軟土地基上道路橋梁施工不均勻沉降防治措施分析

【摘要】軟土地基是濱海地區(qū)道路橋梁施工中的一個難點，道路橋梁的使用安全及壽命與軟土地基處理質(zhì)量的好壞息息相關(guān)。在進行軟土地基上道路橋梁的基礎(chǔ)設(shè)計時，應(yīng)將軟土地基的變形特征充分考慮進去，避免其對橋梁產(chǎn)生危害。軟土地基的不均勻沉降會使橋梁產(chǎn)生扭曲、傾斜或裂縫，影響其外觀及使用安全，嚴重時甚至會出現(xiàn)垮塌。因此，如何防治不均勻沉降對道路橋梁的危害是一個非常重要的問題。本文結(jié)合寧波市繞城高速公路甬江特大橋的地基處理措施，對道路橋梁施工不均勻沉降的防治措施進行了探討。

【關(guān)鍵詞】道路橋梁；軟土地基；不均勻沉降；防治措施

1.引言

軟土地質(zhì)在我國分布廣泛，尤其是在沿海地區(qū)大量道路橋梁的施工中由于受到地形條件的制約不得不修建于軟土地基上。濱海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展迅速，對于交通條件的需求相對較大，尤其是對于立交橋和高速公路的需求更為急迫。若在道路橋梁施工中對軟土地基處理不當就會對區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生制約，因此改進道路橋梁施工中軟土地基的處理方法及水平刻不容緩。

軟土具有強度低、含水量大、滲透性差、壓縮性大等特點，在軟土地基施工中經(jīng)常會出現(xiàn)公路路面下沉或凸起、路面不同程度開裂以及路基滑移等病害，在橋梁路堤的連接處或橋涵通道的人工構(gòu)造物處還容易發(fā)生顛簸和跳車的現(xiàn)象，為道路橋梁的行車安全埋下了極大的事故隱患，同時也威脅到了路人及司機的人身安全。因此在道路橋梁的施工中，一定要做好軟基的加固處理，防止產(chǎn)生不均勻沉降，確保道路橋梁的施工質(zhì)量和使用安全。

2.道路橋梁不均勻沉降分析

（1）道路橋梁采用樁基礎(chǔ)，施加于地基上的總荷載（包括車輛荷載、橋梁自重、相鄰路堤的影響荷載等）小于與其銜接的路堤施加在軟基上的總荷載（包括車輛荷載、路堤填土自重、路面結(jié)構(gòu)荷載等）。因此，橋梁的沉降量必然小于與其銜接路堤的沉降量，從而發(fā)生不均勻沉降。這種沉降會造成道路縱坡發(fā)生變化，在縱面上形成駝峰。而在橋梁與路堤的銜接處則容易產(chǎn)生錯臺，導致出現(xiàn)跳車和顛簸現(xiàn)象，影響車輛行駛安全和舒適性。

（2）地基土壓縮性質(zhì)差異明顯，在土層水平方向軟硬土層突變處容易產(chǎn)生不均勻沉降；地基土軟弱土層厚度變化較大、土工試驗報告不明確地質(zhì)勘探未能正確探明土層性質(zhì)都有可能造成設(shè)計人員分析判斷失誤，進而造成不均勻沉降。

3.軟土地基上道路橋梁施工不均勻沉降的防治措施

鑒于道路橋梁施工中軟土地基加固處理的重要性，在具體施工中應(yīng)根據(jù)實際情況采取針對性措施進行處理，為建設(shè)道路橋梁打下牢固的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的道路橋梁軟土地基處理方法主要有換填墊層法、拋石擠淤法、排水固結(jié)法、井點降水法、粉噴樁法等技術(shù)，本文將著重介紹應(yīng)用粉噴樁在軟土地基處理中的應(yīng)用。

3.1CFG樁處理技術(shù)

3.1.1CFG樁的加固原理

CFG樁主要是通過振動力、靜壓力、錘擊力的作用將一端暫時封堵的無縫鋼管打入到指定深度，然后通過無縫鋼管將攪拌好的混凝土灌入地基之中，一邊對混凝土進行灌入振動，一邊緩慢拔出鋼管，從而形成混凝土與鋼筋籠共同作用的樁柱。

這種方法在道路橋梁的地基處理中應(yīng)用較多，而且在道路地基施工中還可適當取消鋼筋骨架（道路橋涵涵洞與臺背對承載力要求雖高，但對地基抗剪能力要求不高），從而降低工程總造價。同時，在進行配合比設(shè)計時，還可根據(jù)實際情況調(diào)整配合比，在混凝土中摻入適量的粉煤灰，從而改善其和易性及工作性。

3.1.2CFG樁處理軟土地基的具體措施

（1）合理布置施工場地，在正式施工前應(yīng)進試樁，以檢測該施工方法是否適用于工程地質(zhì)；合理確定料場與攪拌機的位置，以縮短從混凝土出料到沉管加料口的時間，并對機械進行試運行，檢測設(shè)備運轉(zhuǎn)是否正常。

（2）在混凝土灌注過程中，應(yīng)將樁機拔管速度控制在0.8m/min左右，并保持穩(wěn)定。同時，為能容納二次注入的混凝土，應(yīng)將拔管控制在一定范圍內(nèi)。樁機在拔管距地面2m左右應(yīng)減慢拔管速度，以確保樁身混凝土的密實度以及加大樁身直徑。

（3）為確保剛施工完成的樁體能夠收到擠壓，可在施工時采取跳打方式，每隔一至兩條進行施打，剩下的樁必須在上次施工樁的強度達到或接近設(shè)計要求時，才能進行施打。施工完成后應(yīng)對樁體進行保護，嚴禁重型機械在混凝土達到齡期之前進行碾壓，不得再次施工，不得填土堆載。

3.2水泥粉噴樁處理技術(shù)

3.2.1加固機理

水泥粉噴樁主要利用混凝土、石灰等材料作為固化劑，利用特定的攪拌設(shè)備將固化劑與軟土進行均勻攪拌，通過軟土與固化劑在攪拌時產(chǎn)生的一系列化學反應(yīng)將軟土固化，從而形成一種穩(wěn)定性、整體性良好的硬土地基。

3.2.2水泥粉噴樁樁處理軟土地基的具體措施

（1）粉噴樁直徑一般為500mm，樁管長度應(yīng)能穿過軟土層并深入持力層500mm以上。同時，樁間距應(yīng)控制在1.1～1.2m左右，并以矩形或三角形布置，確保樁基的穩(wěn)定性。

（2）水泥粉噴樁在施工前也要進行試樁，在試樁時可采用跳躍試樁或者連續(xù)試樁，并保證每次的試樁數(shù)量在5根以上。粉噴樁樁位偏差應(yīng)控制在50mm以內(nèi)，垂直偏差則不得大于樁長的1.5%。在成樁一個月之后方可對樁長進行檢測，檢測時應(yīng)在樁中心鉆芯，在樁體的上、中、下部位分別取樣檢測，以此來確定樁身是否深入硬土層。

4.工程實例分析

寧波市繞城高速公路甬江大橋位于樁號14+060處，屬于斜拉橋，跨度468m，一跨過江。該橋地處寧波平原，地勢平坦且軟土地質(zhì)分布十分廣泛，并且厚度較大，北岸淤積嚴重。軟土層可劃分為四個主要層次：該處理段地質(zhì)第一層為素填土，主要由亞粘土及淤泥質(zhì)土組成，層厚在1.20m左右；第二層為粘性土，層厚在2.60m左右，北薄南厚、局部夾雜薄層細砂，呈灰黑色；第三、四層為淤泥質(zhì)土，層厚20m左右，壓縮性較高、含少量貝殼，呈灰色或灰黑色；第四層為淤泥質(zhì)細砂層，層厚6.0m左右，流塑狀態(tài)、局部夾雜薄層細砂，呈灰黑色。

通過土層物理力學指標分析可知，該工程地質(zhì)條件較差，承載力低，且土體含水量較大。本工程設(shè)計采用水泥粉噴樁對地基進行處理，來提高土層壓縮模量、提高地基承載力，減少地基的不均勻沉降。粉噴樁直徑采用500mm，C40普通硅酸鹽混凝土，一次加固面積為0.195m2，總共打樁331根，每米水泥摻量為65kg，施工工期為10天。工程施工完成后，根據(jù)觀測資料，地基實際沉降量小于10mm，預(yù)計地基最終沉降量應(yīng)在20mm左右，未發(fā)生地基的不均勻沉降，地基加固效果良好。

參考文獻

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