填土基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)物回填土沉降處理

□呂 磊 □陳敦剛 □李龍海

（1 中國水利水電第十一工程局有限公司；2 商丘市柘城縣水利局）

1 工程簡況及存在問題

南水北調(diào)焦作1 段第二施工標(biāo)段，位于河南省焦作市區(qū)，設(shè)計樁號為Ⅳ33+700～Ⅳ38+000，標(biāo)段長度4.30km，標(biāo)段內(nèi)布置有8 座建筑物。其中跨南水北調(diào)中線一期工程總干渠分布有四座公路橋，即南通路公路橋橋梁全長125m，道路工程全長508.77m；民主路公路橋橋梁全長670.47m，路基長度440.73m；政二街公路橋橋梁全長334.52m，道路工程全長586.46m；焦東路公路橋橋梁全長334m，道路工程全長543.92m?？缜鳂蚺c引橋采取搭板銜接，道路路基壓實標(biāo)準(zhǔn)：路槽底面以下深度分別為0～0.80，0.80～1.50，>1.50m 時，壓實標(biāo)準(zhǔn)分別為≥95%、≥93%、≥90%。標(biāo)段內(nèi)渠道穿越地方河道布置有兩座倒虹吸，即普濟河倒虹吸，全長333m；閆河倒虹吸全長441m，倒吸進出口布置漸變段翼墻，構(gòu)筑物形成后，采取回填方式，恢復(fù)城市道路及河道，并與總干渠相接。

因道路基礎(chǔ)和構(gòu)筑物回填壓實標(biāo)準(zhǔn)相對總干渠渠堤回填標(biāo)準(zhǔn)偏低，尤其是橋梁搭板部位、倒虹吸頂部回填土路基，以及倒虹吸翼墻后背填土、部分橋梁路基出現(xiàn)了局部沉降現(xiàn)象。其中除焦東路主引橋間搭板采用泡沫混凝土充填未出現(xiàn)沉降外，其它三座公路橋搭板均出現(xiàn)不同程度的沉降，沉降最大值達到約20cm，個別搭板鋼筋混凝土斷裂，引起橋頭跳車；普濟河倒虹吸進口左側(cè)翼墻背后填土沉降，造成翼墻變形嚴(yán)重，破壞翼墻止水系統(tǒng)，局部混凝土拉裂，其它部位翼墻背后填土也不同程度沉降；部分公路在開放交通約1a 局部出現(xiàn)不同程度沉降，道路存在跳車現(xiàn)象，影響交通出行的舒適度。

經(jīng)分析，造成基礎(chǔ)及構(gòu)筑物回填土產(chǎn)生沉降的主要原因如下：①構(gòu)筑物回填時，填土攤鋪厚度過大，碾壓設(shè)備擊實能未傳遞至層間結(jié)合面處，致使回填土層間存在軟弱結(jié)合面，從而填土自身壓縮變形造成沉陷；②搭板及路基下部0.80m 以下回填壓實度偏小，路床下部填土壓縮變形造成路基基礎(chǔ)下陷。

2 施工方案選擇

因路基、搭板沉降區(qū)段位于焦作主城區(qū)最繁忙的主干道上，重新返修工程量大、處理時間長，并影響市內(nèi)交通通行調(diào)度，造成較大的社會影響。采取原位基礎(chǔ)處理措施，可以在保證交通通行的前提下，進行分期處理。即搭板、路基沉降處理采取一側(cè)開放交通、一側(cè)限制通行的方式分兩期處理。處理按照“恢復(fù)沉陷區(qū)域至設(shè)計標(biāo)高，不破壞路面結(jié)構(gòu)”原則進行，擬定采取粘土膏漿壓漿處理方案，并控制基礎(chǔ)抬動最大每日不超過3cm，以防止因抬動速率過大，造成基礎(chǔ)土體二次破壞。

2.1 漿材選擇

因搭板和路基基礎(chǔ)多為壤土，在此基礎(chǔ)上配制常規(guī)漿材易造成漿材失水，既影響漿材灌注效果，又會因土壤吸水過多而軟化。因此，漿材配制宜采取穩(wěn)定漿液。同時，要求填土地基灌漿材料結(jié)晶后與填土具有相近應(yīng)變特性的漿材，以便地基處理后的漿材塑性變形與填土變形接近，防止填土基礎(chǔ)不均勻變形和沉降。

2.2 漿材配合比試驗

為保證漿液結(jié)晶體塑性變形與土體一致，比照填土基礎(chǔ)內(nèi)塑性混凝土防滲墻確定指標(biāo)：抗壓強度1.50～3.00MPa，彈性模量300～600MPa。并采用粘土水泥漿為主，摻加膨潤土的雙摻工藝進行施工，為提高漿材膠體率，添加水玻璃等促凝劑。

2.3 灌漿孔和灌漿管選擇

為減少鉆孔灌漿對城區(qū)道路污染，所有灌漿孔采用煤電鉆或螺旋鉆施工，禁止帶水或泥漿固壁作業(yè)。為防止?jié){壓升高，對路基及路面抬動破壞，灌漿管埋入孔口1.00m 以下。

2.4 灌漿采取雙控措施

即灌漿壓力最大不得超過0.30～0.50MPa，單孔一次灌漿量不得超過50l/m，并控制單孔一次抬動變形量不得>1cm。

3 地基加固處理方法

3.1 鉆孔

鉆孔使用煤電鉆進行。鉆孔時鉆機要求安放平穩(wěn)，打地錨固定，并用水平尺校正機身和鉆機立軸，確保鉆機水平及鉆孔垂直；鉆孔時對孔內(nèi)地層情況、地下水位高程等進行詳細的記錄；鉆孔結(jié)束后，孔口埋1 寸管作為進漿管。

3.2 灌漿

壓漿前，用清水試壓，檢查管路暢通情況，管路即通即停；發(fā)現(xiàn)不通的，應(yīng)作好標(biāo)記，以便施工到該處時相應(yīng)增加鄰近管的注漿量。壓漿前必須對設(shè)備和管道進行檢驗；每盤水泥漿攪拌時間≥90s，漿液用64 目的篩網(wǎng)過濾后，置于儲漿罐中待用。儲漿罐中應(yīng)設(shè)攪拌器，用來防止水泥漿液離析或沉淀；施工中應(yīng)避免壓力過高，以防過早發(fā)生孔口抬動形成冒漿通道，宜采用先低速慢壓，后加壓注漿。壓力值控制在0.30～0.50Mpa；當(dāng)壓漿層注漿量偏大時，可采用二次壓漿法壓漿。需要進行二次壓漿時，第一次壓漿漿液中可適當(dāng)增加水玻璃用量，壓入單孔單位注入量后停止，待壓力為零后，卸掉堵頭，用清水清洗壓漿導(dǎo)管，洗后再封堵頭，停8-12h，再次壓漿；終止壓漿標(biāo)準(zhǔn)，采用壓漿量與壓力雙控。如壓力影響因素不確定時，可單獨以壓漿量作為控制標(biāo)準(zhǔn)。工作壓力>0.50MPa 且能維持1-2min，可終止壓漿，或當(dāng)間歇壓力<0.20MPa 且孔口冒漿，亦可終止壓漿；壓漿完成后卸掉堵頭，用清水沖洗壓漿導(dǎo)管，保證壓漿導(dǎo)管暢通,以備補強壓漿使用。

4 結(jié)語

該項目無類似工程施工經(jīng)驗可以參考，首次提出了路基及搭板基礎(chǔ)處理設(shè)計指標(biāo)，可供類似工程借鑒。漿材設(shè)計指標(biāo)在借鑒塑性混凝土的基礎(chǔ)上提出，柔性指數(shù)也是參考該類材料控制彈強比為200～300 提出（類似項目可以借鑒進行修改）。路基及搭板填土基礎(chǔ)處理深度按有關(guān)規(guī)范將車載力換算成影響厚度計算得出，只是作為設(shè)計處理深度的一個依據(jù)。還需要在工程實踐中進行修正和完善。

該方案綜合了膏漿擠密灌漿、劈裂灌漿及充填灌漿等灌漿機理而形成的一個處理方案，為類似工程的處理作了一個有益的探索。采用該處理綜合措施，施工成本較低，效果明顯，經(jīng)過近兩年運行，路基已基本穩(wěn)定，說明填土路基的處理取得成功。該成果已用于普濟河、閆河倒虹吸翼墻背后填土沉降處理，經(jīng)過2個雨季的考驗，其填土沉降已達到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，該成果可用于類似填土沉降區(qū)域的處理應(yīng)用。

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