成形路基地基沉降处理探讨

2012-08-15沈火林

山西建筑 2012年26期

沈火林

(湖州市交通工程质量安全监督站，浙江湖州 313000)

1 工程概况

浙北某一级公路，双向四车道，设计速度80 km/h，沥青混凝土路面。2006年3月～10月，路堤填筑，并逐步到位，而后按设计要求进行预压。2007年8月～10月，各路段陆续完成预压，路基稳定，开始卸载。2008年3月，K12+270～K12+390路段出现沉降异常，据观测记录：20 d内发生50 mm～80 mm的沉降，且同桩号左右幅沉降不一，存在16 mm～25 mm的差异。

2 原因分析

根据地质资料，基底存在淤泥质亚粘土，最大深度达9.6 m，土质不均，夹亚砂土条纹，局部夹淤泥薄层，呈流塑。经计算，路基稳定满足要求。经现场了解，2008年2月起，当地群众在该路两侧开挖鱼塘，塘底标高约为-1.3 m～-1.8 m。鱼塘的开挖，使该路段地下水位降低，土压力增加，土体压缩，从而造成较大沉降。另外，开挖鱼塘，使地基侧面约束解除，且地基土体产生侧向位移，进一步加剧了土基下沉降。

3 处理方案比较

由于路基已填筑完成，地基处治方案的选择应考虑对现有路堤和路面结构破坏小，对交通干扰小，技术成熟可靠。常用的方法有高压喷射注浆法、充填渗透注浆法、劈裂注浆法。

3.1 高压喷射注浆法

它包括旋喷、定喷和摆喷三种注浆形式。旋喷桩即旋喷注浆形成的桩。由于高压喷射注浆的喷射压力在20 MPa以上，所以喷射流的能量大、速度快，对从粒径很小的细粒土到粒径很大的卵石、碎石土均有巨大的冲击破碎和搅动作用，使注入的浆液和土搅拌均匀凝固为新的固结体。根据经验，该方法对淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、碎石土和人工填土等地基都有良好的处理效果。

3.2 充填渗透注浆法

它采用注浆花管将具有胶结性的浆液材料注入地层，充填土颗粒、碎石颗粒及其他堆积物的空隙、土层界面和岩石裂隙，使其扩散、膨胀、胶凝和固化，将散粒或散块结构变成整体结构，从而提高其力学强度。一般适用于大孔隙、大空洞的地基和有裂隙的岩石，粒径在中砂以上的砂性土地基也可采用。当地基为粉性土或粘性土时，应采用破坏土体结构的劈裂注浆法，其注入浆液在土中的流动路线是纵横交叉的脉状网络，土中仅存在浆液自身的固结脉和被压密的土体。这种由固结脉和压密土体构成的复合土的强度比未注浆前的地基土强度稍有提高。

3.3 浸水法

它处理黄土湿陷地区的土坝、渠道等水工建筑基础，在20世纪60年代后工业与民用建筑领域也引入了浸水法。它用水量大，工期长，在一般情况下，一个场地从浸水起到下沉稳定以及土的含水量降低到一定要求时所需要的时间，至少要1年左右。因此，浸水法只能在具备充足水源，较长施工期的条件下采用。即使不考虑工期和水源问题，对于既有路基浸水，无法保证地基均匀浸湿下沉，路基路面将受到严重破坏。

3.4 方案选定

以上三种处理方式的共同特点是由一根直径约5 cm～10 cm的注浆管，通过调节注浆压力，在需要加固的部位形成不同直径(体积)的加固体，对既有结构的破坏较小。由于旋喷桩注浆法较适合于本路段土质，且土体与浆液搅拌均匀，形成复合地基，质量容易控制，经综合分析比较，采用旋喷桩注浆(水泥)法对沉陷路基进行处理。

4 旋喷桩设计

旋喷桩复合地基设计从稳定和沉降两方面控制，经观测，本路段稳定指标未超标，因此，地基处理侧重于沉降控制。

旋喷桩在平面上呈正三角形布置，间距为1.5 m，并根据实际需要也可适当进行间距调整。钻孔须穿过淤泥层，并进入地基持力层0.5 m，钻孔直径7.6 cm，旋喷桩平均桩径为60 cm。旋喷桩固结材料选用32.5R普通硅酸盐水泥，每延米桩长的水泥掺入量为200 kg，注浆用浆液水灰比为1∶1，28 d无侧限抗压强度取1.5 MPa。旋喷注浆压力不小于20 MPa，桩长以穿过被加固土层进入圆砾层(持力层)0.5 m控制。

5 施工注意事项

旋喷桩采用单管法施工，场地平整→测量放样→钻机就位及钻孔→插管→旋转喷射作业→孔口充填→清洗设备→移动机具。

在插管过程中，为防止泥浆堵塞喷嘴，可边射水边插管，水压力一般不宜超过1 MPa。当注浆管插入孔内预定深度后，即可自下而上进行旋转喷射作业，直至桩顶设计标高。高压旋喷桩施工完成后，采用较稠的水泥浆对钻孔进行回灌填实。为增大承载力和保证质量，旋喷桩底部和顶部应进行复喷，且顶部伸入路堤内20 cm。喷射固结体单轴抗压强度(28 d)标准值不小于1.5 MPa。成桩后，宜采取钻孔取芯法进行检测。对钻孔取芯芯样进行室内无侧限抗压强度测试，28 d强度不小于1.5 MPa。