提高顶进立交桥软土地基承载力的一种方法
1 工程概况
郑州和平路立交桥位于新荷线DK11 + 870 处，该立交结构形式为8 m + 18 m + 8 m 下穿整体箱形框构，外轮廓尺寸纵向长12.5 m ，横向宽37.6 m ，高7.7m ，立交中心线与铁路中心线交角为92°，顶距为18m。该立交地处黄河冲积平原，为第四系全新统冲积层，框构底板底以下地层分3 层，如图1 所示。该立交所处地下水为第四系孔隙潜水，水位埋深较浅，仅为0.8 m ，水量较丰富。
2 软弱层地基加固方案比选
为不影响既有线列车的运输，在顶进前对软弱层即进行处理是不可能的，唯有采取线路加固后，先分段挖土、再进行地基处理、紧跟顶进的追踪作业方法；同时要求在框构前端每次挖土进尺和停顶的间歇时间不能太长。为此，对3 种方案进行了比选(表1) ，并决定选用高压分段注浆法对基底进行加固。
3 高压分段注浆法原理和工艺
本法是将水泥浆液用高压压入土层中，将土层中的孔隙压密，提高了土体介质的密实度和承载能力；另一方面，在高压水泥浆液的作用下，周围土体受到挤压，固接成桩，起到了摩擦和端承桩的作用。其工艺流程为： (1) 用平板振动器进行振冲成孔； (2) 将振管与高压注浆管连接；(3) 将搅拌好的浆液注浆； (4) 提升振管；(5) 重复(3) 、(4) 直至达到设计要求。
4 设计方案
根据框构底板尺寸确定地基加固的范围。沿立交纵向共布置了10 排孔，每排24 孔，孔中心间距1.5 m ，孔深3.5 m。浆液用32.5 级水泥，水灰比1∶1 ，并加入5 %的速凝剂，使混凝土的凝固时间缩短，其前期强度可在2 h 左右达到。注浆压力取0.8～2.0MPa ，提升管幅度一般0.3～0.5 m。同时用4 台设备注浆，每排需4～6 h ，共10 排孔，总共需40～60 h 完成。
框构顶距共18 m ，每次顶进前在框构前端挖土0.75 m。每顶2 次（累计顶距1.5 m）进行一次注浆(图2) 。
5 施工情况
(1) 荷泽方的注浆量均大于新乡方的注浆量，荷泽方的注浆量平均每孔1.1m
3，新乡方的注浆量平均每孔0.9m
3，体现了软弱层荷泽方较新乡方厚。而注浆量最大的一孔注浆1.5
m3，这证明了基底地层不甚均匀。
(2) 注浆后，有的注浆孔位地面隆起直径约1 m、高10 cm 多的鼓包，有的孔在其周围将地面顶成多条裂缝，充分反映了地基加固的效果。
(3) 框构预制好后，在原位有所下沉，在顶进初期，滑板就开始断裂，并出现扎头现象；顶进4 m 时，前端扎头达3.5 cm ，这时地基还未注浆加固，说明底板下地基确实比较软弱；而后开始注浆进行加固处理，抑制了底板下陷和框构扎头的现象。
(4) 对立交扎头进行了监控测量，主要数据见表2 ，框构最终扎头14.5 cm ，符合设计控制标准，使立交顶进顺利完成。
(5) 框构整体脱离滑板后，其后端只沉降了2 cm ，按以前的经验应该下沉10～12 cm ，这充分说明了注浆加固后的地基承载力有明显提高。
6 结语
(1) 根据对既有线框构立交的现状调查，凡出现开裂的立交大部分是因为地基软弱，出现不均匀沉降所致，因此对基本承载力低的地基进行加固处理是必须的。
(2) 在顶进框构前就对既有线路的地基进行加固处理是相当困难的。把基底处理过程与立交顶进结合起来，不失为一种既经济又安全的行之有效的手段。
(3) 顶进框构工法对加固地基的设备和工艺方法有特殊要求，加固后的地基在很短时间内就要起作用，其承载力要有明显增加，才能抑制出现扎头现象。本文所述的高压分段注浆法很好地解决了这些问题，既能控制框构扎头，又能快速起到加固地基的作用。
(4) 常用处理扎头的方法是仅在地基表层，如在框构前挤填片石或碎石或吹砂或灌筑干硬性混凝土等，实际上是在地基表面造成几处较坚硬的支点，往往导致地基的软硬不均，对底板受力不利。采用高压分段注浆法则能处理和加固更深层次的软弱地层，根除造成扎头现象的病根。
(5) 为了有效的防止框构扎头现象的发生，加固地基处理范围应该扩大，宜在顶距全程范围内全部加固处理，因为在顶进过程中，极可能造成滑板断裂，而起不到控制框构扎头的作用。另外，为了不使预制好的框构下沉，必要时可在制作滑板前就对滑板下的地基先进行加固处理。
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