臨海軟基地區(qū)現(xiàn)澆箱梁支架地基處理措施

□文/陳秀英 楊占奎 郜 軼

臨海軟基地區(qū)現(xiàn)澆箱梁支架地基處理措施

□文/陳秀英 楊占奎 郜 軼

現(xiàn)澆箱梁對(duì)地基承載力要求較高，在臨海新近成陸地區(qū)施工，其支架基礎(chǔ)坐落在未完全固結(jié)的地基上，極易造成沉降量較大和難于控制，在澆筑混凝土過(guò)程中以及張拉施工前出現(xiàn)質(zhì)量事故，造成梁體出現(xiàn)裂縫，所以必須對(duì)軟基進(jìn)行地基加固處理，以提高復(fù)合地基承載力使之滿足使用要求。

現(xiàn)澆箱梁；地基；臨海；軟土；承載力；加固；支架

隨著城市建設(shè)和港口開(kāi)發(fā)的需要，我國(guó)臨海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)逐步在向海洋拓展發(fā)展空間，利用圍海抽填方式造陸造港，在新近成陸區(qū)域進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。臨海區(qū)域的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在跨越構(gòu)筑物時(shí)，多采用預(yù)制梁或現(xiàn)澆箱梁方式，現(xiàn)澆箱梁具有整體性好、結(jié)構(gòu)剛度大、外形美觀等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于橋梁建設(shè)，但是現(xiàn)澆箱梁對(duì)地基承載力要求較高，在臨海新近成陸地區(qū)施工，其支架基礎(chǔ)坐落在未完全固結(jié)的地基上，極易造成沉降量較大和難于控制，澆筑混凝土過(guò)程中以及張拉施工前出現(xiàn)事故，造成梁體出現(xiàn)裂縫，所以必須對(duì)軟基進(jìn)行地基加固處理，以提高復(fù)合地基承載力使之滿足使用要求。

1 工程概況

紅旗路互通式立交橋采用“半定向、半苜蓿葉組合型、三層互通立交”形式。橋梁部分共包括兩條主線橋；13 條匝道線，A、F、G、H、I、J、K線為橋梁結(jié)構(gòu)，B、C、D、E、L、M線為路基結(jié)構(gòu)；總橋面積為134 014 m2。主線橋東西走向，跨越海濱大道、次海堤、景觀河道、規(guī)劃鐵路、管廊、海港路。次海堤以東區(qū)域?yàn)?009年抽填成陸區(qū)，地表以下平均6 m為抽填土層加人工雜填土，孔隙率大、含水量高、透水系數(shù)小、自立性差，表層日曬后形成封閉干硬層，厚度30 cm，其下土層孔隙水不易蒸發(fā)。地表觀測(cè)年自然固結(jié)沉降約100 mm。該橋?yàn)檫B接工業(yè)區(qū)港口的主干道路，主要滿足重載車(chē)輛通行（設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)特900荷載），上部結(jié)構(gòu)全部為3～4跨現(xiàn)澆連續(xù)箱梁。

2 地質(zhì)情況

場(chǎng)地埋深75.0 m范圍，自上而下地層情況如下。

1）人工填土層。全場(chǎng)地均有分布，層厚1.00～3.60 m，層底標(biāo)高為2.93～0.39 m，主要由素填土組成，呈褐色，軟塑狀態(tài)，粘土、粉質(zhì)粘土。局部為淤泥、雜填土。人工填土填墊年限＜10 a。

2）全新統(tǒng)上組陸相沖積層。

3）全新統(tǒng)中組海相沉積層。層厚14.90～18.70 m，頂板標(biāo)高2.93～-0.39 m，該層土從上而下分為3個(gè)亞層。

（1）粉質(zhì)粘土。厚度1.10～4.30 m，呈灰色，流塑狀態(tài)為主，有層理，含貝殼，屬高壓縮性土。局部夾粉土、粘土透鏡體。

（2）軟粘土、淤泥質(zhì)粘土。厚度一般為10.80～14.60 m呈灰色，流塑～軟塑狀態(tài)，有層理，含貝殼，屬高壓縮性土。局部夾粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土透鏡體。土質(zhì)較軟，強(qiáng)度較低。

（3）粉質(zhì)粘土。厚度一般為0.70～2.80 m，呈灰色，軟塑狀態(tài)，有層理，含貝殼，屬中壓縮性土。局部夾粘土透鏡體。水平方向上土質(zhì)較均勻，分布較穩(wěn)定。

4）全新統(tǒng)下組沼澤相沉積層。厚度0.90～2.98 m，頂板標(biāo)高-14.49～-16.63 m，主要由粉質(zhì)粘土組成，呈黑灰～淺灰色，可塑狀態(tài)，無(wú)層理，含有機(jī)質(zhì)、腐植物，屬中壓縮性土。局部夾粘土透鏡體。水平方向上土質(zhì)較均勻，分布較穩(wěn)定。

5）全新統(tǒng)下組陸相沉積層。層厚5.80～9.70 m，頂板標(biāo)高-15.93～-18.19 m，從上而下分為2個(gè)亞層。

（1）粉質(zhì)粘土。厚度2.30～8.30 m，呈褐黃色，可塑狀態(tài)，無(wú)層理，含鐵質(zhì)，屬中壓縮性土。局部夾粉土、粘土透鏡體。

（2）粉土。厚度1.00～5.50 m，呈褐黃色，密實(shí)狀態(tài)，無(wú)層理，含鐵質(zhì)，屬中（偏低）壓縮性土。局部夾粉質(zhì)粘土透鏡體。水平方向上土質(zhì)較均勻，分布較穩(wěn)定。

6）上更新統(tǒng)第五組陸相沉積層。層厚4.50～8.30 m，頂板標(biāo)高-22.65～-26.45 m，主要由粉質(zhì)粘土組成，呈灰黃色，可塑狀態(tài)，無(wú)層理，含鐵質(zhì)，屬中壓縮性土。局部夾粉土、粘土透鏡體。水平方向上土質(zhì)較均勻，分布較穩(wěn)定。

7）上更新統(tǒng)第四組濱海潮汐帶沉積層。層厚5.00～10.00 m，頂板標(biāo)高-29.67～-31.82 m，主要由粉質(zhì)粘土組成，呈灰色，可塑狀態(tài)，有層理，含貝殼，屬中壓縮性土。局部夾粉土、粘土透鏡體。水平方向上土質(zhì)較均勻，分布較穩(wěn)定。

8）上更新統(tǒng)第三組陸相沉積層。層厚21.20～24.70 m，頂板標(biāo)高-36.47～-40.03 m，水平方向上土質(zhì)較均勻，分布較穩(wěn)定。從上而下分為4個(gè)亞層。

（1）粉質(zhì)粘土。厚度1.50～6.50 m，呈灰黃色，可塑狀態(tài)，無(wú)層理，含鐵質(zhì)，屬中壓縮性土。局部夾粉土、粘土透鏡體。

（2）粉土。厚度8.50～16.40 m，呈灰黃色，密實(shí)狀態(tài)，無(wú)層理，含鐵質(zhì)，屬中（偏低）壓縮性土。局部夾粉土粘土透鏡體。

（3）粘土。厚度1.80～5.30 m，呈灰黃色，可塑狀態(tài)，無(wú)層理，含鐵質(zhì)，屬中壓縮性土。局部夾粉土、粘土透鏡體。

（4）粉砂。厚度2.10～6.00 m，呈灰黃色，密實(shí)狀態(tài)，無(wú)層理，含鐵質(zhì)，屬中（偏低）壓縮性土。

9）上更新統(tǒng)第二組海相沉積層。層厚5.00～7.00 m，頂板標(biāo)高-59.63～-61.29 m，主要由粘土組成，呈灰色，可塑狀態(tài)，無(wú)層理，含貝殼，屬中壓縮性土。局部夾粉土透鏡體。

3 軟基處理方案比選

1）翻挖晾曬回（換）填法。工作量大，費(fèi)用高，工期長(zhǎng)。

2）基礎(chǔ)樁+型鋼連續(xù)門(mén)洞法。適宜局部門(mén)洞應(yīng)用，拆裝運(yùn)輸不便，成本較高。

3）攪拌樁、擠密碎石樁加固法。設(shè)備較重，需修筑便道和操作平臺(tái)，實(shí)用性不佳。

4）地表加厚處理法。成本較大、材料運(yùn)輸困難，沉降大。

5）高壓旋噴樁+碎石及灰土褥墊層+混凝土墊層法。成本低，施工工藝簡(jiǎn)便快速、安全。

經(jīng)過(guò)各項(xiàng)分析和論證，第5種施工方法能較好地發(fā)揮深層樁的承載力，實(shí)現(xiàn)樁和土的共同作用，減小樁體中的軸向應(yīng)力，消除地基不均勻沉降，從而達(dá)到了提高復(fù)合地基承載力的目的。最終選定高壓旋噴樁深層加固+淺層碎石以及灰土墊層+表面混凝土墊層法作為軟基處理方案。

4 主要技術(shù)指標(biāo)

1）通過(guò)地勘報(bào)告分析、補(bǔ)勘分析，結(jié)合成樁、開(kāi)挖等環(huán)節(jié)對(duì)土體性能進(jìn)行分析認(rèn)知和設(shè)計(jì)要求，處理完成后復(fù)合地基承載力要求達(dá)到120 kPa以上，60 d內(nèi)沉降控制在15 mm以?xún)?nèi)。

2）高壓旋噴樁成樁直徑為 600 mm，樁長(zhǎng)10～12 m深入粘土層，樁間距1.8 m，呈梅花形（正三角形）布置，樁水泥含量120 kg/m，水灰比1∶1。施工期間注漿管控制提升速度15 cm／min，旋轉(zhuǎn)速度17 r/min；高壓泵壓力 20～25 MPa，流量＞60 L/min。

3）碎石褥墊層控制在50cm厚，粒徑不超過(guò)30 mm。

4）灰土墊層灰劑量6%，厚度40 cm；混凝土墊層強(qiáng)度等級(jí)C15，厚度10 cm。

5 控制要點(diǎn)

5.1 施工準(zhǔn)備

1）平整場(chǎng)地，清除地面和地下可移動(dòng)障礙，應(yīng)采取防止施工機(jī)械失穩(wěn)的措施。

2）施工前應(yīng)測(cè)量場(chǎng)地范圍內(nèi)地上和地下管線及構(gòu)筑物的位置。

3）基線、水準(zhǔn)基點(diǎn)、軸線樁位和設(shè)計(jì)孔位置等，應(yīng)復(fù)核測(cè)量并妥善保護(hù)。

4）機(jī)械組裝和試運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)符合安全操作規(guī)程規(guī)定。

5）施工前應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置安全標(biāo)志和安全保護(hù)措施。

6）施工前應(yīng)檢查壓力表、流量表的精度和靈敏度，高壓噴射設(shè)備的性能等。

5.2 原材料控制要點(diǎn)

1）注漿所用水泥應(yīng)符合GB 175—1999《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》規(guī)定。

2）高壓噴射注漿用水泥必須符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)嚴(yán)格防潮和縮短存放時(shí)間，施工過(guò)程中應(yīng)抽樣檢查，不得使用過(guò)期和受潮結(jié)塊的水泥。

3）攪拌水泥漿所用的水，應(yīng)符合JGJ 63—89《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，嚴(yán)格采用淡化水，確保施工用水質(zhì)量。

5.3 施工控制要點(diǎn)

1）鉆孔時(shí)，鉆頭嚴(yán)格對(duì)位，作水平校正，以減少孔位偏差和孔斜。

2）攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速和拌和能力應(yīng)分別與所攪拌漿液類(lèi)型和灌漿泵的排漿量相適應(yīng)并應(yīng)能保證均勻、連續(xù)地拌制漿液。保證高壓噴射注漿連續(xù)供漿需量。

3）施工用高壓水和壓縮氣的流量、壓力應(yīng)滿足工程設(shè)計(jì)要求。

4）高壓噴射注漿法為自下而上連續(xù)作業(yè)。

5）隨時(shí)觀察注漿泵壓力表的讀數(shù)，觀察計(jì)算鉆桿的回轉(zhuǎn)速度和提升速度，時(shí)刻控制在試驗(yàn)數(shù)據(jù)范圍內(nèi)。

6）嚴(yán)格控制泥漿的水泥摻量，準(zhǔn)確記錄每一個(gè)工作班的生產(chǎn)量和水泥實(shí)際用量；嚴(yán)格控制漿液密度，誤差超過(guò)1%時(shí)停噴，調(diào)整水灰比，或調(diào)整注漿泵壓力、鉆桿提升速度和轉(zhuǎn)速，以滿足設(shè)計(jì)要求，保證成樁質(zhì)量。

7）高壓噴射注漿噴射過(guò)程中出現(xiàn)壓力突降或驟增，必須停止施工作業(yè)，查明原因并及時(shí)處理后，方可繼續(xù)施工。

8）噴射過(guò)程中因故中斷后，恢復(fù)噴射時(shí)，應(yīng)進(jìn)行復(fù)噴，搭接長(zhǎng)度≮0.5 m。

9）噴射中斷超過(guò)漿液初凝時(shí)間，應(yīng)進(jìn)行復(fù)噴，復(fù)噴搭接長(zhǎng)度≮1 m。

10）噴射過(guò)程中孔內(nèi)漏漿，應(yīng)停止提升，直至不漏漿為止，繼續(xù)提升。

11）噴射過(guò)程中，要求施工單位記錄每個(gè)高壓噴射注漿孔施工時(shí)間全過(guò)程。

12）施工結(jié)束后，應(yīng)檢驗(yàn)樁體強(qiáng)度、平均樁徑及樁長(zhǎng)、樁身位置、單樁及復(fù)合承載力等。樁體質(zhì)量及承載力檢驗(yàn)應(yīng)在施工結(jié)束后28 d進(jìn)行。

13）攤鋪的碎石應(yīng)級(jí)配分布均勻一致，不宜采用重型機(jī)械攤鋪碾壓。施工中要防止土工格柵受損，出現(xiàn)破損時(shí)及時(shí)修補(bǔ)或更換。

14）檢測(cè)碎石及灰土褥墊層厚度、壓實(shí)度、灰劑量、平整度確保滿足設(shè)計(jì)要求，檢測(cè)混凝土墊層強(qiáng)度、厚度、平整度。

6 軟基處理后效果

本工程選用了高壓旋噴樁+碎石及灰土褥墊層+混凝土墊層復(fù)合地基對(duì)現(xiàn)澆箱梁支架基礎(chǔ)處理，施工完成后經(jīng)檢測(cè)單位檢測(cè)地基復(fù)合承載力達(dá)到120 kPa以上，滿足現(xiàn)澆箱梁地基承載力要求。

7 軟基處理應(yīng)用前景

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)、論證、比選，高壓旋噴樁+碎石及灰土褥墊層+混凝土墊層復(fù)合地基處理形式，對(duì)地質(zhì)條件較差的淤泥質(zhì)灘涂及新近成陸區(qū)域提高復(fù)合地基承載力，滿足現(xiàn)澆箱梁支架承載力要求取得了成功。今后除了可以應(yīng)用于類(lèi)似區(qū)域的現(xiàn)澆箱梁橋梁建設(shè)外，對(duì)于其他方面的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也有借鑒之處。

□楊占奎/天津國(guó)際工程建設(shè)監(jiān)理公司。

□郜 軼/天津晟嶸工程建設(shè)項(xiàng)目管理咨詢(xún)有限公司。

TU472

C

1008-3197（2012）06-33-02

2012-07-04

陳秀英/女，1969年出生，工程師，天津國(guó)際工程建設(shè)監(jiān)理公司，從事工程監(jiān)理工作。