關(guān)于路橋地基基礎(chǔ)沉降處治技術(shù)

華英杰

摘要： 隨著高速公路的發(fā)展，以及高速路程的延長，人們?cè)诠沸旭偵蠈?duì)舒適度要求也隨之升高，橋頭跳車現(xiàn)象是公路路橋上的普遍問題，影響了行車過程中的舒適性，并給行車的安全性帶來隱患。產(chǎn)生此現(xiàn)象的主要原因是公路橋過渡段的差異沉降，而差異沉降的產(chǎn)生大多數(shù)是因?yàn)榈鼗霈F(xiàn)沉降現(xiàn)象導(dǎo)致的，在處理此現(xiàn)象的過程中，也不得不面對(duì)地基處理等問題。由于公路已經(jīng)運(yùn)營過了一段時(shí)間，地基絕大多數(shù)已經(jīng)固結(jié)，所以針對(duì)地基進(jìn)行施工費(fèi)時(shí)費(fèi)力，很少采取此種處理方法。但是地基的地質(zhì)如果是軟土等不良地基，并且施工后沒完成沉降，那就必須采取對(duì)地基處理的方案。

Abstract： With the development of the expressway， and the extension of the high-speed road， people also set higher requirements on comfort when driving on expressway. Vehicle dumpping phenomenon is a common problem on the highway bridge， which affects the driving comfort， and brings safety risk of driving. The principal cause of this phenomenon is the differential settlement road bridge transition section， and the main cause of differential settlement is foundation settlement， so foundation treatment is necessary in dealing with this phenomenon. Because the road has been operating for a period of time， the foundation has been solidified， so foundation construction is hard and labor consuming. But if the foundation is soft soil and has been completely settled after the construction， foundation treatment scheme is a must.

關(guān)鍵詞： 地基沉降；處治方法；復(fù)合式地基；強(qiáng)化地基

Key words： foundation settlement；treatment method；composite foundation；strengthen the foundation

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）09-0092-02

0 引言

路橋交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展對(duì)人們生活水平的提升有很大的影響，因此，我國對(duì)路橋施工非常重視。路橋施工中存在著很多的問題，其中，路基不均勻沉降會(huì)對(duì)路橋正常運(yùn)營產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，會(huì)導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過度破壞，給行車安全帶來很大的隱患，同時(shí)也會(huì)增加一大筆養(yǎng)護(hù)和維修費(fèi)用。本文對(duì)路橋施工中路基不均勻沉降問題進(jìn)行了簡要分析，結(jié)合工程實(shí)例，詳細(xì)解析一套更完善的路橋地基基礎(chǔ)沉降處理技術(shù)及施工措施，并結(jié)合施工效果驗(yàn)證本方案的可行性，以期形成可供參照的技術(shù)資料。

1 常見地基類型的處治方法

在對(duì)地基處理的過程中，主要是針對(duì)巖體土的處理，巖體土的特點(diǎn)是復(fù)雜多變。因此，在實(shí)際處置過程中，沒有特定的處理手段，只能結(jié)合各類地基地質(zhì)的分布特點(diǎn)，選擇科學(xué)的地基處理方式或技術(shù)措施，同時(shí)根據(jù)不同的情況采用不同的方法，才能從根本上解決地基問題。

1.1 軟土地基 軟土中的空隙很小，可以采用袋裝砂井、粉噴樁、擠密樁等方式處理這類地基。比如，可以劈裂軟土然后進(jìn)行注漿，增強(qiáng)可灌性，用漿液充填劈裂面，這樣會(huì)導(dǎo)致地基土固結(jié)并且被擠出，從而提高地基土的固結(jié)程度，使得地基的承載力增強(qiáng)。也可以采用壓密注漿的方式，鉆孔向土層中壓入漿液，從而在鉆孔的周邊產(chǎn)生泡沫空間，起到擠壓密實(shí)的作用。如果土層中有排水通道，還可以使用電動(dòng)化學(xué)注漿方法，降低土質(zhì)中的含水量，使排水通道轉(zhuǎn)變?yōu)樽{通道。如果在通電時(shí)灌注硅酸鹽漿液，就可以形成硅膠通道，具有較強(qiáng)的固結(jié)力，增加地基的強(qiáng)度。如果土質(zhì)的含水量較高，但沒有排水通道，那么針對(duì)這樣的軟土地基，可以采用旋噴樁、擠密樁等方法進(jìn)行處理。

1.2 濕陷性黃土地基 濕陷性土是一種特殊土質(zhì)，是在土質(zhì)內(nèi)部自身重力的影響以及承載力的影響下，由于受水浸濕而導(dǎo)致的土質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變形而形成的土。當(dāng)然，在沒有收到水的浸濕時(shí)，它的強(qiáng)度很高；而在受到水的浸濕后，在自身壓力和外部壓力的作用下，土質(zhì)結(jié)構(gòu)快速改變，強(qiáng)度下降。因此，在對(duì)濕陷性黃土地基進(jìn)行處治中，通常采用強(qiáng)夯法或者注漿方法來提高土質(zhì)的密實(shí)程度，改善土質(zhì)的性能，從而消除黃土的濕陷性，提高地基的強(qiáng)度和承受能力。

1.3 沖填土地基 沖填土是人為的用水力沖填的方式而形成沉積的土。因此在充填過程中，地基的土質(zhì)與充填土的來源以及充填時(shí)的水利條件有很大的關(guān)聯(lián)。在處理過程中，對(duì)上部填土較厚的路堤，可以采用劈裂注漿法和壓密注漿法對(duì)地基進(jìn)行壓密擠壓；而對(duì)上部填土較薄的路堤，可以在路堤開挖后，采用還填土等方法進(jìn)行處理，從而提高地基強(qiáng)度。

2 降低地基沉降的處治方法

2.1 材料填充法 控制地基工后沉降問題，可以在確保路堤本身強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的范圍內(nèi)，減輕路堤的重量，控制地基承載量，從而避免地基被路堤過度擠壓，控制路堤沉降量。為了達(dá)到這一目的，同時(shí)確保路堤具有足夠的強(qiáng)度和良好的穩(wěn)定性，可以使用輕質(zhì)材料填充路基，從而減輕路堤的重量。但對(duì)這種材料也有一定的要求，那就是有較高的強(qiáng)度，并且在承受壓力的情況下不容易變形?？梢宰鳛榭紤]的材料主要有粉煤灰、可發(fā)性聚苯乙烯泡沫（但在我國的路堤填充中處于起步階段）、以及泡沫輕量土等。

2.2 排水固結(jié)法

2.2.1 排水固結(jié)法原理 排水固結(jié)法是對(duì)自然條件形成的地基或待改建地基中，設(shè)置袋裝砂井或塑料排水帶，然后利用路堤自身的重量對(duì)地基逐漸進(jìn)行施壓；或者在路段運(yùn)營之前，事先對(duì)地基進(jìn)行預(yù)壓，從而迫使土體中的水分在強(qiáng)大的擠壓力作用下排出土地，地基逐漸發(fā)生沉降，但是地基強(qiáng)度逐步增強(qiáng)的方法。排水固結(jié)法的原理是地基在壓力的擠壓下，通過設(shè)置的砂井或塑料排水袋等，使土體中的水從縫隙中被擠壓排出，縮小土體縫隙，通過加固地基提高地基強(qiáng)度，最終有效控制路堤的工后沉降。

2.2.2 針對(duì)改造路橋工程的防護(hù)措施 在對(duì)老舊路進(jìn)行改造中，新的拓寬路段與老舊路段之間必定會(huì)出現(xiàn)地基沉降差異的問題，隨著沉降差異的增加，一定會(huì)導(dǎo)致路面開裂。采用排水固結(jié)發(fā)加固這種軟質(zhì)土地基，能大大提高路基承載力，即使受到路面所受承受力的預(yù)壓，也只是加快了地基的固結(jié)速度，而不能解決地基的沉降差異問題，所以極容易導(dǎo)致路面的開裂。同時(shí)，采用排水固結(jié)法對(duì)地基進(jìn)行處理，通常需要在預(yù)壓過程中，需要加大預(yù)壓的重力，這會(huì)進(jìn)一步加大地基的沉降幅度，并且有可能對(duì)路堤構(gòu)成損害，與此同時(shí)，還會(huì)對(duì)老舊路段的排水問題構(gòu)成不同程度的影響。因此，在改造老舊路段、對(duì)路段進(jìn)行拼接處理時(shí)，如果要采用排水固結(jié)法進(jìn)行地基處理，需要施工人員根據(jù)不同的路段情形采取不同的防護(hù)輔助方案。如果在處理地基時(shí)，遇到地基沉降幅度較大的情況，可以在預(yù)壓荷載時(shí)對(duì)老舊路段進(jìn)行隔離措施，也就是在新路段與老路段之間搭設(shè)可以隔離兩個(gè)路段的隔離墻，使新路段被施加的荷載對(duì)老路段不能產(chǎn)生影響，防止地基沉降幅度過大而產(chǎn)生的路段開裂現(xiàn)象。同時(shí)，也防止了新路段與老路段的地基之間產(chǎn)生滲流，也就是類似一個(gè)豎向的隔離防滲透墻，由于此隔離墻的工序復(fù)雜，需要時(shí)間很長，并且新的施工拼接路段的地基需要2-3年的預(yù)壓時(shí)間，因此，對(duì)于施工工期要求很緊的路橋工程，隔離墻的使用受到了時(shí)間上的限制。

2.3 水泥粉煤灰碎石樁 （CFG樁） 最近幾年來，基于對(duì)復(fù)合式地基理論的探討，使得復(fù)合式地基理論的應(yīng)用很快發(fā)展，隨之而來的是一些新型樁型、設(shè)備、以及施工手段。比如說CFG樁，這個(gè)樁型是由碎石樁演變而來，是一種粘結(jié)力很強(qiáng)的一種樁型，主要由碎石、石屑、粉煤灰等材料混合適量的水和水泥攪拌而成。CFG樁的主體是碎石，碎石的空隙則由石屑填充，然后通過對(duì)水泥以及水的配比調(diào)和，使得樁體有很高的強(qiáng)度。同時(shí)，由于此種樁型有很強(qiáng)的粘結(jié)力，因此可以整體受力，并且可以充分發(fā)揮樁體與周圍的摩擦阻力以及端承力。復(fù)合地基有很強(qiáng)的地基承載力，同時(shí)具有地基沉降幅度小，地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定以及固結(jié)快等優(yōu)點(diǎn)。

2.4 深層攪拌樁 深層攪拌樁法是以水泥或者水泥漿作為固結(jié)劑，然后用深層攪拌機(jī)器進(jìn)行攪拌，在地基的底部就對(duì)軟土和固結(jié)劑進(jìn)行拌和，從而成為一種強(qiáng)度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、整體性好的固結(jié)體。同時(shí)，深層攪拌樁具有一系列優(yōu)點(diǎn)，分別為施工工期短、零排污、零噪音等。根據(jù)材料噴射狀態(tài)的不同，還可分為濕法和干法。濕法，也被稱為旋噴樁法，在噴射過程中，噴嘴邊噴射邊提升旋轉(zhuǎn)，使得加固體為圓柱形狀，主要被用于對(duì)地基進(jìn)行加固，提升地基的承載力，穩(wěn)定地基的結(jié)構(gòu)，即使地基表面承載壓力過大，也不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的變形。旋噴樁法雖然攪拌均勻，但在固化過程中需要較長時(shí)間，尤其是含水量過高時(shí)，則需要更長的時(shí)間固化，所以，旋噴樁適合對(duì)含水量低的地基土進(jìn)行處理。干法，也稱為粉噴樁法，是利用水泥粉、石灰粉等粉底固化劑進(jìn)行攪拌的方法。它的攪拌均勻性比較差，無法跟濕法相比，但是它需要的固化時(shí)間短，在一定程度上降低了樁土的含水量，增強(qiáng)了地基強(qiáng)度。因此，粉噴樁適合加固淤泥質(zhì)土、粉土、以及含水量高的各種飽和粘性土。

針對(duì)以上幾種方法，如果想應(yīng)用在已建公路路橋的地基，那么在處理地基的過程中，基本都是在路堤的邊坡還有路堤坡腳處進(jìn)行鉆孔施工，可以采用斜樁的方式處理路堤的地基，如果該路段的路堤填高比較小，也可以在路堤上直接進(jìn)行鉆孔施工。

3 工程案例

鎮(zhèn)江關(guān)車站站場路基起點(diǎn)里程：D2K205+594.344，終點(diǎn)里程：D2K206+158.724，全長為：564.38m。線路左側(cè)為鎮(zhèn)江關(guān)鎮(zhèn)，人口密集。國道G213于線路左側(cè)20m～100m與鐵路基本平行。站場路基分為Ⅰ線、Ⅱ線、A線、B線、牽引線及綜合工區(qū)檢修線（修1、修2、修3、修4）共9條線路及渡線兩條與通工區(qū)道路組成。線路路基為填方、挖方、半填半挖形式。最小填土高度0.111m，最大填土高度24.240m；最小挖方高度0.386m，最大挖方高度31.661m。時(shí)速200km/h基床厚2.5m，基床表層0.6m級(jí)配碎石。

施工期間觀測(cè)到基床存在不均勻沉降現(xiàn)象，沉降量瀕臨預(yù)警值。施工部立即啟動(dòng)基床沉降整治方案，采用排水固結(jié)法加固基床地基，以促進(jìn)非砂性土地基快速固結(jié)，彌補(bǔ)了地基缺陷，有效控制了沉降趨勢(shì)。按照《客運(yùn)專線軌道鐵路設(shè)計(jì)指南》要求，基床地基沉降控制標(biāo)準(zhǔn)為：路堤中心地面沉降速率每晝夜不得大于10mm，坡腳水平位移速率每晝夜不得大于5mm。該工程在加固施工后重新進(jìn)行了基床沉降觀測(cè)。在路堤中心和坡腳處分別設(shè)置2個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)。從表1所示觀測(cè)結(jié)果來看，加固后的基床沉降量全部在可控范圍內(nèi)，達(dá)到了鐵路軌道設(shè)計(jì)指南中的設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)論

本文的路基基礎(chǔ)沉降處治技術(shù)在鎮(zhèn)江關(guān)車站站場不均勻沉降路基基床中的合理運(yùn)用，使基床沉降趨勢(shì)得到了合理控制，措施得當(dāng)，而且沉降觀測(cè)結(jié)果顯示該技術(shù)方案切實(shí)可行。但是未來的工程建設(shè)中還有可能面臨新的問題，在沉降處治過程中，不可能只認(rèn)定一種特定的方法解決，應(yīng)該根據(jù)不同的情形采取不同的解決方案，盡量運(yùn)用不同的措施進(jìn)行綜合治理，以確保達(dá)到預(yù)期的整治效果。

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