桥头路基粉喷桩处理后沉降数据分析

陆红芹，赵俊明

（苏交科集团股份有限公司，江苏 南京 210017）

桥头路基粉喷桩处理后沉降数据分析

陆红芹，赵俊明

（苏交科集团股份有限公司，江苏 南京 210017）

针对某临海高等级公路一期路面桥头路段跳车严重的现象，根据沉降观测数据及现场调查资料对桥头产生病害的原因进行了分析，将粉喷桩处理的桥头路段与未处理桥头路段进行比较，为粉喷桩的工程应用提供依据和参考。

桥头跳车；粉喷桩；沉降数据分析

某临海高等级公路不断增长的交通量与现有道路服务水平不匹配的矛盾日益突出，计划对公路一期路面进行改造。综合前期沉降观测资料及路面病害调查资料，对现有一期道路存在的路面病害进行了评估，分析显示一期路面在桥头等构造物路段沉降明显，多数桥头出现搭板与路基相交处沉降严重，纵裂、横裂同时存在，对行车安全产生严重影响。本文针对旧路桥头段出现的病害（沉降、裂缝），对其变形性状及成因进行分析。

1 工程概况

本项目为临海高等级公路，分期实施一二期路面，道路设计速度采用80 km/h。目前已通车的一期路面存在纵向裂缝、不均匀沉降、桥头跳车等病害。

③1层软土主要分布于黄淮海冲积平原地貌单元，软土层顶高程2.70～3.30 m，层厚为8.10～14.300 m。钻探揭露第4系全新统地层（Q4）：主要以冲海积相为主，属近代沉积，③1淤泥～淤泥质粘土工程性质差，埋藏浅。呈灰色，饱和，流塑。物理力学指标如表1所示。该土层主要特性为含水量高、孔隙比大、具有高压缩性、低强度等特征，为软弱地基土。

2 桥头沉降分析

2.1 深层处理（粉喷桩处理）对路基的影响

根据地勘揭示，项目软土层层顶埋深较浅，层厚较厚，且普遍分布。针对桥头路段存在软土，桥头路基沉降大的特点，原特殊路基设计方案为两侧桥头采用粉喷桩+等载预压处理，实际施工时仅小桩号侧桥头采用粉喷桩+等载预压处理，大桩号侧未进行深层处理。小桩号侧桥头采用粉喷桩+等载预压处理，路面病害情况良好，略有沉降，伸缩缝处出现部分砼裂缝；大桩号侧桥头路基未采用特殊路基处理，搭板与路基相交处沉降明显，路面龟裂严重。

2.2 交通量对路基的影响

项目沿线设置沉降标，在临近构造物处对路基沉降进行实时监测。项目一期路面通车进度：2010-06路基完工，2010-10开放小型交通，直至2012年底开放重交通。2012-04～2013-06月沉降曲线图如图1所示。

图1 月沉降曲线图

图中显示，自2010-10开放小型交通后，路基沉降略有上升趋势，随后回落趋于稳定，直至2012年底，月沉降曲线出现突变值，原本稳定的月沉降量在开放重交通初期，沉降加剧，随后沉降量逐渐减少，并渐趋稳定。反映出交通量的变化，尤其重型交通荷载的增加对路基沉降影响较大。

2.3 沉降观测记录反映路基稳定性

对桥头沉降数据进行分析比较，结果显示：粉喷桩处理的小桩号侧桥头路基一个月沉降速率最大值达到2.9 mm，2012-02～2013-06最大累计沉降量达到33.8 mm，平均沉降速率2.0 mm/月；未进行特殊路基处理的大桩号侧桥头路基一个月沉降速率最大值达到3.2 mm/月，2012-02～2013-06最大累计沉降量达到42.4 mm，平均沉降速率2.6 mm/月，两侧沉降均趋于稳定。

分析粉喷桩处理后沉降原因如下：对于天然沉积的软土而言，施工后桩周土的物理性质没有产生变化，同时由于没有排水通道，区域内软土固结速度慢，沉降稳定周期长［1］。同时粉喷桩的沉降稳定历时较长，表现出半刚性桩的特点［2-3］，因此小桩号侧桥头路基经粉喷桩处理后沉降短期内未达到预期，从表2中可以看出，处理后路基虽沉降缓慢，但已基本稳定。2.4 粉喷桩处理

目前小桩号侧桥头采用了粉喷桩+等载预压处理，桥头桩间距1.1 m，桥头过渡段桩间距1.3 m，桩长10.5 m，均穿透软土层。沉降数据可以看出，虽粉喷桩布桩密度较大，但路基横向差异沉降仍不可避免。表2中小桩号侧左、中、右3个位置的总沉降量表明路基盆形沉降非常明显，中部沉降明显大于两侧，最大沉降差达到10 mm。盆式沉降槽示意如图2所示。

表2 桥头沉降观测记录

图2 盆式沉降曲线示意图（等桩间距处理）

本项目在处理桥头软土路基时考虑了纵向差异沉降的存在，通过调整桥头段及桥头过渡段桩间距，达到降低纵向差异沉降的目的。但忽视了横向差异沉降对路基造成的危害，如：雨季路面排水不畅积水严重，长时间积水导致路面水损坏严重；盆形沉降槽影响行车的舒适性，严重时影响车辆行驶的安全，尤其是在雨季积水后行车舒适性及安全性大幅降低。因此粉喷桩处理软基仍有优化空间，桥头软基处理可以考虑采用变刚度复合地基处理［4］，通过调整横向桩间距（中间密两侧疏）达到调整复合地基刚度，降低差异沉降的目的。

3 结论

（1）沉降观测数据显示，与未处理侧桥头相比较，桥头路段采用粉喷桩处理后，地基总沉降明显减小，虽沉降缓慢，但已基本稳定。可有效降低路基沉降，减少路基病害的发生。

（2）现场调查发现有大量车辆超载，重载车辆加载时间与月沉降曲线突变时间吻合，反映出交通量的变化，尤其重型交通荷载的增加对路基沉降影响较大。

（3）粉喷桩采用等桩间距处理后，工后盆式沉降明显，对粉喷桩处理方案进行优化。采用变刚度复合地基处理，达到调整复合地基刚度，降低路基横向差异沉降的目的。

［1］邓永锋，刘松玉，洪振舜.粉喷桩桩周土施工效应室内模型试验研究［J］.岩土木工程学报，2008 （1）：143-147.

［2］林彤.粉喷桩加固软基的试验研究［J］.岩土力学，2000 （6）：134-137.

［3］俞亚南，张仪萍，张土乔.桥头软基粉喷桩处理现场试验研究 ［J］.岩土木工程学报，2002（8）：65-69.

［4］靳军伟.高填方路基变刚度处理技术及设计方法研究［D］.郑州：郑州大学，2010.

表10 试验检测结果

4 对比分析

从研究结果来看，两种技术应用效果均良好。根据现场渗水系数检测结果来看，两者都很好地提升了路面的防水性能。其中，超粘磨耗层由于级配的存在，其流淌性较好，对于平整度稍差的路段也有很好的调平作用，且封水效果较纤维同步碎石封层更佳。但超粘磨耗层受级配波动的影响，级配偏细的段落，路面抗滑性不如纤维同步碎石封层。由于使用单一粒径的集料，纤维同步碎石封层对原路面的平整度要求较高，实施条件更为严格。从现场构造深度及摩擦系数检测结果来看，纤维同步碎石封层的检测结果均要优于超粘磨耗层，前者路面纹理更为均一，路面抗滑性更强。

5 结论

超粘磨耗层作为一种新型的预防性养护措施，由于使用了玻璃纤维以及高粘改性乳化沥青，使得混合料的流变能力和特性都得到提高，能有效地防止道路表面渗水，提高沥青路面综合力学强度、降低噪音、大大延长了路面使用寿命。而纤维同步碎石封层由于使用双层改性乳化沥青及单一粒径的集料，其路面封水效果较好，并且路面纹理均一，路面抗滑性更强。

从本次应用来看，原材料与施工工艺是两种技术成功的关键，施工前应对原材料特别是集料进行详细甄别，施工过程中应对原材料质量进行严格把控。施工前，对施工人员进行彻底的技术交底，全团队的密切配合才有可能将两种技术应用到位。

两种预防性养护技术作为较新的公路养护技术，首次在贵州进行应用，尚存在不少问题，有待今后在技术与管理上弥补缺陷，以期能在国内进行更广泛的应用。

参考文献

［1］余祥平.高速公路养护工程技术［J］.养护天地，2012（23）：102-103.

［2］康德泉，韩青英.超粘磨耗层在杭州绕城高速公路的应用，石油沥青［J］. 2013，27（2）：25-28.

［3］刘军收，范晓燕.沥青纤维碎石封层在路面预防性养护中的应用［J］.公路，2010，7（7）：194-197.

［4］JTGE42—2005公路工程集料试验规程［S］.

［5］JTG E20—2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程［S］.

［6］交通部公路科学研究院.微表处和稀浆封层技术指南［M］.北京：人民交通出版社，2006.

（收稿日期：2016-03-29）

Analysis of Settlement Data of Bridgehead Subgrade Treated with Dry Jet Mixing Pile

Lu Hongqin , Zhao Junming
（JSTI Group, Nanjing 210017, China）

In this paper, the jumping phenomenon on the highway pavement of bridgehead was discussed. Based on settlement observation data and the investigation data of bridge, it analyzed the cause of the disease, and compared bridge sections treated by dry jet mixing pile with untreated bridge sections. It could be taken as reference for the engineering application of DJM pile.

bumping at bridgehead; dry jet mixing pile; settlement data analysis

U416.1

A

1672-9889（2016）06-0033-03

2016-08-31）

陆红芹（1983-），女，江苏南通人，工程师，主要从事道桥规划设计工作。