橋臺臺背地基處理方法的設計與施工

郭素梅， 朱 潔

河南省第二公路工程有限公司（450052）

本文通過開封至通許線上兩處分別用碎石樁和粉噴樁處理橋頭軟土地基的工程實例，探討其優缺點。

1 工程實例

武寨（Ⅱ）分離式立交（以下簡稱Ⅰ區），橋梁中心樁號K142＋849，采用樁柱式橋臺，臺后填土高6 m。地下穩定水位深5.0m。臺后地質情況從上向下為:①0～1.4m為填筑土，標貫平均擊數7.0;②1.4～10.50為亞砂土,標貫平均擊數7.2，容許承載力125 kPa，極限摩阻力35 kPa；③10.5～22.0m為亞砂土，標貫平均擊數19.2，容許承載力150 kPa，極限摩阻力45 kPa。

冢上分離式立交（以下簡稱Ⅱ區），橋梁中心樁號K161+190，采用樁柱式橋臺，臺后填土高5.5 m。地下穩定水位深2.0m。臺后地質情況從上向下為:①0～5.0m為填筑土，標貫平均擊數7.5，容許承載力 125 kPa，極限摩阻力 35 kPa；②5.0～28.0為中砂土,標貫平均擊數78.2,容許承載力350 kPa，極限摩阻力50 kPa。

2 設計

考慮地質情況:Ⅰ區軟土層厚10.50 m，Ⅱ區軟土層厚5.0 m。Ⅰ區地質情況比Ⅱ區的情況要差。同時，考慮工程施工單位和業主單位的要求，在Ⅰ區采用粉噴樁（水泥粉體）處理橋頭軟土地基，在Ⅱ區采用碎石樁處理橋頭軟土地基。

1）處理范圍:當橋頭容許工后沉降為30 cm時，按車速為120 km/h進行計算，選用緩沖區長度20～30m，其車輛跳動最大高度為1.5～2 cm，跳動最大水平距離小于3 m，可滿足我國一般車輛輪距要求而不至發生跳動現象。選取復合地基的處理范圍為自橋頭起約30m長，寬度與路基底部同寬。

2）樁距:復合地基的沉降量介于橋頭與路基之間，為更好地發揮緩沖區的作用，避免二次橋頭跳車，采取了變間距設計。從橋頭起10m內，樁間距為1.00m；10～20m內，樁間距為1.40m；20～30m內，樁間距為1.80m。Ⅰ區與Ⅱ區地基處理布置一致。

3）樁徑和樁長:根據以往施工和設計經驗，結合地質資料，確定水泥攪拌樁和碎石樁的樁徑都為0.5m。在Ⅰ區，以第③層為持力層，故確定水泥攪拌樁樁長為11m。在Ⅱ區，以第②層為持力層，故確定碎石樁樁長為5.5m。

3 施工

3.1 粉噴樁施工

Ⅰ區在地面下5m有穩定的地下水，各層土體含水率基本上大于25%，故考慮用干法施工，噴粉量擬定為 50 kg/m，工地上采用粉體攪拌機械，施工前進行成樁試驗，能達到設計要求。

在施工過程中需確保攪拌次數和復攪深度。水泥土攪拌法施工的實質就是將固化劑——水泥通過攪拌機械將水泥和周圍的軟土充分拌和均勻,因此攪拌次數是一項極為重要的施工參數，可通過試樁試驗確定。當噴完規定的水泥，攪拌機械提升到地面后，必須重復攪拌下沉，再攪拌提升一次，即復攪一次，保證水泥和土攪拌均勻。

3.2 碎石樁施工

Ⅱ區碎石樁施工采用振擠沉管法，工地采用振動打樁機械,施工前進行成樁試驗，確定各設計參數與工程實際相符。

考慮到樁身較短，施工時采用一次拔管法。施工時注意質量控制，通過拔管速度控制樁身的連續性和密實度，拔管速度通過成樁試驗確定；通過填石的數量控制樁身直徑，利用振動將樁靴充分打開，順利下料，當石料數量達不到設計要求時，要在原位再沉管投料一次或在旁邊補打一根樁。

4 結語

1）在進行大面積施工之前，考慮設計與實際工程中的差別，需要進行成樁試驗，來檢驗各設計參數是否正確。

2）粉噴樁屬于半剛性樁，而碎石樁屬于散體材料樁，通過復合模量法計算的沉降，都能達到設計要求。

3）碎石樁在施工時采用振動沉管法，對周圍土體有擠密作用，在處理橋頭軟土時，離橋臺樁基只有25 cm，對橋臺樁基有側向水平力，對樁基有影響（影響大小有待研究）；而粉噴樁有擾動但輕微，無明顯側向水平力。

4）碎石樁處理軟土地基后，樁體內碎石之間間隙較大，結合砂石墊層后排水效果比粉噴樁要好,有利于地基排水固結。

[1]徐至鈞主編.振沖法和砂石樁法加固地基[M].北京:機械工業出版社,2005.

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