基于DGR 技術(shù)處治橋頭跳車沉降預(yù)測研究

孫 董，谷 健

（中國市政工程西南設(shè)計研究總院有限公司，四川 成都 610081）

0 引言

運營期國省道往往交通量較大，由于橋臺路基處剛性與柔性沉降不均，易產(chǎn)生沉降差導(dǎo)致橋頭跳車現(xiàn)象產(chǎn)生，因此現(xiàn)通過寧波地區(qū)的一座橋頭過渡段處采用DGR 技術(shù)（深層注漿加固抬升技術(shù)（Deep Grouting Reinforcement，以下簡稱DGR）[1]，

DGR 技術(shù)對于處治運營期公路的橋頭跳車效果非常好，吳承霞[2]通過運用DGR 技術(shù)治理軟基研究表明，治理后的軟基承載力得到了一定的提升及沉降量得到相應(yīng)控制。深層注漿技術(shù)后的土層形成一層帷幕，阻止水的侵蝕，同時漿液與土體形成整體地基，承載力得到大幅提升，具有較高的穩(wěn)定性[3-5]。

現(xiàn)通過寧波鎮(zhèn)海區(qū)K178+928 處洪家橋采用DGR 技術(shù)來進(jìn)行橋頭跳車處治后的沉降預(yù)測研究。

1 DGR 技術(shù)理論與應(yīng)用

寧波市鎮(zhèn)海區(qū)的G329 國道上K178+928 洪家橋，其橋頭過渡段現(xiàn)場運用DGR 技術(shù)，如圖1 所示。

圖1 DGR 工藝現(xiàn)場注漿之實景

通過漿液的滲透、壓密、填充，與土體緩和后，漿液凝固后，與土體一起成為有效的整體組合，土體的整體性與承載力得到提高，且密實性較高，有效地防止地下水的侵蝕，經(jīng)過固結(jié)后，最終形成強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、剛度大的復(fù)合地基，能夠有效地減少路基沉降[6-9]。

DGR 技術(shù)可以在公路運營期間，避免公路大幅開挖，周期短、見效快、實用性較高。

2 DGR 技術(shù)曲線擬合法模型分析

路基沉降預(yù)測有各種各樣的方法，現(xiàn)采用常用的雙曲線模型和指數(shù)曲線模型[10]，通過相應(yīng)的模型公式，結(jié)合現(xiàn)場沉降數(shù)據(jù)代入后獲得相應(yīng)參數(shù)經(jīng)過公式進(jìn)行沉降預(yù)測（見表1）。

表1 曲線模型表

對于檢測曲線模型預(yù)測沉降的正確性，可引用相關(guān)系數(shù)來驗證：

式中：yi為實測沉降值；y0為實測沉降平均值；y'i為計算沉降值。R2稱為標(biāo)準(zhǔn)差，用來衡量所配的曲線與沉降觀測值擬合的好壞，它的平方根R 稱為相關(guān)系數(shù)。R2和R 愈大（愈接近1），則表明曲線回歸效果愈好[11]。

3 DGR 技術(shù)沉降曲線模型預(yù)測

位于鎮(zhèn)海區(qū)國道G329K178+928 處洪家橋現(xiàn)狀為四幅路，斷面如圖2 所示。

圖2 洪家橋各斷面位置圖

在進(jìn)行DGR 技術(shù)處治后，通過對現(xiàn)狀后續(xù)的沉降數(shù)據(jù)實測得到實測沉降曲線，同時對道路中心沉降數(shù)據(jù)通過指數(shù)曲線模型和雙曲線模型擬合斷面a、b、c、d 的沉降曲線，如圖3 所示。

圖3 洪家橋斷面沉降預(yù)測曲線圖

經(jīng)雙曲線模型、指數(shù)曲線模型計算，通過擬合方程計算，同時算出相關(guān)系數(shù)，具體計算結(jié)果如表2、表3 所列。

表2 洪家橋各斷面雙曲線模型相關(guān)參數(shù)及方程一覽表

表3 洪家橋各斷面指數(shù)曲線模型相關(guān)參數(shù)及方程一覽表

通過計算結(jié)果可知，指數(shù)曲線模型或者雙曲線模型擬合方程相關(guān)系數(shù)均大于0.9，計算結(jié)果表明這兩種曲線模型均適合擬合洪家橋路橋過渡段沉降預(yù)測。

4 橋頭斷面沉降發(fā)展規(guī)律分析

洪家橋在經(jīng)過DGR 技術(shù)處治路橋過渡段后，經(jīng)過后續(xù)時間的沉降數(shù)據(jù)實測，得出所經(jīng)時間與沉降關(guān)系實測關(guān)系，如圖4 所示。

圖4 橋頭斷面時間沉降關(guān)系圖

通過以上各橋頭斷面時間沉降關(guān)系圖可知，各斷面沉降曲線大致相同有些許差異，總趨勢大概一致，在90-120 d 時間段里沉降速度較快，后續(xù)沉降逐漸穩(wěn)定，在450 d 處最大累計沉降各斷面為18～24 mm 之間，總體來說沉降較小，處治效果較好。

5 DGR 方法預(yù)測沉降分析

通過前述計算參數(shù)代入雙曲線模型及指數(shù)曲線模型，可得洪家橋在DGR 技術(shù)處治下的最終沉降量值，洪家橋橋頭預(yù)測的最終沉降量如表4 所列。

表4 洪家橋橋頭預(yù)測最終沉降量一覽表

從表4 可知，雙曲線模型及指數(shù)曲線模型預(yù)測沉降結(jié)果差異較大，a 和b 斷面的指數(shù)曲線模型預(yù)測結(jié)果明顯不符合實際情況，相對來說運用雙曲線模型預(yù)測沉降更為合適，經(jīng)雙曲線模型預(yù)測最終沉降為50～100 mm。

指數(shù)曲線模型預(yù)測最終沉降不合適可能由于在DGR 技術(shù)處治后投入運營期時，剛開始的沉降還未穩(wěn)定，以及監(jiān)測點較少導(dǎo)致。

6 結(jié)論

通過對洪家橋路橋過渡段采用DGR 技術(shù)處治后，對后續(xù)沉降采用雙曲線模型及指數(shù)曲線模型進(jìn)行沉降預(yù)測研究，得出以下結(jié)論：

（1）DGR 技術(shù)處治橋頭跳車病害，從實測沉降數(shù)據(jù)來看治理效果較好。

（2）洪家橋橋頭的實測曲線擬合與雙曲線模型、指數(shù)曲線模型擬合相關(guān)系數(shù)較高。

（3）對于路橋過渡段的后續(xù)沉降預(yù)測，雙曲線模型相比指數(shù)曲線模型更適合。

（4）根據(jù)沉降預(yù)測，洪家橋橋頭的最終沉降量為50～100 mm。