淺論濕陷性黃土隧道基底加固處理技術(shù)研究

1、<p>　　淺論濕陷性黃土隧道基底加固處理技術(shù)研究</p><p>　　摘 要：濕陷性黃土是指在200kpa壓力下,浸水在核試驗(yàn)的濕陷量與承壓板寬度之比大于0.023的黃土。在受壓狀態(tài)下,常造成地基下沉等風(fēng)險(xiǎn)。黃土的濕陷性有自重濕陷和非自重濕陷兩類(lèi)。在我國(guó)60%以上的黃土地區(qū)為濕陷性黃土,而且大多出現(xiàn)在地表淺層,黃土地基的濕陷性特征會(huì)給即將修建的結(jié)構(gòu)物帶來(lái)不同程度的危害,可能會(huì)使結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)大幅度的沉降、

2、裂縫、傾斜、甚至影響其安全和壽命。因而,必須對(duì)其進(jìn)行處理后方可使用。另外濕陷性黃土隧道多位黃土土質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松，孔隙、垂直節(jié)理發(fā)育，地基承載力不高，具有濕陷性，在遇水侵蝕或較大荷載的作用下，隧道則產(chǎn)生較大沉降。其基底承載力很難滿足要求，通常需對(duì)基底進(jìn)行加固處理，濕陷性黃土隧道基底處理常用的方法有水泥擠密樁和樹(shù)根樁等。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：黃土；濕陷性；隧道 </p><p>　　中圖

3、分類(lèi)號(hào)： U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　1 概述 </b></p><p>　　黃土狀的濕陷性對(duì)挖方渠段影響不大,可不考慮遂道的濕陷變形問(wèn)題。濕陷性黃土的地基處理中,有強(qiáng)夯,灰土樁,灰土墊層,一般用強(qiáng)夯或灰土樁來(lái)消除全部濕陷性,如果濕陷性黃土土層淺,也可用灰土墊層隧道穿越濕陷性黃土地區(qū)，由于濕陷性黃土的特殊力學(xué)性質(zhì)，基底的承載力通常較難滿足結(jié)構(gòu)

4、的受力要求，建成后的隧道往往產(chǎn)生較大的基底變形，基底變形除壓縮變形外，更大的變形是濕陷變形，在隧道使用期內(nèi)如不對(duì)基底加固加上周?chē)h(huán)境的變化，必將會(huì)使隧道基礎(chǔ)發(fā)生較大的濕陷變形，致使襯砌結(jié)構(gòu)環(huán)、縱向開(kāi)裂等較為嚴(yán)重的病害，直接威脅到隧道的運(yùn)營(yíng)安全。為保證隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，積極探索出一條針對(duì)風(fēng)積砂、黃土類(lèi)地質(zhì)條件下的隧道基底加固技術(shù)顯得具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義?？傊?，隧道基底的濕陷變形不是以建筑物的類(lèi)型確定，而是由黃土濕陷特性所決定，為保證運(yùn)

5、營(yíng)安全必須對(duì)黃土隧道洞口具有濕陷性的黃土地段的基底進(jìn)行有效處理。 </p><p>　　2 濕陷性黃土隧道基底處理原則 </p><p>　　根據(jù)濕陷性黃土的工程特性和濕陷性黃土地區(qū)地基處理的經(jīng)驗(yàn)，濕陷性黃土隧道基底處理的原則：內(nèi)外兼顧，先保護(hù)后加固。水是造成黃土濕陷變形的主要因素。濕陷性黃土隧道地基處理方案的設(shè)計(jì)，首先要考慮水對(duì)濕陷性黃土的影響，必須做好隧道工程的系統(tǒng)排水與防水問(wèn)題；其次

6、就是做好濕陷性黃土地基土的處理工作，增加地基承載力。對(duì)黃土而言，進(jìn)行地基處理的目的是改善土的工程性質(zhì)，減少土壤的滲透性，壓縮性，控制濕陷性的發(fā)生。通過(guò)換土或加密等各種基底處理方法加固濕陷性黃土隧道基底，或者是消除隧道基底的全部濕陷量，使處理后的基底變?yōu)椴痪哂袧裣菪?；或者是消除基底的部分濕陷量，減小原有基底的總濕陷量，控制下部未處理地層的濕陷量不超過(guò)規(guī)范規(guī)定的數(shù)值。 </p><p>　　3 濕陷性黃土隧道基底加固

7、處理技術(shù) </p><p>　　多數(shù)濕陷性黃土隧道通過(guò)的地層為第四紀(jì)松散風(fēng)積粉細(xì)砂和沖積黃土質(zhì)粘砂土（新黃土），垂直節(jié)理發(fā)育隧底自重濕陷性黃土層很厚，地層基本承載力低，圍巖條件非常差。按《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，應(yīng)用荷載――結(jié)構(gòu)模型計(jì)算，底板所受的壓力亦即基底應(yīng)具有承載力，計(jì)算得出了隧道基底所需承載力，與原地基承載力進(jìn)行比較，多數(shù)濕陷性黃土隧道在墻拱腳及仰拱區(qū)域的地基承載力不能滿足隧道基底所需的承載力。得出現(xiàn)有地

8、基不滿足滿足隧道修建要求的結(jié)論，必須對(duì)該區(qū)域隧道地基進(jìn)行加固處理。 </p><p>　　就濕陷性黃土地基處理而言，我國(guó)有較為成熟的技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，主要的處理方法有：碾壓、換填、強(qiáng)夯、動(dòng)力/振動(dòng)擠密樁、靜力擠密（預(yù)制）樁、CFG樁、注漿、高壓灌漿、高壓旋噴樁等。這些方法是在隧道以外的土木工程中形成，并得到廣泛的應(yīng)用，但尚缺乏在隧道開(kāi)挖后洞內(nèi)處理實(shí)施的實(shí)例。濕陷性黃土隧道基底處理施工場(chǎng)地受隧道掌子面開(kāi)挖的影響和洞室

9、的限制，斷面開(kāi)挖一斷面穩(wěn)定一基底加固一開(kāi)挖面支護(hù)之間在時(shí)間上和空間上的相互影響和干擾。濕陷性黃土隧道基底處理常用的方法有水泥擠密樁和樹(shù)根樁等。 </p><p>　　水泥擠密樁是濕陷黃土隧道基底處理方法中比較常用的方法之一。水泥土擠密樁的樁體變形模量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于樁間土的變形模量及樁間土側(cè)向約束作用，地基承受荷載一半由水泥土擠密樁承擔(dān)，從而降低樁間土的應(yīng)力，限制土的側(cè)向移動(dòng)，使地基更加穩(wěn)定，不受荷載的影響。施工前進(jìn)行土

10、方、成孔、夯填和擠密效果試驗(yàn)，確定有關(guān)施工技術(shù)參數(shù)，并對(duì)試樁進(jìn)行測(cè)試承載力和擠密效果等。試樁數(shù)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求且不得少于14根。通過(guò)試樁確定水泥土擠密樁施工作業(yè)的工藝流程、人員組織、設(shè)備選型和操作要點(diǎn)以及相應(yīng)的施工技術(shù)參數(shù)，明確工藝標(biāo)準(zhǔn)和施工配合比，并根據(jù)樁體質(zhì)量、樁間土擠密系數(shù)和濕陷性指標(biāo)以及地基承載力等試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證復(fù)合地基的處理效果，為優(yōu)化設(shè)計(jì)及施工作業(yè)控制提供依據(jù)。確定原裝土的各種參數(shù)，如最大干密度、有機(jī)質(zhì)含量、含水量等重要數(shù)據(jù)。

11、施工前應(yīng)先進(jìn)行工藝試驗(yàn)性施工，確定施工控制參數(shù)，同時(shí)要嚴(yán)格操作工藝，確保水泥土在初凝時(shí)間內(nèi)完成拌和及回填。嚴(yán)禁使用過(guò)時(shí)、過(guò)夜水泥土。對(duì)已成好的孔要及時(shí)回填夯實(shí)，不得長(zhǎng)時(shí)間空孔放置。濕陷性黃土由于其大孔隙性和欠壓密性而具有濕陷性。水泥擠密樁就是夯擊擠密消除其大孔隙進(jìn)而消除濕陷性，并對(duì)地基起一定的加筋作用。樁錘夯</p><p>　　樹(shù)根樁是一種小型鉆孔灌注樁。樹(shù)根樁是采用鉆機(jī)在地基中成孔，放入鋼筋或鋼筋籠，采用壓力

12、通過(guò)注漿管向孔中注入水泥漿或水泥砂漿，形成小直徑的鉆孔灌注樁。由于采用小型鉆機(jī)施工，可在土中以不同的傾斜角度成孔，從而形成豎直的和傾斜的樁，用于加層改造工程的地基加固、在既有建筑物下施工地下隧道時(shí)對(duì)既有建筑物基礎(chǔ)的托換，或用于作為邊坡上建筑物以及碼頭下提高地基承載力和邊坡穩(wěn)定性。樹(shù)根樁的直徑宜為150～300mm，樁長(zhǎng)不宜超過(guò)30m，樁的布置可采用直樁型或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)斜樁型。 </p><p>　　樹(shù)根樁法適用于淤泥

13、、淤泥質(zhì)土、黏性土、粉土、砂土、碎石土、黃土和人工填土等地基土上既有建筑的修復(fù)和增層、古建筑的整修、地下鐵道的穿越等加固工程。 </p><p>　　它是利用鉆機(jī)鉆孔到設(shè)計(jì)深度，然后放入鋼筋籠、碎石和注漿管，再用壓力灌注水泥漿或水泥砂漿的辦法制成的鋼筋混凝土樁。布樁方式可采用垂直、傾斜設(shè)置，也可采用網(wǎng)狀如樹(shù)根狀布置，故稱為樹(shù)根樁。樹(shù)根樁憑借其承載力高，沉降量與擾動(dòng)范圍小，施工方便，經(jīng)濟(jì)合理等優(yōu)點(diǎn)，在既有建筑物的修

14、復(fù)和加層、古建筑的整修、地下鐵道穿越、橋梁工程等各類(lèi)地基的處理與基礎(chǔ)加固，以及增強(qiáng)土坡或巖坡的穩(wěn)定性等工程中有著廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，樹(shù)根樁在隧道基底的加固中開(kāi)始嘗試應(yīng)用，樹(shù)根樁施工技術(shù)可以在狹小的施工作業(yè)空間內(nèi)最大限度減少開(kāi)挖對(duì)隧道洞身地層的擾動(dòng)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]賈迎澤.夯擴(kuò)擠密水泥樁土的實(shí)踐與探討[J].

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