某国道桥梁台背路基病害勘察及成因分析

马 秋 红

(山西省交通规划勘察设计院，山西 太原 030012)

1 工程概况

某国道互通跨线桥台背为填方路段，填方高度约9 m，地基为Ⅰ级非自重湿陷黄土，处理方式采取水泥搅拌桩进行处理。在路基施工过程中，水泥搅拌桩1-21,1-22,1-23,1-24,2-24号桩均出现塌孔现象，塌陷深度0.6 m～2.7 m，随后又在路基范围内试打试桩15根，也均出现不同程度的下沉，路基右幅2-10排水泥搅拌桩未见下沉，但搅拌速度较快且无阻力。

为进一步查明路基病害分布范围特征、发育情况及原因，为处治设计提供地质资料，对该段路基进行工程地质补充勘察。

2 项目区工程地质条件

2.1 地形、地貌

项目区位于剥蚀堆积低山丘陵区，微地貌地形较平坦，缓坡，地表为Q3坡洪积物。

2.2 地层时代、成因及岩性特征

2.3 水文地质条件

勘察期间地表干涸无水，在钻探深度内亦未揭示地下水。

2.4 湿陷性黄土

项目区表层分布Q3黄土(粉土)，稍密、稍湿，大孔隙发育，根据详勘资料，按《湿陷性黄土地区建筑规范》判定，属非自重湿陷场地，湿陷等级为Ⅰ级，湿陷厚度8.5 m。

2.5 地震烈度

根据GB 18306—2015中国地震动参数区划图，桥址区地震动峰值加速度为0.10g，地震反应谱特征值为0.40 s，相应于地震基本烈度7度。

3 路基病害勘察

3.1 调查情况

项目区为填方路段，位于缓坡丘陵区，微地貌为缓坡、冲沟，地形起伏较大。20世纪60年代，当地村民进行填沟造田，整为平地。桥台台背路基在施工过程中，水泥搅拌桩1-21,1-22,1-23,1-24,2-24号桩在完成“四搅四喷”后，孔内均出现下陷情况，孔内塌陷深度0.6 m～2.7 m。根据现场调查，1-21号桩与1-21-1号试桩于2.1 m深处已连通，且四周形成较大空洞。

3.2 钻探情况及地层特征

表1 土层物理力学性质分析结果统计表

3.3 物探

为进一步全面查清该路段的地层结构，采用高密度直流电法，温纳装置。共完成高密度测线8条，长度1 032 m，测点距2 m，测点516个。因现场施工机械及蓄水池、泥塘影响，测线走向大部分与路线斜交。通过本次电法勘探，基本查清广武互通跨线桥小里程桥台的土层结构，结论如下。项目区局部地层可能含水率较高，土体湿软，引起视电阻率偏低，表现为低阻异常。低阻异常区主要分布在线路的K1177+485～K1177+551约70 m范围内，为低阻异常1区(K1177+487～K1177+510右侧)、2区(K1177+485～K1177+512左侧)、3区(K1177+516～K1177+551)，低阻异常明显(见图1)，异常幅度较大，埋深也较大，约20 m～23 m；此区域的西南和东北部低阻异常不明显，影响范围较小，异常埋深较浅，约8 m～11 m。据此分析推测原黄土冲沟分布范围。

4 病害原因分析

根据走访当地村民、地质调查、钻探和物探等手段综合分析，项目区原为一黄土冲沟，西浅东深，平整造田后地面平缓，回填土未经压实，孔隙较大，地表水排泄不畅，汇聚下渗引起土体湿软，并局部形成空腔。水泥搅拌桩施工过程中，在浆液喷射压力的冲击下，地表以下2 m～3 m处桩体四周形成较大空洞，浆液向外流失，从而造成桩体出现“塌孔”现象。

5 处治建议

结合物探解译结果综合分析：1)物探低阻异常1区，里程桩号K1177+487～K1177+510，位于路基右幅，部分水泥搅拌桩施工已完成，但尚未完全形成浆液结实体，地表水下渗，土体仍湿软，表现为低阻异常。建议待浆液完全形成结实体后做进一步检测工作，确保地基承载力满足设计要求。2)物探低阻异常2区，里程桩号K1177+485～K1177+512，位于路基左幅，地表人工填土厚约5 m～8 m，地表水下渗，土体湿软，呈软塑状态，深度约12 m～15 m，建议将此区域内的人工填土挖除，重新换填处治。3)物探低阻异常3区，里程桩号K1177+516～K1177+551，位于跨线桥小里程桥台与1号桥墩之间，该区域地表为桥梁桩基施工的蓄水池及流水渠，地表水长期浸泡并下渗，造成土体湿软，深度约10 m～15 m，建议对施工用水采取隔离措施，并对湿软土体进行处治，以避免地表水下渗对桥梁桩基造成影响。4)建议综合考虑该填方路段的排水设计，做好排水措施，将西侧村庄排放的水体进行合理引流，保证公路的运营安全。5)建议对该路段左侧坡脚做支挡处理，防止地表水汇集浸泡软化路基坡脚，影响路基稳定。

[1] 田 忠.高速公路桥头跳车成因及处治对策[J].铁道建筑,2007(6)：33-34.

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