临海软基地区现浇箱梁支架地基处理措施

□文/陈秀英 杨占奎 郜 轶

临海软基地区现浇箱梁支架地基处理措施

□文/陈秀英 杨占奎 郜 轶

现浇箱梁对地基承载力要求较高，在临海新近成陆地区施工，其支架基础坐落在未完全固结的地基上，极易造成沉降量较大和难于控制，在浇筑混凝土过程中以及张拉施工前出现质量事故，造成梁体出现裂缝，所以必须对软基进行地基加固处理，以提高复合地基承载力使之满足使用要求。

现浇箱梁；地基；临海；软土；承载力；加固；支架

随着城市建设和港口开发的需要，我国临海经济发达地区逐步在向海洋拓展发展空间，利用围海抽填方式造陆造港，在新近成陆区域进行基础设施的建设。临海区域的基础设施建设在跨越构筑物时，多采用预制梁或现浇箱梁方式，现浇箱梁具有整体性好、结构刚度大、外形美观等诸多优点，被广泛地应用于桥梁建设，但是现浇箱梁对地基承载力要求较高，在临海新近成陆地区施工，其支架基础坐落在未完全固结的地基上，极易造成沉降量较大和难于控制，浇筑混凝土过程中以及张拉施工前出现事故，造成梁体出现裂缝，所以必须对软基进行地基加固处理，以提高复合地基承载力使之满足使用要求。

1 工程概况

红旗路互通式立交桥采用“半定向、半苜蓿叶组合型、三层互通立交”形式。桥梁部分共包括两条主线桥；13 条匝道线，A、F、G、H、I、J、K线为桥梁结构，B、C、D、E、L、M线为路基结构；总桥面积为134 014 m2。主线桥东西走向，跨越海滨大道、次海堤、景观河道、规划铁路、管廊、海港路。次海堤以东区域为2009年抽填成陆区，地表以下平均6 m为抽填土层加人工杂填土，孔隙率大、含水量高、透水系数小、自立性差，表层日晒后形成封闭干硬层，厚度30 cm，其下土层孔隙水不易蒸发。地表观测年自然固结沉降约100 mm。该桥为连接工业区港口的主干道路，主要满足重载车辆通行（设计标准特900荷载），上部结构全部为3～4跨现浇连续箱梁。

2 地质情况

场地埋深75.0 m范围，自上而下地层情况如下。

1）人工填土层。全场地均有分布，层厚1.00～3.60 m，层底标高为2.93～0.39 m，主要由素填土组成，呈褐色，软塑状态，粘土、粉质粘土。局部为淤泥、杂填土。人工填土填垫年限＜10 a。

2）全新统上组陆相冲积层。

3）全新统中组海相沉积层。层厚14.90～18.70 m，顶板标高2.93～-0.39 m，该层土从上而下分为3个亚层。

（1）粉质粘土。厚度1.10～4.30 m，呈灰色，流塑状态为主，有层理，含贝壳，属高压缩性土。局部夹粉土、粘土透镜体。

（2）软粘土、淤泥质粘土。厚度一般为10.80～14.60 m呈灰色，流塑～软塑状态，有层理，含贝壳，属高压缩性土。局部夹粉质粘土、淤泥质粉质粘土透镜体。土质较软，强度较低。

（3）粉质粘土。厚度一般为0.70～2.80 m，呈灰色，软塑状态，有层理，含贝壳，属中压缩性土。局部夹粘土透镜体。水平方向上土质较均匀，分布较稳定。

4）全新统下组沼泽相沉积层。厚度0.90～2.98 m，顶板标高-14.49～-16.63 m，主要由粉质粘土组成，呈黑灰～浅灰色，可塑状态，无层理，含有机质、腐植物，属中压缩性土。局部夹粘土透镜体。水平方向上土质较均匀，分布较稳定。

5）全新统下组陆相沉积层。层厚5.80～9.70 m，顶板标高-15.93～-18.19 m，从上而下分为2个亚层。

（1）粉质粘土。厚度2.30～8.30 m，呈褐黄色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。局部夹粉土、粘土透镜体。

（2）粉土。厚度1.00～5.50 m，呈褐黄色，密实状态，无层理，含铁质，属中（偏低）压缩性土。局部夹粉质粘土透镜体。水平方向上土质较均匀，分布较稳定。

6）上更新统第五组陆相沉积层。层厚4.50～8.30 m，顶板标高-22.65～-26.45 m，主要由粉质粘土组成，呈灰黄色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。局部夹粉土、粘土透镜体。水平方向上土质较均匀，分布较稳定。

7）上更新统第四组滨海潮汐带沉积层。层厚5.00～10.00 m，顶板标高-29.67～-31.82 m，主要由粉质粘土组成，呈灰色，可塑状态，有层理，含贝壳，属中压缩性土。局部夹粉土、粘土透镜体。水平方向上土质较均匀，分布较稳定。

8）上更新统第三组陆相沉积层。层厚21.20～24.70 m，顶板标高-36.47～-40.03 m，水平方向上土质较均匀，分布较稳定。从上而下分为4个亚层。

（1）粉质粘土。厚度1.50～6.50 m，呈灰黄色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。局部夹粉土、粘土透镜体。

（2）粉土。厚度8.50～16.40 m，呈灰黄色，密实状态，无层理，含铁质，属中（偏低）压缩性土。局部夹粉土粘土透镜体。

（3）粘土。厚度1.80～5.30 m，呈灰黄色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。局部夹粉土、粘土透镜体。

（4）粉砂。厚度2.10～6.00 m，呈灰黄色，密实状态，无层理，含铁质，属中（偏低）压缩性土。

9）上更新统第二组海相沉积层。层厚5.00～7.00 m，顶板标高-59.63～-61.29 m，主要由粘土组成，呈灰色，可塑状态，无层理，含贝壳，属中压缩性土。局部夹粉土透镜体。

3 软基处理方案比选

1）翻挖晾晒回（换）填法。工作量大，费用高，工期长。

2）基础桩+型钢连续门洞法。适宜局部门洞应用，拆装运输不便，成本较高。

3）搅拌桩、挤密碎石桩加固法。设备较重，需修筑便道和操作平台，实用性不佳。

4）地表加厚处理法。成本较大、材料运输困难，沉降大。

5）高压旋喷桩+碎石及灰土褥垫层+混凝土垫层法。成本低，施工工艺简便快速、安全。

经过各项分析和论证，第5种施工方法能较好地发挥深层桩的承载力，实现桩和土的共同作用，减小桩体中的轴向应力，消除地基不均匀沉降，从而达到了提高复合地基承载力的目的。最终选定高压旋喷桩深层加固+浅层碎石以及灰土垫层+表面混凝土垫层法作为软基处理方案。

4 主要技术指标

1）通过地勘报告分析、补勘分析，结合成桩、开挖等环节对土体性能进行分析认知和设计要求，处理完成后复合地基承载力要求达到120 kPa以上，60 d内沉降控制在15 mm以内。

2）高压旋喷桩成桩直径为 600 mm，桩长10～12 m深入粘土层，桩间距1.8 m，呈梅花形（正三角形）布置，桩水泥含量120 kg/m，水灰比1∶1。施工期间注浆管控制提升速度15 cm／min，旋转速度17 r/min；高压泵压力 20～25 MPa，流量＞60 L/min。

3）碎石褥垫层控制在50cm厚，粒径不超过30 mm。

4）灰土垫层灰剂量6%，厚度40 cm；混凝土垫层强度等级C15，厚度10 cm。

5 控制要点

5.1 施工准备

1）平整场地，清除地面和地下可移动障碍，应采取防止施工机械失稳的措施。

2）施工前应测量场地范围内地上和地下管线及构筑物的位置。

3）基线、水准基点、轴线桩位和设计孔位置等，应复核测量并妥善保护。

4）机械组装和试运转应符合安全操作规程规定。

5）施工前应在施工现场设置安全标志和安全保护措施。

6）施工前应检查压力表、流量表的精度和灵敏度，高压喷射设备的性能等。

5.2 原材料控制要点

1）注浆所用水泥应符合GB 175—1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》规定。

2）高压喷射注浆用水泥必须符合质量标准，应严格防潮和缩短存放时间，施工过程中应抽样检查，不得使用过期和受潮结块的水泥。

3）搅拌水泥浆所用的水，应符合JGJ 63—89《混凝土拌合用水标准》的规定，严格采用淡化水，确保施工用水质量。

5.3 施工控制要点

1）钻孔时，钻头严格对位，作水平校正，以减少孔位偏差和孔斜。

2）搅拌机的转速和拌和能力应分别与所搅拌浆液类型和灌浆泵的排浆量相适应并应能保证均匀、连续地拌制浆液。保证高压喷射注浆连续供浆需量。

3）施工用高压水和压缩气的流量、压力应满足工程设计要求。

4）高压喷射注浆法为自下而上连续作业。

5）随时观察注浆泵压力表的读数，观察计算钻杆的回转速度和提升速度，时刻控制在试验数据范围内。

6）严格控制泥浆的水泥掺量，准确记录每一个工作班的生产量和水泥实际用量；严格控制浆液密度，误差超过1%时停喷，调整水灰比，或调整注浆泵压力、钻杆提升速度和转速，以满足设计要求，保证成桩质量。

7）高压喷射注浆喷射过程中出现压力突降或骤增，必须停止施工作业，查明原因并及时处理后，方可继续施工。

8）喷射过程中因故中断后，恢复喷射时，应进行复喷，搭接长度≮0.5 m。

9）喷射中断超过浆液初凝时间，应进行复喷，复喷搭接长度≮1 m。

10）喷射过程中孔内漏浆，应停止提升，直至不漏浆为止，继续提升。

11）喷射过程中，要求施工单位记录每个高压喷射注浆孔施工时间全过程。

12）施工结束后，应检验桩体强度、平均桩径及桩长、桩身位置、单桩及复合承载力等。桩体质量及承载力检验应在施工结束后28 d进行。

13）摊铺的碎石应级配分布均匀一致，不宜采用重型机械摊铺碾压。施工中要防止土工格栅受损，出现破损时及时修补或更换。

14）检测碎石及灰土褥垫层厚度、压实度、灰剂量、平整度确保满足设计要求，检测混凝土垫层强度、厚度、平整度。

6 软基处理后效果

本工程选用了高压旋喷桩+碎石及灰土褥垫层+混凝土垫层复合地基对现浇箱梁支架基础处理，施工完成后经检测单位检测地基复合承载力达到120 kPa以上，满足现浇箱梁地基承载力要求。

7 软基处理应用前景

经过试验、论证、比选，高压旋喷桩+碎石及灰土褥垫层+混凝土垫层复合地基处理形式，对地质条件较差的淤泥质滩涂及新近成陆区域提高复合地基承载力，满足现浇箱梁支架承载力要求取得了成功。今后除了可以应用于类似区域的现浇箱梁桥梁建设外，对于其他方面的基础设施建设也有借鉴之处。

□杨占奎/天津国际工程建设监理公司。

□郜 轶/天津晟嵘工程建设项目管理咨询有限公司。

TU472

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1008-3197（2012）06-33-02

2012-07-04

陈秀英/女，1969年出生，工程师，天津国际工程建设监理公司，从事工程监理工作。