强夯联合真空排水在铁路集装箱场区地基处理中的应用.pdf

收稿日期22 作者简介 那同玲(5) ,女,年毕业于华中科技大学工民建专 业,高级工程师。 文章编号: 16727479(2010)03004102 强 夯 联 合 真 空 排 水 在 铁 路 集 装 箱 场 区 地 基 处 理 中 的 应 用 那同玲 (中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北武汉 430063) Application of Dynam ic Com paction Combi n i ng with Vacuum Dewater i ng i n Trea tment of Founda tion at Ra ilway Yard for Conta iners Na Tongling 摘 要 结合工程实例,介绍了软土地区集装箱场区地基采用强夯联合真空排水的地基处理方法。 根据场区工程地质条件、 技术要求、 通过不同地基加固方案经济比较确定该方案的可行性。此外,还介 绍了如何通过强夯、 真空排水试验,确定强夯及排水参数。 关键词 集装箱地基 地基处理 强夯法 真空排水 中图分类号: TU472 文献标识码: B 上海芦潮港铁路集装箱中心站位于上海市东南部 南汇区芦潮港镇。芦潮港铁路集装箱堆场区分为主箱 场区、 辅助箱场区、 维修箱区、 集卡走行区,面积约63 万m 2。主箱场区含铁路路基区 (铁路路基共4束8股 道)采用龙门吊作业方式;辅助箱场区采用正面吊作 业方式。主箱场箱区及辅助箱场区堆高4层,主箱场 区、 辅助箱场区为联锁块铺面,集卡走行区为沥青混凝 土铺面,其余为混凝土铺面。 1 场区工程地质慨况 场区地貌属河口、 沙嘴、 沙岛区,场地平坦、 开阔。 其地层从上至下为: (1)表层 广泛分布褐黄 灰色的 粉质黏土层 (- 1层),软塑;平均厚度212 m;含水量30%,IL= 0195、Es=4139 MPa、 承载力特征值80 kPa。 (2)灰黄 灰色砂质粉土层(- 3a层) ,松散,饱 和,平均厚度6160 m;含水量2210%3610%,IL= 016 0181、Es=41149186MPa、 承载力特征值100 kPa。 (3)灰色粉砂、 粉土层(- 3b层) ,呈稍密状,平 均厚度518m;含水量22%4114% ,IL= 01460178、 Es=81811115MPa、 承载力特征值100 kPa。 (4)灰色淤泥质黏土( 层),流塑,平均厚度9 m。 含水量4614% ,IL=1107、Es= 2119 MPa、 承载力特征 值50 kPa。 (5)粉质黏土( 层),硬塑,平均厚度3170m。含 水量2716% ,IL= 0149、Es=6147 MPa、 承载力特征值 180 kPa。 场区地层示意如图1所示。 图 场区地层示意 场地地下水位埋深一般为15。 14强夯联合真空排水在铁路集装箱场区地基处理中的应用:那同玲 : 2010 04 14 :19 72001 1 0m 2 设计要求及技术难度 211 设计要求 (1)地基承载力特征值和回弹模量 根据箱场区不同使用区域的要求,确定地基处理 分如下两种处理标准: 集装箱区域处理深度为8 m,处理后要求地基 承载力特征值 150 kPa,有效加固深度 6 m,回弹模 量 35MPa。 一般道路区域处理深度为5 m ,处理后要求地 基承载力特征值 120 kPa,有效加固深度 4 m,回弹 模量 25MPa。 (2)地基加固后工后沉降标准 根据 港口工程地基规范 ,强夯处理后,场区工 后沉降应小于30 cm。不均匀沉降小于1%。 212 技术难度 集装箱堆场区面积约63万m 2 ,地基处理面积大。 正面吊走行区、 集卡走行区及堆箱区等硬化铺面对地 基土承载力及回弹模量具一定要求,对地基土工后沉 降及不均匀沉降也有要求。根据本地区工程地质条 件,软塑的地基表层土承载力不满足要求,其地基土中 软塑的土、 松散的粉土及软土的分布均会使地基土压 缩产生沉降,需进行地基加固处理。如仅对地基表层 换填处理,由于处理深度有限,不能解决地基沉降问 题,且由于地下水位较高,更不宜挖除换填处理。因 此,为减少差异沉降及工后沉降,提高地基承载力,需 对地基深层处理。 根据本工程地质条件,首次在铁路集装箱堆场区 采用强夯联合真空排水新技术加固地基。强夯加固地 基以往是单独在填土或砂类土中采用较多。但在本工 程中,表层为软塑黏性土且地下水位高,强夯产生的孔 隙水压,使得强夯效果降低。强夯联合真空排水加固 地基,即在强夯前,先进行真空排水,降低地下水位,避 免地基土产生孔隙水压。因此,通过两种工程措施的 联合使用(即强夯联合真空排水),才能优势互补,取 得良好的处理效果。 3 主要技术方案比较 根据本场区地质条件,其地基表层212 m为软塑 粉质黏土层;其下为饱和粉土层,松散至稍密;下为软 土,埋深5。根据集装箱堆场受力特点,箱区的脚 点压力使得地基受力不均匀,应力向下扩散,至地表下 6,各脚点应力交汇,形成均布力。正面吊及集卡 道路50%70%的动应力在地表下35 m。因此,地 基处理应增加上部地层的密实度,提高地基承载力,减 少上部土层差异沉降。另外,由于软土埋深较大,附加 应力随地层深度增加而减弱。 311 砂井加超载预压与真空预压方案 砂井加超载预压方案,因上海地区取弃土困难,大 面积堆载预压不现实,其次施工工期长。另一方面,该 方案对地基表层承载力提高效果也不好;采用真空预 压,因地层上部有 - 3层粉砂粉土层,真空预压方案 预压效果不好。工程造价次之。 312 搅拌桩处理方案 根据本场区地质条件,工程造价最高。 313 强夯联合真空排水方案 上部粉质黏土、 黏质粉土层是强夯加固的主要地 层。采用强夯后,可增加上部地层的密实度,提高地基 承载力,减少上部土层差异沉降。经技术经济比较后采 用强夯较为合理。强夯联合真空排水加固地基措施,除 投资低以外,最主要是没有采用任何资源型加固材料, 减少了取弃土场对原生态环境的破坏等诸多因素。 4 强夯联合真空排水方案 上海芦潮港中心站场区地基处理设计通过理论计 算及工程方案比较,首次在大型集装箱场区采用强夯 联合真空排水加固地基新技术。即在强夯前,先进行 真空抽水。该方案:一是降低地下水位,避免地基土产 生孔隙水压;二是提高强夯夯击能,避免出现橡皮土。 三是抽水后强夯可固结土层。设计采用两降三夯+碾 压,强夯为每遍夯击35击,强夯单点夯击能为2 000 2 200 kNM,夯点间距45 m正方形布置,夯击次 数35击。真空排水则是将排水管按一定间距布置 (间距310 m410 m),埋深48m,利用真空泵抽水, 降低地下水位。对 - 3a层以上地层进行强夯处理, 强夯有效加固深度为6 m左右。 5 强夯联合真空降水试验设计及成果 采用强夯联合真空降水加固地基方案,根据初步确 定的强夯及真空排水参数,进行现场强夯及真空排水试 验,确定和优化大面积施工参数。 根据试验,选择合理的 降水方式、 最佳夯能、 夯击间距、 夯击间隔时间、 夯击次数 和遍数等夯击工艺和排水措施技术参数。试验结论: ( )低能量强夯结合振动碾压对6范围内 的土体均能起到不同程度的加固作用,对内土 体的加固效果尤为明显。 24铁 道 勘 察2010年第3期 1 m 7 m 10m 04 m (2)低能量强夯对68 m范围内土体的加固效 果不是十分显著,可认为本次试验所采用强夯能量级 的有效加固深度为6 m。 (3)载荷板试验结果表明,经过低能量强夯地基 加固后,地基承载力均大于150 kPa,达到了设计要求。 (4)单击夯能不宜过大也不能太小,过大易过度 破坏表层黏质粉土层的结构,过小则无法有效加固深 部土 体,根 据 本 次 测 试 结 果,第 一 遍 以800 1 000 kNm为佳,第二遍以14001 600 kNm为佳。 (5)综合分析各区加固效果,击数越多未必效果 越佳,适宜的击数应为12击。 (6)综合比较试验区所采用的三种不同布点方 式,以A1、B1、C1区所采用的4 m4 m小间距、 正方 形布点方式加固效果较好,也便于施工。 (7)不同降水方式对强夯加固效果的影响并不显 著,大面积施工时建议可采用A区的降水方式。 (8)各小区不同深度处的超孔压在强夯结束1 215 d后均可消散90%以上。 6 优化设计参数 通过试验对设计参数进行了合理调整。即两降三 夯+碾压 调整 为 两降两 夯;单 击夯 能由2 000 2 200 kNm调整为:第一遍以1 000 kNm为佳,第二 遍以1 600 kNm为 佳。河 沟 地 段 增 加 预 夯 2 000 kNm,夯点间距4 m;夯击次数由35击调整 为2击,排水管间距布置由间距315 m410 m,埋深4 8 m,调整为间距210 m610 m,埋深47 m。通过 试验确定强夯及排水参数,优化了设计参数。减少投 资513万元。 7 结束语 2005年9月上海芦潮港铁路集装箱中心站全部 建成,同年11月通过上海铁路局初验委员会验收并开 通试运营。强夯联合真空排水加固地基措施既提高地 基表层承载力,又可固结地基上部土层,解决了地基土 不均匀沉降,适合地下水位高的软土地区,也为以后该 地区同类工程施工提供宝贵经验。 参考文献 1 GJ792002 建筑地基处理规范 S T 5 港口工程地基规范 S 3 T B 铁路工程地质勘察规范 S G B5 岩土工程勘察规范 S 收稿日期: 2010204216 作者简介:姚建伟(1973) ,男, 1996年毕业于中国地质大学水文地质 与工程地质专业,高级工程师。 文章编号: 16727479(2010)03004303 长 沙 劳 动 路 湘 江 隧 道 方 案 的 地 质 论 证 姚建伟 (中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北武汉 430063) Geologica lDemonstration on Program for Xi angji ang River Tunnel under Labor Road a t Changsha C ity Yao Jianwei 摘 要 长沙劳动路湘江隧道是正在勘察设计的城市交通过江的主要方案。对湘江隧道的工程地 质及水文地质条件进行了分析,并分明挖段和暗挖段,结合隧道施工方法,对隧道修建过程中可能遇见 的涌水、 坍塌、 江水倒灌等灾害地质及环境地质问题进行了研究,从地质角度对穿越湘江通道方案进行 了评价,给出了湘江隧道地质勘察中应注意的问题,提出应慎重采用隧道方案,并提出相应建议。 关键词 湘江隧道 工程地质条件 地质灾害 方案评价 中图分类号: U45211 + 1 文献标识码: B 1 概述 长沙城市道路现状已经制约了城市的发展,瓶颈 34长沙劳动路湘江隧道方案的地质论证:姚建伟 2J J2 0 - 980 100122001 400212001