高了軟基的抗剪斷強(qiáng)度［5］，能夠很好地滿足設(shè)計(jì)要求。

5　結(jié)語

高壓旋噴樁基礎(chǔ)處理辦法具有施工簡單、工期短、設(shè)備小、操作靈活等優(yōu)勢(shì)，能夠較好地適應(yīng)復(fù)雜的施工及地質(zhì)環(huán)境，此基礎(chǔ)處理辦法在該工程中的成功運(yùn)用，為處理淺層復(fù)雜地質(zhì)的深層軟土地基具有很好的指導(dǎo)意義?！?/p>

［1］JGJ 79—2012建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2012.

［2］DL/T 5425—2009深層攪拌法技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國電力出版社，2009.

［3］GB 50286—2013堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國計(jì)劃出版社，2013.

［4］龔曉南.地基處理手冊(cè)［M］.3版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008.

［5］張健，李仁剛，李翔.淺析高壓旋噴樁在軟基渠道扶壁的應(yīng)用［J］.水利建設(shè)與管理，2014（4）.

On dyke foundation treatment method of soft foundation complex geological layer

FU Huiyun
（Ningbo Water Resources and Hydropower Planning and Design Institute，Ningbo 315192，China）

In the paper，treatment mode of dyke project foundation is determined through technical comparison and analysis calculation from actual project case aiming at geological features of miscellaneous fill soil covered at the top of dyke deep soft soil foundation in coastal cities，thereby providing reference for designing similar projects.

soft soil complex foundation；foundation treatment；high pressure jet grouting pile；complex foundation

TV223

B

1005-4774（2016）05-0009-03

10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.05.003