关于路桥地基基础沉降处治技术

华英杰

摘要： 随着高速公路的发展，以及高速路程的延长，人们在公路行驶上对舒适度要求也随之升高，桥头跳车现象是公路路桥上的普遍问题，影响了行车过程中的舒适性，并给行车的安全性带来隐患。产生此现象的主要原因是公路桥过渡段的差异沉降，而差异沉降的产生大多数是因为地基出现沉降现象导致的，在处理此现象的过程中，也不得不面对地基处理等问题。由于公路已经运营过了一段时间，地基绝大多数已经固结，所以针对地基进行施工费时费力，很少采取此种处理方法。但是地基的地质如果是软土等不良地基，并且施工后没完成沉降，那就必须采取对地基处理的方案。

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.

关键词： 地基沉降；处治方法；复合式地基；强化地基

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

中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）09-0092-02

0 引言

路桥交通运输行业的发展对人们生活水平的提升有很大的影响，因此，我国对路桥施工非常重视。路桥施工中存在着很多的问题，其中，路基不均匀沉降会对路桥正常运营产生严重的影响，会导致路面结构出现过度破坏，给行车安全带来很大的隐患，同时也会增加一大笔养护和维修费用。本文对路桥施工中路基不均匀沉降问题进行了简要分析，结合工程实例，详细解析一套更完善的路桥地基基础沉降处理技术及施工措施，并结合施工效果验证本方案的可行性，以期形成可供参照的技术资料。

1 常见地基类型的处治方法

在对地基处理的过程中，主要是针对岩体土的处理，岩体土的特点是复杂多变。因此，在实际处置过程中，没有特定的处理手段，只能结合各类地基地质的分布特点，选择科学的地基处理方式或技术措施，同时根据不同的情况采用不同的方法，才能从根本上解决地基问题。

1.1 软土地基 软土中的空隙很小，可以采用袋装砂井、粉喷桩、挤密桩等方式处理这类地基。比如，可以劈裂软土然后进行注浆，增强可灌性，用浆液充填劈裂面，这样会导致地基土固结并且被挤出，从而提高地基土的固结程度，使得地基的承载力增强。也可以采用压密注浆的方式，钻孔向土层中压入浆液，从而在钻孔的周边产生泡沫空间，起到挤压密实的作用。如果土层中有排水通道，还可以使用电动化学注浆方法，降低土质中的含水量，使排水通道转变为注浆通道。如果在通电时灌注硅酸盐浆液，就可以形成硅胶通道，具有较强的固结力，增加地基的强度。如果土质的含水量较高，但没有排水通道，那么针对这样的软土地基，可以采用旋喷桩、挤密桩等方法进行处理。

1.2 湿陷性黄土地基 湿陷性土是一种特殊土质，是在土质内部自身重力的影响以及承载力的影响下，由于受水浸湿而导致的土质结构发生明显变形而形成的土。当然，在没有收到水的浸湿时，它的强度很高；而在受到水的浸湿后，在自身压力和外部压力的作用下，土质结构快速改变，强度下降。因此，在对湿陷性黄土地基进行处治中，通常采用强夯法或者注浆方法来提高土质的密实程度，改善土质的性能，从而消除黄土的湿陷性，提高地基的强度和承受能力。

1.3 冲填土地基 冲填土是人为的用水力冲填的方式而形成沉积的土。因此在充填过程中，地基的土质与充填土的来源以及充填时的水利条件有很大的关联。在处理过程中，对上部填土较厚的路堤，可以采用劈裂注浆法和压密注浆法对地基进行压密挤压；而对上部填土较薄的路堤，可以在路堤开挖后，采用还填土等方法进行处理，从而提高地基强度。

2 降低地基沉降的处治方法

2.1 材料填充法 控制地基工后沉降问题，可以在确保路堤本身强度和结构的范围内，减轻路堤的重量，控制地基承载量，从而避免地基被路堤过度挤压，控制路堤沉降量。为了達到这一目的，同时确保路堤具有足够的强度和良好的稳定性，可以使用轻质材料填充路基，从而减轻路堤的重量。但对这种材料也有一定的要求，那就是有较高的强度，并且在承受压力的情况下不容易变形。可以作为考虑的材料主要有粉煤灰、可发性聚苯乙烯泡沫（但在我国的路堤填充中处于起步阶段）、以及泡沫轻量土等。

2.2 排水固结法

2.2.1 排水固结法原理 排水固结法是对自然条件形成的地基或待改建地基中，设置袋装砂井或塑料排水带，然后利用路堤自身的重量对地基逐渐进行施压；或者在路段运营之前，事先对地基进行预压，从而迫使土体中的水分在强大的挤压力作用下排出土地，地基逐渐发生沉降，但是地基强度逐步增强的方法。排水固结法的原理是地基在压力的挤压下，通过设置的砂井或塑料排水袋等，使土体中的水从缝隙中被挤压排出，缩小土体缝隙，通过加固地基提高地基强度，最终有效控制路堤的工后沉降。

2.2.2 针对改造路桥工程的防护措施 在对老旧路进行改造中，新的拓宽路段与老旧路段之间必定会出现地基沉降差异的问题，随着沉降差异的增加，一定会导致路面开裂。采用排水固结发加固这种软质土地基，能大大提高路基承载力，即使受到路面所受承受力的预压，也只是加快了地基的固结速度，而不能解决地基的沉降差异问题，所以极容易导致路面的开裂。同时，采用排水固结法对地基进行处理，通常需要在预压过程中，需要加大预压的重力，这会进一步加大地基的沉降幅度，并且有可能对路堤构成损害，与此同时，还会对老旧路段的排水问题构成不同程度的影响。因此，在改造老旧路段、对路段进行拼接处理时，如果要采用排水固结法进行地基处理，需要施工人员根据不同的路段情形采取不同的防护辅助方案。如果在处理地基时，遇到地基沉降幅度较大的情况，可以在预压荷载时对老旧路段进行隔离措施，也就是在新路段与老路段之间搭设可以隔离两个路段的隔离墙，使新路段被施加的荷载对老路段不能产生影响，防止地基沉降幅度过大而产生的路段开裂现象。同时，也防止了新路段与老路段的地基之间产生渗流，也就是类似一个竖向的隔离防渗透墙，由于此隔离墙的工序复杂，需要时间很长，并且新的施工拼接路段的地基需要2-3年的预压时间，因此，对于施工工期要求很紧的路桥工程，隔离墙的使用受到了时间上的限制。

2.3 水泥粉煤灰碎石桩 （CFG桩） 最近几年来，基于对复合式地基理论的探讨，使得复合式地基理论的应用很快发展，随之而来的是一些新型桩型、设备、以及施工手段。比如说CFG桩，这个桩型是由碎石桩演变而来，是一种粘结力很强的一种桩型，主要由碎石、石屑、粉煤灰等材料混合适量的水和水泥搅拌而成。CFG桩的主体是碎石，碎石的空隙则由石屑填充，然后通过对水泥以及水的配比调和，使得桩体有很高的强度。同时，由于此种桩型有很强的粘结力，因此可以整体受力，并且可以充分发挥桩体与周围的摩擦阻力以及端承力。复合地基有很强的地基承载力，同时具有地基沉降幅度小，地基结构稳定以及固结快等优点。

2.4 深层搅拌桩 深层搅拌桩法是以水泥或者水泥浆作为固结剂，然后用深层搅拌机器进行搅拌，在地基的底部就对软土和固结剂进行拌和，从而成为一种强度高、稳定性强、整体性好的固结体。同时，深层搅拌桩具有一系列优点，分别为施工工期短、零排污、零噪音等。根据材料喷射状态的不同，还可分为湿法和干法。湿法，也被称为旋喷桩法，在喷射过程中，喷嘴边喷射边提升旋转，使得加固体为圆柱形状，主要被用于对地基进行加固，提升地基的承载力，稳定地基的结构，即使地基表面承载压力过大，也不会产生严重的变形。旋喷桩法虽然搅拌均匀，但在固化过程中需要较长时间，尤其是含水量过高时，则需要更长的时间固化，所以，旋喷桩适合对含水量低的地基土进行处理。干法，也称为粉喷桩法，是利用水泥粉、石灰粉等粉底固化剂进行搅拌的方法。它的搅拌均匀性比较差，无法跟湿法相比，但是它需要的固化时间短，在一定程度上降低了桩土的含水量，增强了地基强度。因此，粉喷樁适合加固淤泥质土、粉土、以及含水量高的各种饱和粘性土。

针对以上几种方法，如果想应用在已建公路路桥的地基，那么在处理地基的过程中，基本都是在路堤的边坡还有路堤坡脚处进行钻孔施工，可以采用斜桩的方式处理路堤的地基，如果该路段的路堤填高比较小，也可以在路堤上直接进行钻孔施工。

3 工程案例

镇江关车站站场路基起点里程：D2K205+594.344，终点里程：D2K206+158.724，全长为：564.38m。线路左侧为镇江关镇，人口密集。国道G213于线路左侧20m～100m与铁路基本平行。站场路基分为Ⅰ线、Ⅱ线、A线、B线、牵引线及综合工区检修线（修1、修2、修3、修4）共9条线路及渡线两条与通工区道路组成。线路路基为填方、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。时速200km/h基床厚2.5m，基床表层0.6m级配碎石。

施工期间观测到基床存在不均匀沉降现象，沉降量濒临预警值。施工部立即启动基床沉降整治方案，采用排水固结法加固基床地基，以促进非砂性土地基快速固结，弥补了地基缺陷，有效控制了沉降趋势。按照《客运专线轨道铁路设计指南》要求，基床地基沉降控制标准为：路堤中心地面沉降速率每昼夜不得大于10mm，坡脚水平位移速率每昼夜不得大于5mm。该工程在加固施工后重新进行了基床沉降观测。在路堤中心和坡脚处分别设置2个沉降观测点。从表1所示观测结果来看，加固后的基床沉降量全部在可控范围内，达到了铁路轨道设计指南中的设计要求。

4 结论

本文的路基基础沉降处治技术在镇江关车站站场不均匀沉降路基基床中的合理运用，使基床沉降趋势得到了合理控制，措施得当，而且沉降观测结果显示该技术方案切实可行。但是未来的工程建设中还有可能面临新的问题，在沉降处治过程中，不可能只认定一种特定的方法解决，应该根据不同的情形采取不同的解决方案，尽量运用不同的措施进行综合治理，以确保达到预期的整治效果。

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