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摘要：本文通过在沈大高速公路改扩建工程中软土地基上修筑桥涵，减少解决桥头软弱地基跳车病害。
关键词：公路桥头软基粉喷桩袋装砂井
中图分类号：TU997文献标识码： A 文章编号：
前言:
随着我国交通事业的发展，越来越多的高等级公路在软土地基上修筑，尤其是平原地带，这些地区广泛分布着软土，导致该地段的公路桥梁设置较多。资料调查表明，全国各地许多高等级公路通车不久即在不同程度上产生桥头路基沉降，导致桥头跳车现象的发生，其中尤以软弱地基路段最为严重。因此，桥头软基病害是当前我国高等级公路中的常见病，妥善解决高等级公路软弱地基上桥头引道沉陷问题，保证结构安全，提高行车舒适度，降低养护费用、提高道路使用质量，节约工程投资，具有十分重要的意义。
一、实体工程简介
解决桥头软弱地基跳车病害，对于软基处理，多数采用排水固结法，也有采用水泥粉喷桩进行处理。现从我们在沈大高速公路改扩建工程中有效的解决软弱地基跳车病害介绍如下：
沈大高速公路改扩建工程将原4车道改为8车道，路基宽度42m，营口段位于辽宁省的中南部，该段工程地形属于平原微丘，公路两侧河网密布，沟渠纵多，局部有鱼塘，该工程包括数十座大中小桥，桥头填土处的地基均为软土，现以K161+760跨线桥的桥头填土为例，介绍桥头软基处理。
本区地形简单，总体地势平坦，地貌单元少；地层较复杂，存在软土，基岩风化严重且顶面起伏大；区域地质构造较复杂，地下水丰富，埋藏浅。区内软土分布范围广，厚度变化大，呈流塑状，灵敏度高，属不良地质地段。
试验场地： K161+610~K161+710 （粉喷桩）；K161+810~K161+910（袋装砂井）。
本路段的软弱土层主要是第4层冲洪积淤泥、淤泥质亚粘土，第2层冲洪积亚粘土，软土层厚度在5.5~7.1m之间。软土层的压缩性为中等~偏高，其压缩系数为0.305~3.16MPa-1，固结系数为1.945×10-4~8.366×10-4cm2/s左右。
二、设计原则
根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》对沉降与稳定观测的一般规定，即研究工程的软土地基特性，验证并完善软土地基处治设计和探索软土地基工程施工工艺，对处于软土地基上的高速公路、一级公路、二级公路路堤应结合工程实际情况修筑试验工程。对于试验工程的设计遵循以下设计原则：
1．根据设计文件要求确定测点位置并应设在观测数据容易反馈的部位。地基条件差、地形变化大、设计问题多的部位和土质调查点附近均应设置观测点。同一路段不同观测项目的观测点宜布置在同一横断面上。
2．地基的稳定性可通过观测地基表面位移边桩的水平位置和地表隆起量而获知。一般路段沿纵向每隔100~200m设置一个观测断面；桥头路段应设计2~3个观测断面；桥头纵向坡角，填挖交界的填方端、沿河等特殊路段均应酌情增设观测点。
3．沿河、临河等凌空面大而稳定性差的路段，必要时需进行土体内部水平位移的观测。
4．观测点应设置于需要观测的位置，它将直接反映出测点处地基变形情况。因此，测点的位置不仅需要根据设计要求，同时也应针对施工掌握的地质，地形等情况增设。
5．地面横向位移标观测断面纵向的设置间距（100m~200m）是以目前国内几条高速公路通常采用的间距离为依据确定的，其中考虑了既要了解掌握地基位移情况，又不至于给施工单位增加过大的工作量。
三、粉喷桩、袋装砂井的施工工艺
㈠ 粉喷桩施工方法
1．布置桩位。
2．定位：调正导轨垂直度，钻头对中桩位。
3．预搅下沉钻进：启动电机、空压机送气，使钻头沿导轨下沉钻进至设计深度（穿过淤泥层，进入持力层0.5m）。同时须注意工作电流不应大于额定电流。
4．钻杆上提喷粉、开启粉体发送器，送灰至喷灰口，按规定的提升速度，边喷边搅拌提升直至桩顶，在距地面50cm时停止喷灰。
5．复搅拌：重复3、4步，再次将钻头下沉至设计要求，再搅拌提升至地面，保证软土与水泥粉搅拌均匀。
6．提钻出孔，移机至下一桩位。
㈡ 袋装砂井施工方法
1．布置桩位。
2．定位：调正导架垂直度，套管对准桩位。
3．打入套管到设计标高。为控制砂井的设计入土深度，在钢套管上划出标尺，以确保砂井标高符合设计要求。
4．沉入砂袋：须用桩架吊起垂直下井，砂袋头外露30cm。
5．拔出套管：应保持垂直起吊，避免拔套管时带出砂袋。
6．机具移位。
7．埋砂袋头和摊铺上层砂垫层。
四、试验路段沉降观测
㈠ 粉喷桩软基处理段
㈡ 袋装砂井软基处理段
（三）沉降过程分析
从各检测断面中心桩处的沉降—加荷过程线中可以看出，无论是采用粉喷桩还是采用袋装砂井进行软弱地基处理，在填土加荷过程中均存在一临界高度。该临界高度的存在主要是由于地表存在硬壳层及各土层存在超固结现象。当填土高度小于临界高度时路基沉降不明显，但当填土高度超过临界高度时，沉降过程则明显加著。其中粉喷桩处理的软弱地基由于粉喷水泥桩和桩间土体的相互作用，其填土临界高度明显大于采用袋装砂井处理的临界高度，整个填土加载过程的沉降速率小于采用袋装砂井处理的沉降速率，但其沉降稳定过程则明显滞后于袋装砂井处理的软基。
五、结论:
从上面的工程實践我们可以看出：
1、采用袋装砂井处理地基对减少地基沉降量没有明显作用，而采用粉喷桩处理地基对减少地基沉降量有较明显效果。采用粉喷桩处理地基总沉降量减小30%左右。
2、采用袋装砂井处理地基时地基固结速度明显加快，且由于超载预压荷载的作用，地基的沉降稳定过程明显超前，在超载预压荷载卸载后沉降变化小；采用粉喷桩处理的地基，其沉降稳定过程是桩间土体固结与桩顶刺入路基土体以及桩尖下沉等相互作用的过程，由于桩间土体未采用任何处理措施，其固结过程相对较缓慢，因而导致采用粉喷桩处理的地基与采用袋装砂井处理的地基相比，其沉降稳定过程有一定的滞后性。
关键词：公路桥头软基粉喷桩袋装砂井
中图分类号：TU997文献标识码： A 文章编号：
前言:
随着我国交通事业的发展，越来越多的高等级公路在软土地基上修筑，尤其是平原地带，这些地区广泛分布着软土，导致该地段的公路桥梁设置较多。资料调查表明，全国各地许多高等级公路通车不久即在不同程度上产生桥头路基沉降，导致桥头跳车现象的发生，其中尤以软弱地基路段最为严重。因此，桥头软基病害是当前我国高等级公路中的常见病，妥善解决高等级公路软弱地基上桥头引道沉陷问题，保证结构安全，提高行车舒适度，降低养护费用、提高道路使用质量，节约工程投资，具有十分重要的意义。
一、实体工程简介
解决桥头软弱地基跳车病害，对于软基处理，多数采用排水固结法，也有采用水泥粉喷桩进行处理。现从我们在沈大高速公路改扩建工程中有效的解决软弱地基跳车病害介绍如下：
沈大高速公路改扩建工程将原4车道改为8车道，路基宽度42m，营口段位于辽宁省的中南部，该段工程地形属于平原微丘，公路两侧河网密布，沟渠纵多，局部有鱼塘，该工程包括数十座大中小桥，桥头填土处的地基均为软土，现以K161+760跨线桥的桥头填土为例，介绍桥头软基处理。
本区地形简单，总体地势平坦，地貌单元少；地层较复杂，存在软土，基岩风化严重且顶面起伏大；区域地质构造较复杂，地下水丰富，埋藏浅。区内软土分布范围广，厚度变化大，呈流塑状，灵敏度高，属不良地质地段。
试验场地： K161+610~K161+710 （粉喷桩）；K161+810~K161+910（袋装砂井）。
本路段的软弱土层主要是第4层冲洪积淤泥、淤泥质亚粘土，第2层冲洪积亚粘土，软土层厚度在5.5~7.1m之间。软土层的压缩性为中等~偏高，其压缩系数为0.305~3.16MPa-1，固结系数为1.945×10-4~8.366×10-4cm2/s左右。
二、设计原则
根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》对沉降与稳定观测的一般规定，即研究工程的软土地基特性，验证并完善软土地基处治设计和探索软土地基工程施工工艺，对处于软土地基上的高速公路、一级公路、二级公路路堤应结合工程实际情况修筑试验工程。对于试验工程的设计遵循以下设计原则：
1．根据设计文件要求确定测点位置并应设在观测数据容易反馈的部位。地基条件差、地形变化大、设计问题多的部位和土质调查点附近均应设置观测点。同一路段不同观测项目的观测点宜布置在同一横断面上。
2．地基的稳定性可通过观测地基表面位移边桩的水平位置和地表隆起量而获知。一般路段沿纵向每隔100~200m设置一个观测断面；桥头路段应设计2~3个观测断面；桥头纵向坡角，填挖交界的填方端、沿河等特殊路段均应酌情增设观测点。
3．沿河、临河等凌空面大而稳定性差的路段，必要时需进行土体内部水平位移的观测。
4．观测点应设置于需要观测的位置，它将直接反映出测点处地基变形情况。因此，测点的位置不仅需要根据设计要求，同时也应针对施工掌握的地质，地形等情况增设。
5．地面横向位移标观测断面纵向的设置间距（100m~200m）是以目前国内几条高速公路通常采用的间距离为依据确定的，其中考虑了既要了解掌握地基位移情况，又不至于给施工单位增加过大的工作量。
三、粉喷桩、袋装砂井的施工工艺
㈠ 粉喷桩施工方法
1．布置桩位。
2．定位：调正导轨垂直度，钻头对中桩位。
3．预搅下沉钻进：启动电机、空压机送气，使钻头沿导轨下沉钻进至设计深度（穿过淤泥层，进入持力层0.5m）。同时须注意工作电流不应大于额定电流。
4．钻杆上提喷粉、开启粉体发送器，送灰至喷灰口，按规定的提升速度，边喷边搅拌提升直至桩顶，在距地面50cm时停止喷灰。
5．复搅拌：重复3、4步，再次将钻头下沉至设计要求，再搅拌提升至地面，保证软土与水泥粉搅拌均匀。
6．提钻出孔，移机至下一桩位。
㈡ 袋装砂井施工方法
1．布置桩位。
2．定位：调正导架垂直度，套管对准桩位。
3．打入套管到设计标高。为控制砂井的设计入土深度，在钢套管上划出标尺，以确保砂井标高符合设计要求。
4．沉入砂袋：须用桩架吊起垂直下井，砂袋头外露30cm。
5．拔出套管：应保持垂直起吊，避免拔套管时带出砂袋。
6．机具移位。
7．埋砂袋头和摊铺上层砂垫层。
四、试验路段沉降观测
㈠ 粉喷桩软基处理段
㈡ 袋装砂井软基处理段
（三）沉降过程分析
从各检测断面中心桩处的沉降—加荷过程线中可以看出，无论是采用粉喷桩还是采用袋装砂井进行软弱地基处理，在填土加荷过程中均存在一临界高度。该临界高度的存在主要是由于地表存在硬壳层及各土层存在超固结现象。当填土高度小于临界高度时路基沉降不明显，但当填土高度超过临界高度时，沉降过程则明显加著。其中粉喷桩处理的软弱地基由于粉喷水泥桩和桩间土体的相互作用，其填土临界高度明显大于采用袋装砂井处理的临界高度，整个填土加载过程的沉降速率小于采用袋装砂井处理的沉降速率，但其沉降稳定过程则明显滞后于袋装砂井处理的软基。
五、结论:
从上面的工程實践我们可以看出：
1、采用袋装砂井处理地基对减少地基沉降量没有明显作用，而采用粉喷桩处理地基对减少地基沉降量有较明显效果。采用粉喷桩处理地基总沉降量减小30%左右。
2、采用袋装砂井处理地基时地基固结速度明显加快，且由于超载预压荷载的作用，地基的沉降稳定过程明显超前，在超载预压荷载卸载后沉降变化小；采用粉喷桩处理的地基，其沉降稳定过程是桩间土体固结与桩顶刺入路基土体以及桩尖下沉等相互作用的过程，由于桩间土体未采用任何处理措施，其固结过程相对较缓慢，因而导致采用粉喷桩处理的地基与采用袋装砂井处理的地基相比，其沉降稳定过程有一定的滞后性。