桥台台背地基处理方法的设计与施工

郭素梅， 朱 洁

河南省第二公路工程有限公司（450052）

本文通过开封至通许线上两处分别用碎石桩和粉喷桩处理桥头软土地基的工程实例，探讨其优缺点。

1 工程实例

武寨（Ⅱ）分离式立交（以下简称Ⅰ区），桥梁中心桩号K142＋849，采用桩柱式桥台，台后填土高6 m。地下稳定水位深5.0m。台后地质情况从上向下为:①0～1.4m为填筑土，标贯平均击数7.0;②1.4～10.50为亚砂土,标贯平均击数7.2，容许承载力125 kPa，极限摩阻力35 kPa；③10.5～22.0m为亚砂土，标贯平均击数19.2，容许承载力150 kPa，极限摩阻力45 kPa。

冢上分离式立交（以下简称Ⅱ区），桥梁中心桩号K161+190，采用桩柱式桥台，台后填土高5.5 m。地下稳定水位深2.0m。台后地质情况从上向下为:①0～5.0m为填筑土，标贯平均击数7.5，容许承载力 125 kPa，极限摩阻力 35 kPa；②5.0～28.0为中砂土,标贯平均击数78.2,容许承载力350 kPa，极限摩阻力50 kPa。

2 设计

考虑地质情况:Ⅰ区软土层厚10.50 m，Ⅱ区软土层厚5.0 m。Ⅰ区地质情况比Ⅱ区的情况要差。同时，考虑工程施工单位和业主单位的要求，在Ⅰ区采用粉喷桩（水泥粉体）处理桥头软土地基，在Ⅱ区采用碎石桩处理桥头软土地基。

1）处理范围:当桥头容许工后沉降为30 cm时，按车速为120 km/h进行计算，选用缓冲区长度20～30m，其车辆跳动最大高度为1.5～2 cm，跳动最大水平距离小于3 m，可满足我国一般车辆轮距要求而不至发生跳动现象。选取复合地基的处理范围为自桥头起约30m长，宽度与路基底部同宽。

2）桩距:复合地基的沉降量介于桥头与路基之间，为更好地发挥缓冲区的作用，避免二次桥头跳车，采取了变间距设计。从桥头起10m内，桩间距为1.00m；10～20m内，桩间距为1.40m；20～30m内，桩间距为1.80m。Ⅰ区与Ⅱ区地基处理布置一致。

3）桩径和桩长:根据以往施工和设计经验，结合地质资料，确定水泥搅拌桩和碎石桩的桩径都为0.5m。在Ⅰ区，以第③层为持力层，故确定水泥搅拌桩桩长为11m。在Ⅱ区，以第②层为持力层，故确定碎石桩桩长为5.5m。

3 施工

3.1 粉喷桩施工

Ⅰ区在地面下5m有稳定的地下水，各层土体含水率基本上大于25%，故考虑用干法施工，喷粉量拟定为 50 kg/m，工地上采用粉体搅拌机械，施工前进行成桩试验，能达到设计要求。

在施工过程中需确保搅拌次数和复搅深度。水泥土搅拌法施工的实质就是将固化剂——水泥通过搅拌机械将水泥和周围的软土充分拌和均匀,因此搅拌次数是一项极为重要的施工参数，可通过试桩试验确定。当喷完规定的水泥，搅拌机械提升到地面后，必须重复搅拌下沉，再搅拌提升一次，即复搅一次，保证水泥和土搅拌均匀。

3.2 碎石桩施工

Ⅱ区碎石桩施工采用振挤沉管法，工地采用振动打桩机械,施工前进行成桩试验，确定各设计参数与工程实际相符。

考虑到桩身较短，施工时采用一次拔管法。施工时注意质量控制，通过拔管速度控制桩身的连续性和密实度，拔管速度通过成桩试验确定；通过填石的数量控制桩身直径，利用振动将桩靴充分打开，顺利下料，当石料数量达不到设计要求时，要在原位再沉管投料一次或在旁边补打一根桩。

4 结语

1）在进行大面积施工之前，考虑设计与实际工程中的差别，需要进行成桩试验，来检验各设计参数是否正确。

2）粉喷桩属于半刚性桩，而碎石桩属于散体材料桩，通过复合模量法计算的沉降，都能达到设计要求。

3）碎石桩在施工时采用振动沉管法，对周围土体有挤密作用，在处理桥头软土时，离桥台桩基只有25 cm，对桥台桩基有侧向水平力，对桩基有影响（影响大小有待研究）；而粉喷桩有扰动但轻微，无明显侧向水平力。

4）碎石桩处理软土地基后，桩体内碎石之间间隙较大，结合砂石垫层后排水效果比粉喷桩要好,有利于地基排水固结。

[1]徐至钧主编.振冲法和砂石桩法加固地基[M].北京:机械工业出版社,2005.

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