复合地基处理方案

地基处理方案

7.1.5工程地质条件

1、地形地貌

拟建场地位于合肥市新桥机场西北部。为新桥机场一期建设时的弃土区，场地局部有低凹，其中场地中间分布填土较厚。实测勘探孔孔口高程在58.53～66.49m之间，最大高差7.96m。场地地貌单元属江淮丘陵岗地微地貌，微地貌为坳沟。

2、地基土的构成与特征

根据勘察单位提供的地勘资料，拟建场地内地基土构成层序自上而下为：

①层素填土（Q ml）：杂色，湿，成分主要为黏性土，松散~稍密，土质不均匀，下部局部含有淤泥、耕土及植物根系。该层性质较差，具有高压缩性和湿陷性。本层厚度变化较大，层厚0.60～15.70m，层底标高48.05～60.19m。其单桥静探Ps平均值为1.557MPa。路基干湿类型为湿。

②层黏土（Q3al+pl ）：褐黄色、灰黄、棕色，可塑～硬塑（硬塑状为主），稍湿，含氧化物、高岭土及铁锰氧化物，无摇振反应，断面光滑有光泽，干强度高等，韧性高。分布普遍。未钻穿，最大揭露厚度14.70m。其单桥静探Ps平均值为5.061MPa。路基干湿类型为中湿。

③层强风化泥质砂岩（K）：棕红色，原岩风化呈土状，含长石、云母, 偶见砂质泥岩，浸水易散，手可捏碎、泥质胶结，胶结较差，钻进进尺快。该层在35#、48#号钻孔有揭露，层厚2.50～5.40m；层顶埋深18.60～21.50m；层顶高程44.19～46.44m。标准贯入试验实测击数44～64击，平均54击。

3、主要工程地质问题

根据本次地勘单位提供的拟建场区的地勘资料分析，该场地不良地质作用主要为软弱土：为局部素填土过厚及淤泥质土。该场地无构造活动断裂带、古河道、暗塘、人工洞穴，也不存在崩塌、滑坡、泥石流、塌陷、地面沉降等对工程有影响的不良地质作用。拟建场地内特殊性岩土主要为素填土、淤泥质粉质黏土土和膨胀土。

分述如下：

（1）素填土：杂色，湿，成分主要为黏性土，松散，土质不均匀，局部厚度较大，下部局部含有淤泥、耕土及植物根系。据调查，堆填时间少于5年，属欠固结土，层厚0.60～15.70m，土的均匀性和密实度差，力学性质差，未经处理不可直接作为基础持力层。

（2）膨胀土：根据自由膨胀性试验，本场地的②层黏土自由膨胀率在45～55%之间，属弱膨胀性潜势。可判定该场地为弱膨胀土场地。胀缩等级为Ⅱ级（地区经验）。

4、地基处理方式的选取

根据场区地基土的构成与特征以及存在的主要工程地质问题，认为本次工程应进行深层地基处理。通过深层地基处理基本完成工程荷载作用下的预期沉降，从而减少工后沉降的发生，同时提高地基的承载力和稳定性。目前在民用机场飞行区场道工程中，深层地基处理采用的主要方法有堆载预压法、真空预压法和深层搅拌桩法等。

由于本次工程的施工是在不停航条件下进行，为保障飞机的起降安全，认为本次工程与现有平行滑行道和站坪相接的新建站坪、新建联络道不适合采用堆载预压地基处理方式；而真空预压处理方式受土面区平整度要求限制较大，同时在合肥新桥机场缺少设计、施工经验，为此本工程区域采用水泥搅拌桩地基处理方式。

水泥搅拌桩是适用于加固饱和粘性土和粉性土等地基的一种方法。它是利用水泥浆等材料作为固化剂通过特制的深层搅拌机械，就地将软土和固化剂强制搅拌，使软土硬结成为具有整体性、水稳性和一定强度的水泥土桩，从而提高地基的强度和变形模量，减小地基的沉降变形。

采用水泥搅拌桩法存在搅拌桩机械高度超净空的问题，需要在夜间停航后进行施工操作。

5、水泥搅拌桩法简介

水泥搅拌桩法是适用于加固饱和粘性土和粉性土等地基的一种方法。它是利用水泥浆等材料作为固化剂通过特别的搅拌机械，就地将软土和固化剂强制搅拌，使软土硬结成为具有整体性、水稳性和一定强度的水泥土桩，从而提高地基的强度和变形模量，减小地基的沉降变形。水泥土搅拌工艺简图如下：

该法的优缺点

优点：水泥搅拌桩法加固软土地基具有独特的优点，它最大限度地利用了原状土，搅拌时无侧向挤出，无振动，无噪声，无污染，对

周围原有建筑物影响很小，施工干扰也很小；另外，水泥搅拌桩法的施工工期很短。

缺点：水泥土搅拌桩与桩侧土体作为复合地基，自身的沉降变形偏大；其次，由于水泥法搅拌法的处理深度和效果受到施工工艺的限制，目前的单桩水泥搅拌桩最大处理深度为20m左右，20m以下的软土处理效果不佳；另外，水泥搅拌桩法对处理富含有机质软粘土的效果不理想，可考虑对该部分区域提高水泥掺入量。

6、技术参数设计

（1）处理范围

水泥搅拌桩地基处理范围为新建远机位站坪道面及道肩区域，处理范围平面详见“场基初01”，水泥搅拌桩地基处理面积为97229/126400m2。

（2）桩身长度

根据场区工程地质条件，结合目前的施工工艺，水泥搅拌桩的桩长基本采用16m。

（3）固化剂及掺入量

采用42.5号普通硅酸盐水泥，掺入比为15%，具体要通过室内试验确定，水泥土的28天无侧限抗压强度不小于1.2MPa。

（4）置换率

置换率取11%。

（5）桩径、布桩形式及桩间距

搅拌桩桩径取50cm，布桩形式为正方形，根据桩径、布桩形式和11%置换率的要求，桩间距设计为1.35m。

（6）土工网

为提高水泥搅拌桩复合地基的整体性，减少地基差异沉降，同时为满足上部道面结构对土基的刚度要求，在水泥搅拌桩施工完成后，应设置不小于50cm厚的土工格栅包裹压实山皮石。其中，山皮石压实度不小于95（重型）；土工格栅要求采用双向隔栅，每延米纵向（横向）拉伸屈服力不小于40千牛/米，纵向和横向2%伸长率时的拉伸力要求分别不小于14千牛/米。

（7）预计效果

经过计算，进行水泥搅拌桩处理后，工后沉降为25cm。

7、检测要求

水泥搅拌桩施工结束28天后，应进行钻孔取芯检测，直观鉴定成桩的均匀性和连续性；同时在三个不同深度（4m、8m和12m）的芯样制成试块，进行桩身实际强度测定。

水泥搅拌桩施工结束28天后，应进行标准贯入试验，标贯试验应结合钻孔取芯检测同时在一根桩上进行；试验取三个深度(4m、8m 和12m)。

以上检测项目检测频率为每2000m2检测一根桩。

钻孔取芯、标准贯入试验验方法应参照《软土地基搅拌桩加固法技术规程》（YBJ225-91）、《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001，2009