溼陷性黃土隧道基底加固處理技術研究

才智咖 人氣:1.11W
溼陷性黃土隧道基底加固處理技術研究
    摘要:溼陷性黃土隧道多位黃土土質結構疏鬆,孔隙、垂直節理髮育,地基承載力不高,具有溼陷性,在遇水侵蝕或較大荷載的作用下,隧道則產生較大沉降。其基底承載力很難滿足要求,通常需對基底進行加固處理,溼陷性黃土隧道基底處理常用的方法有水泥擠密樁和樹根樁等。
    關鍵詞:溼陷性;黃土隧道;基底加固;水泥擠密樁;樹根樁
    一、概述
    隧道穿越溼陷性黃土地區,由於溼陷性黃土的特殊力學性質,基底的承載力通常較難滿足結構的受力要求,建成後的隧道往往產生較大的基底變形, 基底變形除壓縮變形外,更大的變形是溼陷變形,在隧道使用期內如不對基底加固加上週圍水環境的變化,必將會使隧道基礎發生較大的溼陷變形,致使襯砌結構環、縱向開裂等較為嚴重的病害,直接威脅到隧道的運營安全。為保證隧道結構的穩定性,積極探索出一條針對風積砂、黃土類地質條件下的隧道基底加固技術顯得具有非常重要的.現實意義。總之,隧道基底的溼陷變形不是以建築物的型別確定,而是由黃土溼陷特性所決定,為保證運營安全必須對黃土隧道洞口具有溼陷性的黃土地段的基底進行有效處理。
    二、溼陷性黃土隧道基底處理原則
    根據溼陷性黃土的工程特性和溼陷性黃土地區地基處理的經驗,溼陷性黃土隧道基底處理的原則:內外兼顧,先保護後加固。水是造成黃土溼陷變形的主要因素。溼陷性黃土隧道地基處理方案的設計,首先要考慮水對溼陷性黃土的影響,必須做好隧道工程的系統排水與防水問題;其次就是做好溼陷性黃土地基土的處理工作,增加地基承載力。對黃土而言,進行地基處理的目的是改善土的工程性質,減少土壤的滲透性,壓縮性,控制溼陷性的發生。通過換土或加密等各種基底處理方法加固溼陷性黃土隧道基底,或者是消除隧道基底的全部溼陷量,使處理後的基底變為不具有溼陷性;或者是消除基底的部分溼陷量,減小原有基底的總溼陷量,控制下部未處理地層的溼陷量不超過規範規定的數值。
    三、溼陷性黃土隧道基底加固處理技術
    多數溼陷性黃土隧道通過的地層為第四紀鬆散風積粉細砂和沖積黃土質粘砂土(新黃土), 垂直節理髮育隧底自重溼陷性黃土層很厚,地層基本承載力低,圍巖條件非常差。按《鐵路隧道設計規範》規定,應用荷載——結構模型,底板所受的壓力亦即基底應具有承載力,計算得出了隧道基底所需承載力,與原地基承載力進行比較,多數溼陷性黃土隧道在牆拱腳及仰拱區域的地基承載力不能滿足隧道基底所需的承載力。得出現有地基不滿足滿足隧道修建要求的結論,必須對該區域隧道地基進行加固處理。
    就溼陷性黃土地基處理而言,我國有較為成熟的技術和實踐經驗,主要的處理方法有:碾壓、換填、強夯、動力/振動擠密樁、靜力擠密(預製)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,並得到廣泛的應用,但尚缺乏在隧道開挖後洞內處理實施的例項。溼陷性黃土隧道基底處理施工場地受隧道掌子面開挖的影響和洞室的限制,斷面開挖一斷面穩定一基底加固一開挖面支護之間在時間上和空間上的相互影響和干擾。溼陷性黃土隧道基底處理常用的方法有水泥擠密樁和樹根樁等。