浅析都九高速公路C8段冒砂、涌水现象与处理方案

■李丽华 谢德芳

（九江地质工程勘察院 江西九江 332000）

浅析都九高速公路C8段冒砂、涌水现象与处理方案

■李丽华 谢德芳

（九江地质工程勘察院 江西九江 332000）

近年来随着国家加大对交通基础设施的投入，建成了一大批跨海、跨江、跨湖大桥。在施工过程中，复杂路基段有的出现了冒砂、涌水以及沉陷等问题。文章对都九高速公路C8段冒砂、涌水现象进行了原因分析并提出了切实可行的处理方案。

冒砂冒水砂土液化CFG桩复合地基

0 前言

都昌至九江高速公路（简称都九高速以下同），是江西省规划的2020年高速公路网络的重要组成部分，东起杭瑞高速九景段，西接福银高速南九段。线路大致呈东西走向全长52.50公里。施工单位在清理路基表层过程中，C8段发生冒砂、冒水等现象。

本勘察采用钻探方法。完成钻孔44个，总进尺为715.3米，取扰样57组，原样38个，原位测试204次。揭露下伏岩性为第三系新余群（E1-2xn）红色碎屑岩系。对不同地层结构中的岩性从上至下，由新至老进行分述。

①填土（Qml）：为本次筑路所填。黄褐色，填料主要有粘性土及淤泥质土，堆积时间约1个月，未完成自重固结，松散状，均匀性好。

②1粉质粘土（耕植土）（Q4al）：黄褐色，可塑状，含少量植物根系，絮状结构，干强度中等，韧性中等，稍有光泽，无摇震反应。

②2淤泥质土（Q4al）：原为耕植土，因抛荒而呈沼泽化，灰黑色。

③中砂（Q4al）：褐黄色，松散状，饱和，成分主要为中粒石英砂。④1淤泥质土（Q4al）：灰黑，软塑状，含约5%-10%的有机质。

④2淤泥质土（暗浜土）（Q4al）：灰黑，软塑状，含约5%-10%的有机质。

⑤卵石（Q4al）：灰、杂色，粒径多为2-4cm，颗粒级配不良，呈亚圆形，磨圆度一般，单粒状分散排列。

⑥中砂（Q3al）：褐黄色，青灰色，稍密状，饱和。

⑦粉质粘土（Q3al）：分布在平原区、垅谷部位的上部，灰褐、黄褐、浅灰绿色。

1 冒砂、冒水现象及原因分析

1.1 冒砂、冒水现象

都九高速星子K43+700至K44+000段主线路面在清除表层耕植土后，堆填厚度1-2m的填土层，主线两侧施工便道，因施工的机械重载车辆正常经过，四周多处出现冒砂与冒水现象，如同沼泽洼地，现场一片泥泞，如图1所示。

1.2 冒砂、冒水现象原因分析

1.2.1 现象分析

冒砂、冒水现象多发生于地震时段，饱和砂土在地震应力反复作用下，砂粒间相互位置调整而逐渐趋于密实，砂土变密实势必排水。

1.2.2 液化判别

1.2.2.1 影响砂土液化的因素

根据已有经验表明，影响砂土液化最主要的因素为：土颗粒粒径、砂土密度、上覆土层厚度、地面震动强度和地面震动的持续时间及地下水的埋藏深度。

1.2.2.2 砂土液化条件

图1 冒砂、冒水现场图片

根据《公路工程抗震规范》JTGB02-2013第4.3.2规定：上覆非液化土层厚度或地下水埋藏深度符合下列条件之一可列为不液化。

本勘察区内dw=0～1.2m，取0.6m；du取0m；db取7m，均代入上述公式后，均不符上述条件，因而不能判定不液化或需考虑液化影响。

根据4.3.3条规定，采用液化判别标性贯入锤击数临界值的计算

本次勘察区内，N0取6击；pc黏粒含量均小于3，取3；ds取实际贯入的深度，代入（4.3.3-1）公式。

根据4.3.4条规定：探明各液化土层的深度和厚度，计算每个钻孔的液化指数，划分地基的液化等级。液化指数按下式计算：

本次勘察区内针对每个有液化的钻孔均计算了液化指数，有液化现象的钻孔，中砂层厚中点深度均小于5，Wi取10，di取每个有钻孔中相邻的上、下两标贯试验点深度差的一半，以ZK5为例，标贯深度在5.65-5.95m，相邻上面的标贯试验点深度为3.65，相邻下面的标贯深度为9.05，di取值为,1.35。标贯深度在8.75-9.05m，相邻上面的标贯试验点深度为5.95，下界不深于液化深度取9.05，di取值为1.55，通过对标准贯入试验点的总数计算求和，IlE等于5.28，根据 《公路工程抗震规范》（JTG B02-2013）表4.3.4地基液化等级判别，液化指数5

2 液化砂土路基处理与加固方案

2.1 路基处理与加固方法比较

液化砂土路基处理与加固方法比较多，有振冲、振动加密、挤密碎石桩、水泥粉煤灰碎石桩、水泥土搅拌法、高压喷射搅拌桩法及换土等方法。将部分处理方法进行比较如下：

（1）振动置换法：其原理是利用振冲器在高压水流作用下边振边冲在地基中成孔，在孔内填入碎石，卵石等粗粒料且振密成碎石桩。碎石桩与桩间土形成复合地基，以提高承载力，减小沉降。

（2）挤密砂石桩法：其原理是采用沉管法或其他方法在地基中设置砂桩、碎石桩，在成桩过程中对周围土层产生挤密，被挤密的桩间土和砂石桩形成复合地基，达到提高地基承载力和减小沉降的目的。

（3）水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）法：其原理是通过振动沉管成孔，灌注水泥、粉煤灰、碎石、中粗砂混合料，形成水泥粉煤灰碎石桩（CFG），振动沉管对桩间土有挤密作用，桩与桩间土、垫层形成CFG桩复合地基，可提高地基承载力，减少沉降。

2.2 路基处理与加固方案的建议

根据本场地的岩土性质并结合本工程施工特点，通过上述各种方法比选，建议采用水泥粉煤灰碎石桩为宜。

2.2.1 CFG桩原理及施工要点

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，由碎石、石屑、粉煤灰掺适量水泥加水拌合，用振动沉管打桩机或其它成桩机具制成的一种具有一定粘结强度的桩。

F407.1[文献码]B

1000-405X（2015）-10-327-2