高壓旋噴樁在“橋頭跳車”加固處理中的應用

摘 要：本文根據對渭蒲高速公路某橋橋頭軟土地基不均勻沉降進行的加固處理，分析了高壓旋噴加固方法處理軟土基地的可行性。經過通車后一年多的使用，加固效果明顯，可以應用于已建高速公路的路基加固工程。

關鍵詞：旋噴樁高壓噴射注漿地基處理

中圖分類號：U416文獻標識碼：A文章編號：1674-098X(2011)06(a)-0096-01

1 引言

橋頭出現的跳車現象，已成為高速公路的多發常見病害，橋頭跳車病害雖然不會馬上破壞橋梁的安全運營，但是病害會極大的影響行車的舒適性、縮短橋梁結構的使用年限，甚至會造成人們生命和財產的損失。

橋頭跳車是橋臺剛性基礎與軟土路基柔性基礎沉降差異引起的，解決橋頭跳車問題主要就是要減少橋臺與臺后路基工后不均勻沉降。新建工程主要措施有以下兩種方法[1]：1)排水固結法;2)復合地基法。

對于已建工程，由于橋臺與路面間的不均勻沉降已經產生，需要對路基進行加固時，普通的方法很難穿透路基填土層。此時高壓旋噴樁以其特殊的原理與施工工藝，能夠達到穿越路基的目的。

旋噴樁復合地基即以旋噴樁作為豎向增強體與樁間土加上其上的墊層構成復合地基。所謂旋噴樁[2]（高壓噴射注漿）就是利用旋噴鉆機將預先配置好的水泥漿液通過高壓脈沖泵使液流獲得巨大能量后，通過注漿管道從高壓噴嘴中高速噴射，形成一股能量高度集中的液流。切削土體的同時，鉆桿以一定的速度邊旋轉，邊提升，從而使漿液于土體充分攪拌，并按一定的漿土比例和質量大小有規律地重新排列，膠結硬化后邊形成一個有一定直徑的柱狀固結體。此法在軟弱土層中形成由水泥固結體與樁間土組成的復合地基，可大大提高地基的抗剪強度，改善土的變形性質，提高地基承載力，減少地基的沉降變形。旋噴樁法具有設備簡單、施工速度快、機械化程度高、用途廣、成本低的特點。適用于軟土及濕陷性黃土地基中。

本文通過渭蒲高速公路某橋橋頭軟土地基不均勻沉降進行的加固處理，嘗試將旋噴樁應用于高速公路軟土地基事后加固，并總結出高壓旋噴樁在高速公路地基處理應用過程中的經驗教訓，以供實踐參考。

2 工程概況

渭蒲高速公路A0-1標段K1+166及K1+377通道小橋臺后路基出現下沉，搭板與臺背間出現了裂縫，需要對橋頭搭板處軟基采用旋噴樁加固處理。

現場地勘資料顯示，該工點土層地質結構由上至下分布及厚度情況依次為：①人工填土層，即素填土，層厚5.1m；②亞巖土，層厚1.1m；③淤泥，層厚10.9m；④含淤泥粗砂，層厚2m；⑤亞粘土，層厚3.2m；⑥含泥砂，層厚2.8m；⑦粘性土，層厚10.7m；⑧強風化黑云母花崗巖。

旋噴樁加固的縱向范圍為現有裂縫兩側和過渡板范圍，橫向范圍為路肩寬度，旋噴樁間距為200×200cm，錯開梅花形布置，具體布置見附圖所示。

從路基一側開始施工。首排旋噴樁的旋噴深度為地面下3m，以后每排旋噴樁的旋噴深度遞增3m，直到進入淤泥層下0.5m為止。這樣的排列方式能夠形成一個比較平緩的過渡段，以免形成新的不均勻沉降，即在加固區與未加固區出現沉降差。

3 旋噴樁復合地基承載力計算

復合地基的極限承載力可用下式表示：

（1）

式中：，—— 復合地基、樁間土的承載力標準值；

—— 樁間土承載力折減系數

—— 復合地基置換率，，其中為樁體面積，為對應的加固面積

—— 攪拌樁的單樁豎向承載力標準值，取以下二式計算結果的小值：

（2）

（3）

式中—— 與旋噴樁水泥土配方相同的立方體試塊在室內測定的無側限抗壓強度標準值

—— 樁身周長和樁長

—— 樁周土的平均摩阻力標準值，對于淤泥可取5～8kPa，淤泥質土可取8～12kPa，粘性土可取8～12kPa；

—— 樁端土的天然地基承載力標準值

，—— 折減系數，可取，

本例中

4 沉降計算結果

復合地基的沉降分為上、下兩部分，其一為復合地基加固區部分即加固區的壓縮量，這部分數值很小，可以忽略不計；其二為下臥層的壓縮量，可按分層總合法計算：

（4）

本例中：加固前地基沉降量為：151mm；加固后復合地基下臥層共有3層，計算得的沉降量為22.5mm

5 結論

高壓旋噴樁加固方法，由于所需鉆孔的尺寸很小，直徑只有5cm，能夠穿越堅固的填土層，進入天然地基進行加固，而且施工方便，能夠不擾動原有路基結構。

高壓旋噴樁能有效的減少總沉降量，特別是樁身范圍沉降量，沉降量收斂快，有效減少差異沉降。

由于條件的限制，我們并未對成樁后的水泥土取芯，因此也未得到其實際的強度。但從通車一年多時間以來的使用情況來看，加固效果十分理想。

設置的一個比較平緩的過渡段，沒有產生新的不均勻沉降，消除了橋頭跳車的問題。

參考文獻

[1]王啟銅.運用復合地基方法解決橋臺跳車問題.高速公路軟弱地基處理理論與實踐.

[2]林其超.高壓旋噴樁在工程地基處理中的應用.福建建筑，2004，4.

[3]地基及基礎.中國建筑工業出版社.