软土地基上道路桥梁施工不均匀沉降防治措施分析

软土地基上道路桥梁施工不均匀沉降防治措施分析

【摘要】软土地基是滨海地区道路桥梁施工中的一个难点，道路桥梁的使用安全及寿命与软土地基处理质量的好坏息息相关。在进行软土地基上道路桥梁的基础设计时，应将软土地基的变形特征充分考虑进去，避免其对桥梁产生危害。软土地基的不均匀沉降会使桥梁产生扭曲、倾斜或裂缝，影响其外观及使用安全，严重时甚至会出现垮塌。因此，如何防治不均匀沉降对道路桥梁的危害是一个非常重要的问题。本文结合宁波市绕城高速公路甬江特大桥的地基处理措施，对道路桥梁施工不均匀沉降的防治措施进行了探讨。

【关键词】道路桥梁；软土地基；不均匀沉降；防治措施

1.引言

软土地质在我国分布广泛，尤其是在沿海地区大量道路桥梁的施工中由于受到地形条件的制约不得不修建于软土地基上。滨海地区经济发展迅速，对于交通条件的需求相对较大，尤其是对于立交桥和高速公路的需求更为急迫。若在道路桥梁施工中对软土地基处理不当就会对区域经济的发展产生制约，因此改进道路桥梁施工中软土地基的处理方法及水平刻不容缓。

软土具有强度低、含水量大、渗透性差、压缩性大等特点，在软土地基施工中经常会出现公路路面下沉或凸起、路面不同程度开裂以及路基滑移等病害，在桥梁路堤的连接处或桥涵通道的人工构造物处还容易发生颠簸和跳车的现象，为道路桥梁的行车安全埋下了极大的事故隐患，同时也威胁到了路人及司机的人身安全。因此在道路桥梁的施工中，一定要做好软基的加固处理，防止产生不均匀沉降，确保道路桥梁的施工质量和使用安全。

2.道路桥梁不均匀沉降分析

（1）道路桥梁采用桩基础，施加于地基上的总荷载（包括车辆荷载、桥梁自重、相邻路堤的影响荷载等）小于与其衔接的路堤施加在软基上的总荷载（包括车辆荷载、路堤填土自重、路面结构荷载等）。因此，桥梁的沉降量必然小于与其衔接路堤的沉降量，从而发生不均匀沉降。这种沉降会造成道路纵坡发生变化，在纵面上形成驼峰。而在桥梁与路堤的衔接处则容易产生错台，导致出现跳车和颠簸现象，影响车辆行驶安全和舒适性。

（2）地基土压缩性质差异明显，在土层水平方向软硬土层突变处容易产生不均匀沉降；地基土软弱土层厚度变化较大、土工试验报告不明确地质勘探未能正确探明土层性质都有可能造成设计人员分析判断失误，进而造成不均匀沉降。

3.软土地基上道路桥梁施工不均匀沉降的防治措施

鉴于道路桥梁施工中软土地基加固处理的重要性，在具体施工中应根据实际

情况采取针对性措施进行处理，为建设道路桥梁打下牢固的基础。传统的道路桥梁软土地基处理方法主要有换填垫层法、抛石挤淤法、排水固结法、井点降水法、粉喷桩法等技术，本文将着重介绍应用粉喷桩在软土地基处理中的应用。

3.1CFG桩处理技术

3.1.1CFG桩的加固原理

CFG桩主要是通过振动力、静压力、锤击力的作用将一端暂时封堵的无缝钢管打入到指定深度，然后通过无缝钢管将搅拌好的混凝土灌入地基之中，一边对混凝土进行灌入振动，一边缓慢拔出钢管，从而形成混凝土与钢筋笼共同作用的桩柱。

这种方法在道路桥梁的地基处理中应用较多，而且在道路地基施工中还可适当取消钢筋骨架（道路桥涵涵洞与台背对承载力要求虽高，但对地基抗剪能力要求不高），从而降低工程总造价。同时，在进行配合比设计时，还可根据实际情况调整配合比，在混凝土中掺入适量的粉煤灰，从而改善其和易性及工作性。

3.1.2CFG桩处理软土地基的具体措施

（1）合理布置施工场地，在正式施工前应进试桩，以检测该施工方法是否适用于工程地质；合理确定料场与搅拌机的位置，以缩短从混凝土出料到沉管加料口的时间，并对机械进行试运行，检测设备运转是否正常。

（2）在混凝土灌注过程中，应将桩机拔管速度控制在0.8m/min左右，并保持稳定。同时，为能容纳二次注入的混凝土，应将拔管控制在一定范围内。桩机在拔管距地面2m左右应减慢拔管速度，以确保桩身混凝土的密实度以及加大桩身直径。

（3）为确保刚施工完成的桩体能够收到挤压，可在施工时采取跳打方式，每隔一至两条进行施打，剩下的桩必须在上次施工桩的强度达到或接近设计要求时，才能进行施打。施工完成后应对桩体进行保护，严禁重型机械在混凝土达到龄期之前进行碾压，不得再次施工，不得填土堆载。

3.2水泥粉喷桩处理技术

3.2.1加固机理

水泥粉喷桩主要利用混凝土、石灰等材料作为固化剂，利用特定的搅拌设备将固化剂与软土进行均匀搅拌，通过软土与固化剂在搅拌时产生的一系列化学反应将软土固化，从而形成一种稳定性、整体性良好的硬土地基。

3.2.2水泥粉喷桩桩处理软土地基的具体措施

（1）粉喷桩直径一般为500mm，桩管长度应能穿过软土层并深入持力层500mm以上。同时，桩间距应控制在1.1～1.2m左右，并以矩形或三角形布置，确保桩基的稳定性。

（2）水泥粉喷桩在施工前也要进行试桩，在试桩时可采用跳跃试桩或者连续试桩，并保证每次的试桩数量在5根以上。粉喷桩桩位偏差应控制在50mm以内，垂直偏差则不得大于桩长的1.5%。在成桩一个月之后方可对桩长进行检测，检测时应在桩中心钻芯，在桩体的上、中、下部位分别取样检测，以此来确定桩身是否深入硬土层。

4.工程实例分析

宁波市绕城高速公路甬江大桥位于桩号14+060处，属于斜拉桥，跨度468m，一跨过江。该桥地处宁波平原，地势平坦且软土地质分布十分广泛，并且厚度较大，北岸淤积严重。软土层可划分为四个主要层次：该处理段地质第一层为素填土，主要由亚粘土及淤泥质土组成，层厚在1.20m左右；第二层为粘性土，层厚在2.60m左右，北薄南厚、局部夹杂薄层细砂，呈灰黑色；第三、四层为淤泥质土，层厚20m左右，压缩性较高、含少量贝壳，呈灰色或灰黑色；第四层为淤泥质细砂层，层厚6.0m左右，流塑状态、局部夹杂薄层细砂，呈灰黑色。

通过土层物理力学指标分析可知，该工程地质条件较差，承载力低，且土体含水量较大。本工程设计采用水泥粉喷桩对地基进行处理，来提高土层压缩模量、提高地基承载力，减少地基的不均匀沉降。粉喷桩直径采用500mm，C40普通硅酸盐混凝土，一次加固面积为0.195m2，总共打桩331根，每米水泥掺量为65kg，施工工期为10天。工程施工完成后，根据观测资料，地基实际沉降量小于10mm，预计地基最终沉降量应在20mm左右，未发生地基的不均匀沉降，地基加固效果良好。

参考文献

[1]杜成龙.公路桥梁施工中软土地基施工技术分析[J].中国高新技术企业，2012（21）.

[2]甘杰文.关于预防和减少软土地基不均匀沉降的探讨[J].黑龙江科技信息，2009（20）.

[3]徐达晖.论公路桥梁工程中桥涵软土地基的施工处理措施[J]. 交通标准化，2013（4）.