武汉四环线吴家山至沌口段软土地基病害处置技术研究.docxVIP

1工程概况

1.1地质条件

武汉四环高速公路吴家山—沌口段全长约22?km，路基平均宽41?m。通行车辆主要以大型货车为主，车流量大。标段K81+700~K82+600路基位于十永互通附近，两侧鱼（藕）塘密布，软土较厚，部分路基为鱼（藕）塘淤泥，地质条件差。

K81+700~K82+600段位于武汉南音湖附近，沿线水塘密布，地层中软土分布较厚，根据地勘资料，设计主要采用清淤换填、CFG桩等方式初步处理。2016年1月，完成标段K81+740~K81+868鱼（藕）塘地基处理施工，同年2月进行CFG桩随机抽检检测，检测结果均满足要求。

待静置6个月后，于2016年8~9月填筑路堤，施工周期1个多月。

在完成路堤填筑后施工基层水稳，铺筑两层水稳层后，标段K81+730~K81+840左幅、K82+270~K82+370左幅出现裂缝，如图1所示。

（a）

（b）

图1K81+730~K81+840左幅、K82+270~K82+370左幅裂缝

（a）K81+730~K81+840左幅；

（b）K82+270~K82+370左幅

调查显示，对于K81+730~K81+840左幅，裂缝平面形态呈圈椅状，形成4条主裂缝，且裂缝1、裂缝2和裂缝3呈连通趋势，连通后的裂缝总长度约80?m；裂缝4呈直线延展，与裂缝1~3不连通，裂缝宽度大小不等，宽度范围为2~6?cm，裂缝距左侧路肩边缘0~12.5?m，裂缝平均深度约3?m，表现出明显的失稳特征。

对于K82+270~K82+370左幅，现场调查显示呈直线延展，含2条主裂缝，其中裂缝1延续长度约60?m、宽1~3?mm，距左侧路肩边缘5~6?m，裂缝深度较浅；裂缝2延展长度较短，大致与裂缝1垂直。

1.2地层条件

（1）K81+730~K81+840地层自上而下依次如下。

1）素填土，浅红色，主要由粘性土组成，密实度稍密，厚度约2.2~5.5?m。

2）淤泥质粘土，褐灰色，地层的含水量高、压缩性强，呈软塑状态，厚度变化较大，最大厚度为13.2?m，地基承载力特征值为80?kPa；粘聚力c=11.93?kPa，内摩擦角φ=8.01?°。

3）粉质粘土，黄褐色、褐黄色，含少量粉土、粉砂，呈可塑至硬塑状态，厚度变化较大，地基承载力特征值为240~300?kPa，是较好的持力层；c=39.76?kPa，φ=14.36?°。

4）泥质砂岩：褐红色，泥质结构，呈层状构造，地基承载力特征值为350?kPa，是较好的持力层。

（2）K82+270~K82+340地层自上而下依次如下。

1）人工填土，褐、灰褐色，呈干燥或稍湿状态，密实度呈松散至稍密状态，主要成分为粘性土，含少量角砾碎石，厚度2.0?m。

2）淤泥质粘土，灰、浅灰、灰黑色，软、流塑为主，具水平层理，含少量云母屑、碎贝壳及腐殖质，抗剪强度参数c=14.4?kPa，φ=2?°，层厚10.1?m。

3）粉质粘土，褐红色，硬塑状，稍湿，含少许硬质岩角砾，是较好的持力层，层厚3.8?m。

4）再往下为可塑~硬塑粘土。

2软土地基处置措施?

CFG桩已在高速铁路、高速公路等路基工程及房屋结构等地基工程中得到了广泛的应用，具有沉降小、承载力高、施工速度快、经济环保、复合路基稳定性高等优点，是一种安全高效的软土路基处理措施。此外，还经常用到土工格栅加固技术，其主要材料为CE131土工格栅，可增强软土地基的稳定性、固结速率及承载力，显著改善软土地基的流塑状态，并加快软土地基孔隙水的流动能力，避免水分堆积，防止积水集中侵蚀软土地基结构；而且对于鱼（藕）塘地基，须采用清淤回填技术置换底部淤泥。

因此，K81+700~K82+600段采用清淤回填+土工格栅+碎石垫层+CFG桩形式治理，清淤深度根据实际情况执行，将上部淤泥质粘土全部清完，直至达到下部粉质粘土持力层，换填轻质土。土工格栅均布置1层，相邻土工格栅搭接长度一般不小于30?cm，碎石垫层平均30?cm厚，CFG桩间距1.7~1.9?m，正方形布置，桩径0.4?m，桩长根据清淤深度实际情况执行，直至深入粉质粘土持力层不低于0.5?m，CFG桩横向处理至路基边坡外侧100?cm，在室内试验中桩身28?d龄期立方体抗压强度不得低于10?MPa，单桩承载力为210~250?kN，复合地基承载力为130~135?kPa。不同区段的具体处置方案如下。

（1）K81+730~K81+765。

?CFG桩+平均30?cm厚的碎石垫层+1层土工格栅，其中CFG桩长12?m、桩间距1.7?m、桩径0.4?m，不同CFG桩成正方形布置，桩顶标高17.500?m，处理范围至坡脚外1?m。桩身28?d无侧限抗压强度不小于10?MPa，单桩承载力210?kN，复合地基承载力135?kPa。

（2）K81+765~K81+825