土层液化处理方案(上海设计院)

曹妃甸工业区1号路跨纳潮河综合管廊工程

项目编号：2007区186

土层液化处理方案

上海市政工程设计研究总院

SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN GENERAL INSTITUTE

2010年8月30日

目 录

一、工程概况 (2)

二、设计变更过程 (2)

三、地质概况 (4)

四、土层液化的危害 (5)

五、本次勘察液化土范围及处理方案 (7)

1）《衬砌圆环及盾心资料图》2008年11月，根据《综合管廊岩土工程勘察

报告（详细勘察阶段）》（河北道桥交通设计研究院有限公司，2008年04月，下称勘察报告一）设计，对液化土层的要求如下图2-1。

图2-1 《衬砌圆环及盾心资料图》中说明

2）《衬砌圆环及盾心资料图（A版）》2009年1月，根据《综合管廊岩土工程勘察砂土液化补充说明（详细勘察阶段）》（河北道桥交通设计研究院有限公司，2008年11月，下称勘察报告二）修改设计，对液化土层处理要求如图2-2。

图2-2 《衬砌圆环及盾心资料图（A版）》中说明3）《衬砌圆环及盾心资料图（B版）》2010年7月，由于原线路与已实施高压燃气管相碰，线路往西平移了35m。根据《岩土工程补充勘察报告》（河北道桥交通设计研究院有限公司，2009年10月，下称勘察报告三）设计，具体见第六节。

三、地质概况

3.1 液化地层总体描述

根据《岩土工程补充勘察报告》（河北道桥交通设计研究院有限公司，2009年10月），区间项目区的不良地质现象为砂土液化。逐孔采用标准贯入试验判别法进行判别，液化现象较为普遍，液化等级为轻微～严重。其中②2层粉砂基本全部液化，其它地层偶见液化。

本工程抗震设防烈度为7度第一组，设计基本地震加速度值为0.15g，特征周期0.55S。为建筑抗震不利地段。

建筑物抗震设防类别为乙类，建筑场地土类别Ⅲ类。

3.2 前两次勘察、设计中的地基液化问题

1）勘察报告一

勘察报告一中对液化的说明为：区间项目区的不良地质现象为砂土液化。逐孔采用标准贯入试验判别法进行判别，液化现象较为普遍，液化等级为轻微～严重。其中②2层粉砂基本全部液化，其它地层偶见液化，但对范围未有明确说明，经与相关单位沟通，进行补充后有了勘察报告二。

2）勘察报告二

勘察报告二中对液化描述如下：区间项目区的不良地质现象为砂土液化。逐孔采用标准贯入试验判别法进行判别，液化现象较为普遍，液化等级为轻微～严重。液化土层有②2层粉砂、②71层粉土和②12层细砂。其中②2层粉砂分布连续，厚度薄厚不均，基本全部液化；②71层粉土仅在ZK24、ZK34、ZK39号孔出露，呈透镜体状分布，厚度较薄，全部液化。②12层细砂仅在ZK27号孔出露，呈透镜体状分布，厚度较薄，液化。其它地层不液化。

根据该报告，隧道东线在钻孔号ZK24处②71 层土层全部液化，在钻孔号ZK27处②12 层土层全部液化，②2 层土层基本全部液化。隧道西线在钻孔号ZK34处②71 层土层全部液化，在钻孔号ZK39处②71 层土层全部液化，②2 层土层基本全部液化。钻及的②71层、在东、西线均呈透镜体状分布，厚度较薄，除②12层位于隧道中部位置外，②71层均位于隧道上方一定距离，②2层基本位于隧道上方，尽在东、西线南端头井处少量侵入隧道，隧道在该范围内最小覆土 6.5m。综上判断地基液化对隧道危害较小，要求施工时需根据实际情况加强二次注浆加固。

隧道线位调整后，根据勘察单位重新提供的勘察报告三修改设计详见下文介绍。

四、土层液化的危害

《建筑抗震设计规范》（2008局部修订）中，关于抗液化要求如下：

《构筑物抗震设计规范》中，关于抗液化要求如下：

《公路隧道设计细则》中要求“当隧道处于液化土层或软弱黏土层时，应采取措施防止地层液化、不均匀沉降以及震陷对结构的不利影响”。

本工程-综合管廊是生命线工程的主要部分，地震后管廊复位以及管廊破坏断面的修复相当困难，花费巨大，并且由于管廊本身的破坏会造成严重后果。相关试验研究以及震后调查结果表明，隧道周围存在范围较大的液化土层时，地震时结构有可能发生上浮，故有必要验算其抗浮稳定性，并在必要时对其采取抗浮

措施。隧道下部存在液化土层时，地震时液化的危害还有震陷，特别是不均匀震陷，需采取措施消除震陷的影响。

五、本次勘察液化土范围及处理方案

5.1 东线隧道

东线隧道在钻孔ZK129附近钻及下卧液化土层②7、ZK26附近钻及下卧液化土层②3。本工程采用二次注浆加固的方法达到全部或部分消除液化、达到隧道在地震时的抗浮要求。对于ZK26附近钻及下卧液化土层②3液化，还需消除隧道震陷的影响。

图5-1 东线隧道液化及加固范围

东线隧道在里程ZK0+948.526 ~ZK1+032.426范围内二次注浆范围为隧道拱顶120°，加固厚度约1.5m，如二次注浆加固范围示意图（一）所示。加固体强度要求：Ps≥5MPa。里程ZK0+844.105 ~ZK0+907.005范围内二次注浆范围为隧道周围360°，加固厚度约3.5m，如二次注浆加固范围示意图（二）所示。加固体强度要求：Ps≥5MPa。

图5-2 二次注浆加固范围示意图（一）

图5-3 二次注浆加固范围示意图（二）

5.2 西线隧道

西线隧道在钻孔ZK62钻及下卧液化土层②7。本工程采用二次注浆加固的方法达到全部或部分消除液化、达到隧道在地震时的抗浮要求。对于ZK62钻及下卧液化土层②7，还需消除隧道震陷的影响。

图5-4 西线隧道液化及加固范围

西线隧道在里程YK0+976.926 ~YK1+018.726范围内二次注浆范围为隧道拱顶120°，加固厚度约1.5m，如二次注浆加固范围示意图（一）所示。加固体强度要求：Ps≥5MPa。里程YK1+018.726 ~YK1+032.426范围内二次注浆范围为隧道周围360°，加固厚度约3.5m，如二次注浆加固范围示意图（二）所示。加固体强度要求：Ps≥5MPa。

5.3 加固参数

根据其他地区二次注浆经验，结合本工程特点，对二次注浆提出设计参数如