某國道橋梁臺(tái)背路基病害勘察及成因分析

馬 秋 紅

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，山西 太原 030012)

1 工程概況

某國道互通跨線橋臺(tái)背為填方路段，填方高度約9 m，地基為Ⅰ級(jí)非自重濕陷黃土，處理方式采取水泥攪拌樁進(jìn)行處理。在路基施工過程中，水泥攪拌樁1-21,1-22,1-23,1-24,2-24號(hào)樁均出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，塌陷深度0.6 m～2.7 m，隨后又在路基范圍內(nèi)試打試樁15根，也均出現(xiàn)不同程度的下沉，路基右幅2-10排水泥攪拌樁未見下沉，但攪拌速度較快且無阻力。

為進(jìn)一步查明路基病害分布范圍特征、發(fā)育情況及原因，為處治設(shè)計(jì)提供地質(zhì)資料，對該段路基進(jìn)行工程地質(zhì)補(bǔ)充勘察。

2 項(xiàng)目區(qū)工程地質(zhì)條件

2.1 地形、地貌

項(xiàng)目區(qū)位于剝蝕堆積低山丘陵區(qū)，微地貌地形較平坦，緩坡，地表為Q3坡洪積物。

2.2 地層時(shí)代、成因及巖性特征

2.3 水文地質(zhì)條件

勘察期間地表干涸無水，在鉆探深度內(nèi)亦未揭示地下水。

2.4 濕陷性黃土

項(xiàng)目區(qū)表層分布Q3黃土(粉土)，稍密、稍濕，大孔隙發(fā)育，根據(jù)詳勘資料，按《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》判定，屬非自重濕陷場地，濕陷等級(jí)為Ⅰ級(jí)，濕陷厚度8.5 m。

2.5 地震烈度

根據(jù)GB 18306—2015中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖，橋址區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，地震反應(yīng)譜特征值為0.40 s，相應(yīng)于地震基本烈度7度。

3 路基病害勘察

3.1 調(diào)查情況

項(xiàng)目區(qū)為填方路段，位于緩坡丘陵區(qū)，微地貌為緩坡、沖溝，地形起伏較大。20世紀(jì)60年代，當(dāng)?shù)卮迕襁M(jìn)行填溝造田，整為平地。橋臺(tái)臺(tái)背路基在施工過程中，水泥攪拌樁1-21,1-22,1-23,1-24,2-24號(hào)樁在完成“四攪四噴”后，孔內(nèi)均出現(xiàn)下陷情況，孔內(nèi)塌陷深度0.6 m～2.7 m。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，1-21號(hào)樁與1-21-1號(hào)試樁于2.1 m深處已連通，且四周形成較大空洞。

3.2 鉆探情況及地層特征

表1 土層物理力學(xué)性質(zhì)分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

3.3 物探

為進(jìn)一步全面查清該路段的地層結(jié)構(gòu)，采用高密度直流電法，溫納裝置。共完成高密度測線8條，長度1 032 m，測點(diǎn)距2 m，測點(diǎn)516個(gè)。因現(xiàn)場施工機(jī)械及蓄水池、泥塘影響，測線走向大部分與路線斜交。通過本次電法勘探，基本查清廣武互通跨線橋小里程橋臺(tái)的土層結(jié)構(gòu)，結(jié)論如下。項(xiàng)目區(qū)局部地層可能含水率較高，土體濕軟，引起視電阻率偏低，表現(xiàn)為低阻異常。低阻異常區(qū)主要分布在線路的K1177+485～K1177+551約70 m范圍內(nèi)，為低阻異常1區(qū)(K1177+487～K1177+510右側(cè))、2區(qū)(K1177+485～K1177+512左側(cè))、3區(qū)(K1177+516～K1177+551)，低阻異常明顯(見圖1)，異常幅度較大，埋深也較大，約20 m～23 m；此區(qū)域的西南和東北部低阻異常不明顯，影響范圍較小，異常埋深較淺，約8 m～11 m。據(jù)此分析推測原黃土沖溝分布范圍。

4 病害原因分析

根據(jù)走訪當(dāng)?shù)卮迕?、地質(zhì)調(diào)查、鉆探和物探等手段綜合分析，項(xiàng)目區(qū)原為一黃土沖溝，西淺東深，平整造田后地面平緩，回填土未經(jīng)壓實(shí)，孔隙較大，地表水排泄不暢，匯聚下滲引起土體濕軟，并局部形成空腔。水泥攪拌樁施工過程中，在漿液噴射壓力的沖擊下，地表以下2 m～3 m處樁體四周形成較大空洞，漿液向外流失，從而造成樁體出現(xiàn)“塌孔”現(xiàn)象。

5 處治建議

結(jié)合物探解譯結(jié)果綜合分析：1)物探低阻異常1區(qū)，里程樁號(hào)K1177+487～K1177+510，位于路基右幅，部分水泥攪拌樁施工已完成，但尚未完全形成漿液結(jié)實(shí)體，地表水下滲，土體仍濕軟，表現(xiàn)為低阻異常。建議待漿液完全形成結(jié)實(shí)體后做進(jìn)一步檢測工作，確保地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求。2)物探低阻異常2區(qū)，里程樁號(hào)K1177+485～K1177+512，位于路基左幅，地表人工填土厚約5 m～8 m，地表水下滲，土體濕軟，呈軟塑狀態(tài)，深度約12 m～15 m，建議將此區(qū)域內(nèi)的人工填土挖除，重新?lián)Q填處治。3)物探低阻異常3區(qū)，里程樁號(hào)K1177+516～K1177+551，位于跨線橋小里程橋臺(tái)與1號(hào)橋墩之間，該區(qū)域地表為橋梁樁基施工的蓄水池及流水渠，地表水長期浸泡并下滲，造成土體濕軟，深度約10 m～15 m，建議對施工用水采取隔離措施，并對濕軟土體進(jìn)行處治，以避免地表水下滲對橋梁樁基造成影響。4)建議綜合考慮該填方路段的排水設(shè)計(jì)，做好排水措施，將西側(cè)村莊排放的水體進(jìn)行合理引流，保證公路的運(yùn)營安全。5)建議對該路段左側(cè)坡腳做支擋處理，防止地表水匯集浸泡軟化路基坡腳，影響路基穩(wěn)定。

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