1 工程概況
鄭州和平路立交橋位于新荷線DK11 + 870 處，該立交結(jié)構(gòu)形式為8 m + 18 m + 8 m 下穿整體箱形框構(gòu)，外輪廓尺寸縱向長(zhǎng)12.5 m ，橫向?qū)?7.6 m ，高7.7m ，立交中心線與鐵路中心線交角為92°，頂距為18m。該立交地處黃河沖積平原，為第四系全新統(tǒng)沖積層，框構(gòu)底板底以下地層分3 層，如圖1 所示。該立交所處地下水為第四系孔隙潛水，水位埋深較淺，僅為0.8 m ，水量較豐富。
2 軟弱層地基加固方案比選
為不影響既有線列車(chē)的運(yùn)輸，在頂進(jìn)前對(duì)軟弱層即進(jìn)行處理是不可能的，唯有采取線路加固后，先分段挖土、再進(jìn)行地基處理、緊跟頂進(jìn)的追蹤作業(yè)方法；同時(shí)要求在框構(gòu)前端每次挖土進(jìn)尺和停頂?shù)拈g歇時(shí)間不能太長(zhǎng)。為此，對(duì)3 種方案進(jìn)行了比選(表1) ，并決定選用高壓分段注漿法對(duì)基底進(jìn)行加固。
3 高壓分段注漿法原理和工藝
本法是將水泥漿液用高壓壓入土層中，將土層中的孔隙壓密，提高了土體介質(zhì)的密實(shí)度和承載能力；另一方面，在高壓水泥漿液的作用下，周?chē)馏w受到擠壓，固接成樁，起到了摩擦和端承樁的作用。其工藝流程為： (1) 用平板振動(dòng)器進(jìn)行振沖成孔； (2) 將振管與高壓注漿管連接；(3) 將攪拌好的漿液注漿； (4) 提升振管；(5) 重復(fù)(3) 、(4) 直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
4 設(shè)計(jì)方案
根據(jù)框構(gòu)底板尺寸確定地基加固的范圍。沿立交縱向共布置了10 排孔，每排24 孔，孔中心間距1.5 m ，孔深3.5 m。漿液用32.5 級(jí)水泥，水灰比1∶1 ，并加入5 %的速凝劑，使混凝土的凝固時(shí)間縮短，其前期強(qiáng)度可在2 h 左右達(dá)到。注漿壓力取0.8～2.0MPa ，提升管幅度一般0.3～0.5 m。同時(shí)用4 臺(tái)設(shè)備注漿，每排需4～6 h ，共10 排孔，總共需40～60 h 完成。
框構(gòu)頂距共18 m ，每次頂進(jìn)前在框構(gòu)前端挖土0.75 m。每頂2 次（累計(jì)頂距1.5 m）進(jìn)行一次注漿(圖2) 。
5 施工情況
(1) 荷澤方的注漿量均大于新鄉(xiāng)方的注漿量，荷澤方的注漿量平均每孔1.1m
3，新鄉(xiāng)方的注漿量平均每孔0.9m
3，體現(xiàn)了軟弱層荷澤方較新鄉(xiāng)方厚。而注漿量最大的一孔注漿1.5
m3，這證明了基底地層不甚均勻。
(2) 注漿后，有的注漿孔位地面隆起直徑約1 m、高10 cm 多的鼓包，有的孔在其周?chē)鷮⒌孛骓敵啥鄺l裂縫，充分反映了地基加固的效果。
(3) 框構(gòu)預(yù)制好后，在原位有所下沉，在頂進(jìn)初期，滑板就開(kāi)始斷裂，并出現(xiàn)扎頭現(xiàn)象；頂進(jìn)4 m 時(shí)，前端扎頭達(dá)3.5 cm ，這時(shí)地基還未注漿加固，說(shuō)明底板下地基確實(shí)比較軟弱；而后開(kāi)始注漿進(jìn)行加固處理，抑制了底板下陷和框構(gòu)扎頭的現(xiàn)象。
(4) 對(duì)立交扎頭進(jìn)行了監(jiān)控測(cè)量，主要數(shù)據(jù)見(jiàn)表2 ，框構(gòu)最終扎頭14.5 cm ，符合設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)，使立交頂進(jìn)順利完成。
(5) 框構(gòu)整體脫離滑板后，其后端只沉降了2 cm ，按以前的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)該下沉10～12 cm ，這充分說(shuō)明了注漿加固后的地基承載力有明顯提高。
6 結(jié)語(yǔ)
(1) 根據(jù)對(duì)既有線框構(gòu)立交的現(xiàn)狀調(diào)查，凡出現(xiàn)開(kāi)裂的立交大部分是因?yàn)榈鼗浫?，出現(xiàn)不均勻沉降所致，因此對(duì)基本承載力低的地基進(jìn)行加固處理是必須的。
(2) 在頂進(jìn)框構(gòu)前就對(duì)既有線路的地基進(jìn)行加固處理是相當(dāng)困難的。把基底處理過(guò)程與立交頂進(jìn)結(jié)合起來(lái)，不失為一種既經(jīng)濟(jì)又安全的行之有效的手段。
(3) 頂進(jìn)框構(gòu)工法對(duì)加固地基的設(shè)備和工藝方法有特殊要求，加固后的地基在很短時(shí)間內(nèi)就要起作用，其承載力要有明顯增加，才能抑制出現(xiàn)扎頭現(xiàn)象。本文所述的高壓分段注漿法很好地解決了這些問(wèn)題，既能控制框構(gòu)扎頭，又能快速起到加固地基的作用。
(4) 常用處理扎頭的方法是僅在地基表層，如在框構(gòu)前擠填片石或碎石或吹砂或灌筑干硬性混凝土等，實(shí)際上是在地基表面造成幾處較堅(jiān)硬的支點(diǎn)，往往導(dǎo)致地基的軟硬不均，對(duì)底板受力不利。采用高壓分段注漿法則能處理和加固更深層次的軟弱地層，根除造成扎頭現(xiàn)象的病根。
(5) 為了有效的防止框構(gòu)扎頭現(xiàn)象的發(fā)生，加固地基處理范圍應(yīng)該擴(kuò)大，宜在頂距全程范圍內(nèi)全部加固處理，因?yàn)樵陧斶M(jìn)過(guò)程中，極可能造成滑板斷裂，而起不到控制框構(gòu)扎頭的作用。另外，為了不使預(yù)制好的框構(gòu)下沉，必要時(shí)可在制作滑板前就對(duì)滑板下的地基先進(jìn)行加固處理。
