关于基础沉降及补强措施

K197+380拱形通道基础沉降原因分析及补强措施

王新瓒

摘要：钢筋混凝土拱通K197+380在进行上部路基石方填筑的时候有下降现象，在土压力及上部其它压力的作用下，发现此沉降缝处出现轻微错台现象。数日后，基础沉降超过设计及规范要求。由于该通道基础的第三、四、五、六节段处于路幅的主要受力范围内，为了保证整个施工顺利进行，不留任何安全隐患，防患于未然，对这几节段进行补强处理，加固方案采取高压喷射注浆加固法。

关键词：钢筋混凝土拱通基础沉降水泥浆注浆补强

内容：

一、K197+380拱通的基本概况

K197+380拱通原设计桩号为K197+425，由于原设计位置右侧位于挖方地段，且开挖的深度及接线工程量相对来说比较大，因此后来变更将该通道的中心移至K197+380处，并且通道中心与线路的交角由原来的120°变为130°。

K197+380钢筋混凝土拱通是2005年7月初开始施工的，开始施工时，由于基底承载力不能满足设计要求，因此通道的基础底部采用级配碎石换填处理，基坑在原地面下开挖，然后先在基坑内摆放一层厚度为30～50cm厚的片石并用小片石填缝，再碾压密实稳定后，在其上回填级配碎石分层碾压到基础底部标高保证密实度满足设计要求。基础采用钢筋混凝土整体式基础，根据设计规范及施工图纸的要求，基础分为七段，施工缝从基础到墙身拱圈全部贯通，这样更能有效的防止通道基础发生不均匀沉降，产生裂缝。

二、K197+380拱通基础沉降情况

K197+380在2006年4月初施工完工后，发现第四节、第五节沉降缝处在进行上部路基石方填筑的时候有下降现象，在土压力及上部其它压力的作用下，发现此沉降缝出现轻微错台现象。数日后，沉降差达13cm，最大沉降差发生在第四节段与第五阶段接触处达16cm左右，严重超过设计及规范要求。面对此现象，项目部立即组织人员研究商讨并分析原因。经物探及钻孔发现，基础地面以下有岩溶裂隙，溶蚀沟槽发育，充填较厚粘土和淤泥土质层，其深度最大处约12米左右。针对此现象，为了保证K197+380通道的通车安全，使得整个施工顺利进行，项目部立即组织相关人员研究方案采取补救措施。

三、基础沉降原因分析：

（一）、K197+380拱通基底情况分析

K197+380通道所在地地质为不良地质，基础开挖至设计高程后，经我项目部试验人员采用轻型触探仪检测知，基底承载力不能满足设计要求，以采用级配碎石换填处理，基坑在原地面下开挖，然后先在基坑内摆放一层厚度为30～50cm厚的片石并用小片石填缝，再碾压密实稳定后，在其上回填级配碎石分层碾压到基础底部标高保证密实度满足设计要求，对基底承载力进行补强后，使得地基的承载力充分满足设计要求。

对于K197+380基底进行补强之所以采取这种方法，是因为通过在多种软路基处理方法中进行比较而优选出来的。各种基础处理的方法都是根据各种软弱土的性质发展起来得到的，使用时必须注意其每种地基加固的机理，适用范围和加固效果。如何处理软地基及选择合理的处理方法是非常重要的一项工作，如果软地基处理不当，就会造成地基沉降。桥头跳车等一系列不安全事故，甚至会引起更为严重的交通事故。为了达到预期的目的，在K197+380基底的处理是非常慎重的。由于本项目本身为亏损项目，为了给企业省每一分钱，扭亏为盈，经过对比优选，对于

K197+380通道基底的加固处理还是选用了此种加固方法，是因为一方面由于基底换填法近年来在软土地基的处理上用的比较普遍，可以说已经得到了很好的验证，这种地基加固处理方法是可以被推广使用的；另一方面是由于，基底换填法，使用的材料低廉，当地的地材完全可以满足施

工的需求，再就是施工机械简单，对整个项目来说，是比较经济合理的选择。经分析，基底处理方法并不是造成此拱通基础沉降的主要原因。

（二）、物探及钻孔分析

通过物探及钻孔显示：基础地面下岩溶裂隙，溶蚀沟槽发育，充填物厚粘土和淤泥质土层，其深度最大处约12米左右，K197+380通道完工后，周边路基已普遍成型，工地上各种运输车辆都从此通行，在各种荷载和震动的情况下，地面下岩溶受到扰动，充填物较厚的土层等在静动荷载作用下，渐渐密实。由此可见K197+380通道基础下沉的主要原因，是因为基础在填土及动力荷载的作用下，使其填充物压缩变形所致。

四、采取措施

由于该通道基础的第三、四，五、六节段（见注浆加固纵断面图及平面示意图）处于路幅的主要受力范围内，为了保证整个施工顺利进行，不留任何安全隐患，防患于未然，必须对这几节段进补强处理。

综合以上情况，我项目部及相关单位共同研究商定,通道基础更佳处理方案采取注浆加固，同时在注浆施工过程中设置沉降观测点，对其沉降进行观测分析。

（一）、注浆加固法需要考虑的问题

1、注浆材料的选择

①、所用材料必须具体较好的可注性；

②、材料要具有固结收缩小，良好的粘结性，抗渗性，耐久性和化学稳定性；

③、无毒并对环境的污染较小；

④、注浆工艺简单，施工操作方便安全可靠。

2、注浆方法的选择

①、渗透注浆不破坏原土的颗粒排列，使浆液渗透扩散到土粒间的孔隙，孔隙中的气体和水分被浆液固结排陷从而使土壤密实，达到加固防渗的目的。因为渗透注浆的对象主要是各种形式的岩土层所以要求被注体应具有一定的孔隙否则难以保证注浆效果。

②、壁裂注浆是在较高的注浆压力下，把浆液渗入到渗透性较小的土层中，并形成不规则的脉状固结物。由于注浆压力而挤密的土体与不受注浆影响的土体构成复合地基，具有一定的密实性和承载能力。

③、高压喷射注浆是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土或别的物体中的预设位置，以高压设置使浆液成为高压流，从喷嘴喷出，土粒或者别的原有物质在喷射流的作用下与浆液混合形成固结体。高压喷射注浆的浆液以水泥类材料为主，化学材料为辅。高压喷射注浆法主要可用于加固软弱土层。

3、注浆过程的控制应符合的要求

①、根据工程地质、注浆目的等控制注浆压力；

②、回填注浆应在衬砌混凝土达到设计强度的70%后进行，衬砌后围岩注浆应该在充填注浆固结体达到设计强度的70% 后进行；

③、浆液不得溢出地面和超出有效注浆范围，地面注浆结束后注浆孔应封填密实；

④、注浆范围和建筑物的水平距离很近时，应加强对临近建筑物的和地面埋设物监控；

⑤、注浆点距离饮水源或者公共水域近时，注浆施工如有污染应及时采取相应措施。

4、配制注浆的原材料、配合比及注浆效果都必须符合设计要求，严格检查使用材料的出厂合格证，质量检验报告及实验报告。

5、注浆孔的数量、布置间距、钻孔深度及角度应符合设计要求

注浆钻孔应根据裂隙状态、地下水情况、设备能力、浆液有效扩散半径、钻孔偏斜率和对注浆效果的要求等，综合分析后确定注浆孔数、布孔方式及钻孔角度。

6、注浆各阶段的控制压力和进浆量应符合设计要求

注浆压力是浆液在裂隙中扩散、填充、压实、脱水的动力。注浆压力太低，浆液不能充填裂