臨海軟基地區現澆箱梁支架地基處理措施

□文/陳秀英 楊占奎 郜 軼

臨海軟基地區現澆箱梁支架地基處理措施

□文/陳秀英 楊占奎 郜 軼

現澆箱梁對地基承載力要求較高，在臨海新近成陸地區施工，其支架基礎坐落在未完全固結的地基上，極易造成沉降量較大和難于控制，在澆筑混凝土過程中以及張拉施工前出現質量事故，造成梁體出現裂縫，所以必須對軟基進行地基加固處理，以提高復合地基承載力使之滿足使用要求。

現澆箱梁；地基；臨海；軟土；承載力；加固；支架

隨著城市建設和港口開發的需要，我國臨海經濟發達地區逐步在向海洋拓展發展空間，利用圍海抽填方式造陸造港，在新近成陸區域進行基礎設施的建設。臨海區域的基礎設施建設在跨越構筑物時，多采用預制梁或現澆箱梁方式，現澆箱梁具有整體性好、結構剛度大、外形美觀等諸多優點，被廣泛地應用于橋梁建設，但是現澆箱梁對地基承載力要求較高，在臨海新近成陸地區施工，其支架基礎坐落在未完全固結的地基上，極易造成沉降量較大和難于控制，澆筑混凝土過程中以及張拉施工前出現事故，造成梁體出現裂縫，所以必須對軟基進行地基加固處理，以提高復合地基承載力使之滿足使用要求。

1 工程概況

紅旗路互通式立交橋采用“半定向、半苜蓿葉組合型、三層互通立交”形式。橋梁部分共包括兩條主線橋；13 條匝道線，A、F、G、H、I、J、K線為橋梁結構，B、C、D、E、L、M線為路基結構；總橋面積為134 014 m2。主線橋東西走向，跨越海濱大道、次海堤、景觀河道、規劃鐵路、管廊、海港路。次海堤以東區域為2009年抽填成陸區，地表以下平均6 m為抽填土層加人工雜填土，孔隙率大、含水量高、透水系數小、自立性差，表層日曬后形成封閉干硬層，厚度30 cm，其下土層孔隙水不易蒸發。地表觀測年自然固結沉降約100 mm。該橋為連接工業區港口的主干道路，主要滿足重載車輛通行（設計標準特900荷載），上部結構全部為3～4跨現澆連續箱梁。

2 地質情況

場地埋深75.0 m范圍，自上而下地層情況如下。

1）人工填土層。全場地均有分布，層厚1.00～3.60 m，層底標高為2.93～0.39 m，主要由素填土組成，呈褐色，軟塑狀態，粘土、粉質粘土。局部為淤泥、雜填土。人工填土填墊年限＜10 a。

2）全新統上組陸相沖積層。

3）全新統中組海相沉積層。層厚14.90～18.70 m，頂板標高2.93～-0.39 m，該層土從上而下分為3個亞層。

（1）粉質粘土。厚度1.10～4.30 m，呈灰色，流塑狀態為主，有層理，含貝殼，屬高壓縮性土。局部夾粉土、粘土透鏡體。

（2）軟粘土、淤泥質粘土。厚度一般為10.80～14.60 m呈灰色，流塑～軟塑狀態，有層理，含貝殼，屬高壓縮性土。局部夾粉質粘土、淤泥質粉質粘土透鏡體。土質較軟，強度較低。

（3）粉質粘土。厚度一般為0.70～2.80 m，呈灰色，軟塑狀態，有層理，含貝殼，屬中壓縮性土。局部夾粘土透鏡體。水平方向上土質較均勻，分布較穩定。

4）全新統下組沼澤相沉積層。厚度0.90～2.98 m，頂板標高-14.49～-16.63 m，主要由粉質粘土組成，呈黑灰～淺灰色，可塑狀態，無層理，含有機質、腐植物，屬中壓縮性土。局部夾粘土透鏡體。水平方向上土質較均勻，分布較穩定。

5）全新統下組陸相沉積層。層厚5.80～9.70 m，頂板標高-15.93～-18.19 m，從上而下分為2個亞層。

（1）粉質粘土。厚度2.30～8.30 m，呈褐黃色，可塑狀態，無層理，含鐵質，屬中壓縮性土。局部夾粉土、粘土透鏡體。

（2）粉土。厚度1.00～5.50 m，呈褐黃色，密實狀態，無層理，含鐵質，屬中（偏低）壓縮性土。局部夾粉質粘土透鏡體。水平方向上土質較均勻，分布較穩定。

6）上更新統第五組陸相沉積層。層厚4.50～8.30 m，頂板標高-22.65～-26.45 m，主要由粉質粘土組成，呈灰黃色，可塑狀態，無層理，含鐵質，屬中壓縮性土。局部夾粉土、粘土透鏡體。水平方向上土質較均勻，分布較穩定。

7）上更新統第四組濱海潮汐帶沉積層。層厚5.00～10.00 m，頂板標高-29.67～-31.82 m，主要由粉質粘土組成，呈灰色，可塑狀態，有層理，含貝殼，屬中壓縮性土。局部夾粉土、粘土透鏡體。水平方向上土質較均勻，分布較穩定。

8）上更新統第三組陸相沉積層。層厚21.20～24.70 m，頂板標高-36.47～-40.03 m，水平方向上土質較均勻，分布較穩定。從上而下分為4個亞層。

（1）粉質粘土。厚度1.50～6.50 m，呈灰黃色，可塑狀態，無層理，含鐵質，屬中壓縮性土。局部夾粉土、粘土透鏡體。

（2）粉土。厚度8.50～16.40 m，呈灰黃色，密實狀態，無層理，含鐵質，屬中（偏低）壓縮性土。局部夾粉土粘土透鏡體。

（3）粘土。厚度1.80～5.30 m，呈灰黃色，可塑狀態，無層理，含鐵質，屬中壓縮性土。局部夾粉土、粘土透鏡體。

（4）粉砂。厚度2.10～6.00 m，呈灰黃色，密實狀態，無層理，含鐵質，屬中（偏低）壓縮性土。

9）上更新統第二組海相沉積層。層厚5.00～7.00 m，頂板標高-59.63～-61.29 m，主要由粘土組成，呈灰色，可塑狀態，無層理，含貝殼，屬中壓縮性土。局部夾粉土透鏡體。

3 軟基處理方案比選

1）翻挖晾曬回（換）填法。工作量大，費用高，工期長。

2）基礎樁+型鋼連續門洞法。適宜局部門洞應用，拆裝運輸不便，成本較高。

3）攪拌樁、擠密碎石樁加固法。設備較重，需修筑便道和操作平臺，實用性不佳。

4）地表加厚處理法。成本較大、材料運輸困難，沉降大。

5）高壓旋噴樁+碎石及灰土褥墊層+混凝土墊層法。成本低，施工工藝簡便快速、安全。

經過各項分析和論證，第5種施工方法能較好地發揮深層樁的承載力，實現樁和土的共同作用，減小樁體中的軸向應力，消除地基不均勻沉降，從而達到了提高復合地基承載力的目的。最終選定高壓旋噴樁深層加固+淺層碎石以及灰土墊層+表面混凝土墊層法作為軟基處理方案。

4 主要技術指標

1）通過地勘報告分析、補勘分析，結合成樁、開挖等環節對土體性能進行分析認知和設計要求，處理完成后復合地基承載力要求達到120 kPa以上，60 d內沉降控制在15 mm以內。

2）高壓旋噴樁成樁直徑為 600 mm，樁長10～12 m深入粘土層，樁間距1.8 m，呈梅花形（正三角形）布置，樁水泥含量120 kg/m，水灰比1∶1。施工期間注漿管控制提升速度15 cm／min，旋轉速度17 r/min；高壓泵壓力 20～25 MPa，流量＞60 L/min。

3）碎石褥墊層控制在50cm厚，粒徑不超過30 mm。

4）灰土墊層灰劑量6%，厚度40 cm；混凝土墊層強度等級C15，厚度10 cm。

5 控制要點

5.1 施工準備

1）平整場地，清除地面和地下可移動障礙，應采取防止施工機械失穩的措施。

2）施工前應測量場地范圍內地上和地下管線及構筑物的位置。

3）基線、水準基點、軸線樁位和設計孔位置等，應復核測量并妥善保護。

4）機械組裝和試運轉應符合安全操作規程規定。

5）施工前應在施工現場設置安全標志和安全保護措施。

6）施工前應檢查壓力表、流量表的精度和靈敏度，高壓噴射設備的性能等。

5.2 原材料控制要點

1）注漿所用水泥應符合GB 175—1999《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》規定。

2）高壓噴射注漿用水泥必須符合質量標準，應嚴格防潮和縮短存放時間，施工過程中應抽樣檢查，不得使用過期和受潮結塊的水泥。

3）攪拌水泥漿所用的水，應符合JGJ 63—89《混凝土拌合用水標準》的規定，嚴格采用淡化水，確保施工用水質量。

5.3 施工控制要點

1）鉆孔時，鉆頭嚴格對位，作水平校正，以減少孔位偏差和孔斜。

2）攪拌機的轉速和拌和能力應分別與所攪拌漿液類型和灌漿泵的排漿量相適應并應能保證均勻、連續地拌制漿液。保證高壓噴射注漿連續供漿需量。

3）施工用高壓水和壓縮氣的流量、壓力應滿足工程設計要求。

4）高壓噴射注漿法為自下而上連續作業。

5）隨時觀察注漿泵壓力表的讀數，觀察計算鉆桿的回轉速度和提升速度，時刻控制在試驗數據范圍內。

6）嚴格控制泥漿的水泥摻量，準確記錄每一個工作班的生產量和水泥實際用量；嚴格控制漿液密度，誤差超過1%時停噴，調整水灰比，或調整注漿泵壓力、鉆桿提升速度和轉速，以滿足設計要求，保證成樁質量。

7）高壓噴射注漿噴射過程中出現壓力突降或驟增，必須停止施工作業，查明原因并及時處理后，方可繼續施工。

8）噴射過程中因故中斷后，恢復噴射時，應進行復噴，搭接長度≮0.5 m。

9）噴射中斷超過漿液初凝時間，應進行復噴，復噴搭接長度≮1 m。

10）噴射過程中孔內漏漿，應停止提升，直至不漏漿為止，繼續提升。

11）噴射過程中，要求施工單位記錄每個高壓噴射注漿孔施工時間全過程。

12）施工結束后，應檢驗樁體強度、平均樁徑及樁長、樁身位置、單樁及復合承載力等。樁體質量及承載力檢驗應在施工結束后28 d進行。

13）攤鋪的碎石應級配分布均勻一致，不宜采用重型機械攤鋪碾壓。施工中要防止土工格柵受損，出現破損時及時修補或更換。

14）檢測碎石及灰土褥墊層厚度、壓實度、灰劑量、平整度確保滿足設計要求，檢測混凝土墊層強度、厚度、平整度。

6 軟基處理后效果

本工程選用了高壓旋噴樁+碎石及灰土褥墊層+混凝土墊層復合地基對現澆箱梁支架基礎處理，施工完成后經檢測單位檢測地基復合承載力達到120 kPa以上，滿足現澆箱梁地基承載力要求。

7 軟基處理應用前景

經過試驗、論證、比選，高壓旋噴樁+碎石及灰土褥墊層+混凝土墊層復合地基處理形式，對地質條件較差的淤泥質灘涂及新近成陸區域提高復合地基承載力，滿足現澆箱梁支架承載力要求取得了成功。今后除了可以應用于類似區域的現澆箱梁橋梁建設外，對于其他方面的基礎設施建設也有借鑒之處。

□楊占奎/天津國際工程建設監理公司。

□郜 軼/天津晟嶸工程建設項目管理咨詢有限公司。

TU472

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1008-3197（2012）06-33-02

2012-07-04

陳秀英/女，1969年出生，工程師，天津國際工程建設監理公司，從事工程監理工作。