關于路橋地基基礎沉降處治技術

華英杰

摘要： 隨著高速公路的發展，以及高速路程的延長，人們在公路行駛上對舒適度要求也隨之升高，橋頭跳車現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。產生此現象的主要原因是公路橋過渡段的差異沉降，而差異沉降的產生大多數是因為地基出現沉降現象導致的，在處理此現象的過程中，也不得不面對地基處理等問題。由于公路已經運營過了一段時間，地基絕大多數已經固結，所以針對地基進行施工費時費力，很少采取此種處理方法。但是地基的地質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.

關鍵詞： 地基沉降；處治方法；復合式地基；強化地基

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

中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）09-0092-02

0 引言

路橋交通運輸行業的發展對人們生活水平的提升有很大的影響，因此，我國對路橋施工非常重視。路橋施工中存在著很多的問題，其中，路基不均勻沉降會對路橋正常運營產生嚴重的影響，會導致路面結構出現過度破壞，給行車安全帶來很大的隱患，同時也會增加一大筆養護和維修費用。本文對路橋施工中路基不均勻沉降問題進行了簡要分析，結合工程實例，詳細解析一套更完善的路橋地基基礎沉降處理技術及施工措施，并結合施工效果驗證本方案的可行性，以期形成可供參照的技術資料。

1 常見地基類型的處治方法

在對地基處理的過程中，主要是針對巖體土的處理，巖體土的特點是復雜多變。因此，在實際處置過程中，沒有特定的處理手段，只能結合各類地基地質的分布特點，選擇科學的地基處理方式或技術措施，同時根據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行注漿，增強可灌性，用漿液充填劈裂面，這樣會導致地基土固結并且被擠出，從而提高地基土的固結程度，使得地基的承載力增強。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生泡沫空間，起到擠壓密實的作用。如果土層中有排水通道，還可以使用電動化學注漿方法，降低土質中的含水量，使排水通道轉變為注漿通道。如果在通電時灌注硅酸鹽漿液，就可以形成硅膠通道，具有較強的固結力，增加地基的強度。如果土質的含水量較高，但沒有排水通道，那么針對這樣的軟土地基，可以采用旋噴樁、擠密樁等方法進行處理。

1.2 濕陷性黃土地基 濕陷性土是一種特殊土質，是在土質內部自身重力的影響以及承載力的影響下，由于受水浸濕而導致的土質結構發生明顯變形而形成的土。當然，在沒有收到水的浸濕時，它的強度很高；而在受到水的浸濕后，在自身壓力和外部壓力的作用下，土質結構快速改變，強度下降。因此，在對濕陷性黃土地基進行處治中，通常采用強夯法或者注漿方法來提高土質的密實程度，改善土質的性能，從而消除黃土的濕陷性，提高地基的強度和承受能力。

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，地基的土質與充填土的來源以及充填時的水利條件有很大的關聯。在處理過程中，對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地基進行壓密擠壓；而對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行處理，從而提高地基強度。

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度和結構的范圍內，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。為了達到這一目的，同時確保路堤具有足夠的強度和良好的穩定性，可以使用輕質材料填充路基，從而減輕路堤的重量。但對這種材料也有一定的要求，那就是有較高的強度，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 排水固結法

2.2.1 排水固結法原理 排水固結法是對自然條件形成的地基或待改建地基中，設置袋裝砂井或塑料排水帶，然后利用路堤自身的重量對地基逐漸進行施壓；或者在路段運營之前，事先對地基進行預壓，從而迫使土體中的水分在強大的擠壓力作用下排出土地，地基逐漸發生沉降，但是地基強度逐步增強的方法。排水固結法的原理是地基在壓力的擠壓下，通過設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度，最終有效控制路堤的工后沉降。

2.2.2 針對改造路橋工程的防護措施 在對老舊路進行改造中，新的拓寬路段與老舊路段之間必定會出現地基沉降差異的問題，隨著沉降差異的增加，一定會導致路面開裂。采用排水固結發加固這種軟質土地基，能大大提高路基承載力，即使受到路面所受承受力的預壓，也只是加快了地基的固結速度，而不能解決地基的沉降差異問題，所以極容易導致路面的開裂。同時，采用排水固結法對地基進行處理，通常需要在預壓過程中，需要加大預壓的重力，這會進一步加大地基的沉降幅度，并且有可能對路堤構成損害，與此同時，還會對老舊路段的排水問題構成不同程度的影響。因此，在改造老舊路段、對路段進行拼接處理時，如果要采用排水固結法進行地基處理，需要施工人員根據不同的路段情形采取不同的防護輔助方案。如果在處理地基時，遇到地基沉降幅度較大的情況，可以在預壓荷載時對老舊路段進行隔離措施，也就是在新路段與老路段之間搭設可以隔離兩個路段的隔離墻，使新路段被施加的荷載對老路段不能產生影響，防止地基沉降幅度過大而產生的路段開裂現象。同時，也防止了新路段與老路段的地基之間產生滲流，也就是類似一個豎向的隔離防滲透墻，由于此隔離墻的工序復雜，需要時間很長，并且新的施工拼接路段的地基需要2-3年的預壓時間，因此，對于施工工期要求很緊的路橋工程，隔離墻的使用受到了時間上的限制。

2.3 水泥粉煤灰碎石樁 （CFG樁） 最近幾年來，基于對復合式地基理論的探討，使得復合式地基理論的應用很快發展，隨之而來的是一些新型樁型、設備、以及施工手段。比如說CFG樁，這個樁型是由碎石樁演變而來，是一種粘結力很強的一種樁型，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，然后通過對水泥以及水的配比調和，使得樁體有很高的強度。同時，由于此種樁型有很強的粘結力，因此可以整體受力，并且可以充分發揮樁體與周圍的摩擦阻力以及端承力。復合地基有很強的地基承載力，同時具有地基沉降幅度小，地基結構穩定以及固結快等優點。

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劑，然后用深層攪拌機器進行攪拌，在地基的底部就對軟土和固結劑進行拌和，從而成為一種強度高、穩定性強、整體性好的固結體。同時，深層攪拌樁具有一系列優點，分別為施工工期短、零排污、零噪音等。根據材料噴射狀態的不同，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，使得加固體為圓柱形狀，主要被用于對地基進行加固，提升地基的承載力，穩定地基的結構，即使地基表面承載壓力過大，也不會產生嚴重的變形。旋噴樁法雖然攪拌均勻，但在固化過程中需要較長時間，尤其是含水量過高時，則需要更長的時間固化，所以，旋噴樁適合對含水量低的地基土進行處理。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間短，在一定程度上降低了樁土的含水量，增強了地基強度。因此，粉噴樁適合加固淤泥質土、粉土、以及含水量高的各種飽和粘性土。

針對以上幾種方法，如果想應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行鉆孔施工。

3 工程案例

鎮江關車站站場路基起點里程：D2K205+594.344，終點里程：D2K206+158.724，全長為：564.38m。線路左側為鎮江關鎮，人口密集。國道G213于線路左側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。時速200km/h基床厚2.5m，基床表層0.6m級配碎石。

施工期間觀測到基床存在不均勻沉降現象，沉降量瀕臨預警值。施工部立即啟動基床沉降整治方案，采用排水固結法加固基床地基，以促進非砂性土地基快速固結，彌補了地基缺陷，有效控制了沉降趨勢。按照《客運專線軌道鐵路設計指南》要求，基床地基沉降控制標準為：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行了基床沉降觀測。在路堤中心和坡腳處分別設置2個沉降觀測點。從表1所示觀測結果來看，加固后的基床沉降量全部在可控范圍內，達到了鐵路軌道設計指南中的設計要求。

4 結論

本文的路基基礎沉降處治技術在鎮江關車站站場不均勻沉降路基基床中的合理運用，使基床沉降趨勢得到了合理控制，措施得當，而且沉降觀測結果顯示該技術方案切實可行。但是未來的工程建設中還有可能面臨新的問題，在沉降處治過程中，不可能只認定一種特定的方法解決，應該根據不同的情形采取不同的解決方案，盡量運用不同的措施進行綜合治理，以確保達到預期的整治效果。

參考文獻：

[1]戴嘉宏.相鄰建筑物地基沉降的問題分析[J].中小企業管理與科技，2013（2）.

[2]陳曉燕，張宏博，宋修廣.湖相軟土區路基填筑引起的地基沉降特性研究[J].路橋與汽運，2012（1）.

[3]寧曉美 和-庫路橋工程軟弱土地基處理方法簡介[J].西部探礦工程，2014，19（9）.