某公路路基沉降原因分析及施工處理

周 磊

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550001)

某山區(qū)一級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度60 km/h，路基寬度18 m，最小半徑435 m，最大縱坡6%。路線里程K20+087～K20+219段為半填半挖路基，原始地面橫坡較陡，坡比約為1∶2，地質(zhì)條件較差，為強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖夾煤層上覆粘土夾碎石層。公路位于“埡都——紫云”斷裂帶，地震多發(fā)。

本段路基施工圖設(shè)計(jì)采用加筋格賓石籠路肩墻防護(hù)，擋墻延路線前進(jìn)方向呈“U”字型，擋墻中間墻身最高，高度達(dá)1 770 cm，兩端逐漸降低。加筋格賓石籠擋墻是指經(jīng)過(guò)特殊加工的機(jī)編雙鉸六角形柔性金屬網(wǎng)扎成立方體網(wǎng)籠，填入適當(dāng)?shù)氖瘔K，石間填土，然后綁扎蓋網(wǎng)，形成石籠、石墊，逐層堆碼形成擋墻，每堆碼一層石籠擋墻，鋪設(shè)拉筋，拉筋為與石籠同規(guī)格的機(jī)編雙鉸六角形柔性金屬網(wǎng)與土工格柵重疊鋪設(shè)而成，拉筋一端鋪至格賓石籠層間與石籠同寬并由石籠壓住固定，另一端鋪至填方邊界。施工工藝為：基礎(chǔ)開挖-基底處理-鋪設(shè)拉筋-制作石籠-堆碼石籠-分層填筑填料-分層推平壓實(shí)-鋪設(shè)下一層拉筋重復(fù)施工。格賓石籠擋墻常用于港口河岸工程的河堤防護(hù)，較少用于公路工程。加筋格賓石籠擋墻屬于一種柔性防護(hù)擋墻，主要通過(guò)拉筋將擋墻與填方填料形成有機(jī)整體而使填方路基整體穩(wěn)定。

由于本段路基位于地震多發(fā)地帶，地質(zhì)條件不佳，整體松散破碎，施工完畢后半年均較為穩(wěn)定。次年端午前后進(jìn)入汛期，工程所處地區(qū)斷斷續(xù)續(xù)降雨達(dá)30多天，雨水下滲使路基填方含水量增加，并使兩種巖性的巖體間形成一個(gè)滑動(dòng)面，此時(shí)正好經(jīng)歷一次距工程地點(diǎn)直線距離約150 km，震源深度10 km的5.4級(jí)地震，次日發(fā)現(xiàn)延路基順線方向出現(xiàn)兩條裂縫，一條距離路基左側(cè)邊緣3.5 m，一條距離路基左側(cè)邊緣13 m與填挖交界線基本重合。初始裂縫寬度4 mm，24 h后發(fā)展為9 mm，且經(jīng)觀測(cè)仍然繼續(xù)發(fā)展，24 h后裂縫左右側(cè)地面形成8 mm高差臺(tái)階，格賓石籠路肩墻最高處基礎(chǔ)經(jīng)24 h發(fā)展向外側(cè)移動(dòng)13 mm，下沉8 mm。

路基開裂原因分析為地下水下滲使填料含水量增加，填方穩(wěn)定性變差，對(duì)墻體的側(cè)壓力增大，地震作用是個(gè)誘因，震后路基填方及擋墻整體下沉、外移，使路基開裂產(chǎn)生裂縫。經(jīng)過(guò)對(duì)該段路基進(jìn)行觀察、測(cè)量和對(duì)設(shè)計(jì)、施工情況的研究，決定對(duì)該段路基填方和加筋格賓石籠擋墻進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)處理。

首先在路基裂縫范圍內(nèi)施作直徑為108 mm的鋼花管壓漿，采用自行式高壓空氣潛孔鉆機(jī)在路基上按照1.5 m×1.5 m的間距以梅花型布置鉆孔，鉆孔深度以鉆孔打入原地面本土尺寸大于1/3鉆孔深度為準(zhǔn)，鉆孔后插入直徑為108 mm壁厚為5 mm的鋼管，鋼管管身上按300 mm間距四方布置鉆孔，鋼管插入到位后，在管內(nèi)放入3根直徑為32 mm的螺紋鋼筋，隨后向管內(nèi)注漿。注漿漿液采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥利用高速耐磨攪拌機(jī)拌制，并通過(guò)高壓灌漿泵灌入管內(nèi)。施工順序?yàn)椋嚎孜环艠?鉆機(jī)定位-鉆孔-插入鋼管-放入鋼筋-鋼管封嘴-配水泥漿-注漿-割除管頭-封孔。

注漿量可通過(guò)公式計(jì)算

Q=K·V·n·1 000

式中：Q-溶液的總用量(L);V-注漿加固土的體積;n-土的孔隙率;K-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)對(duì)軟土、細(xì)砂：K=0.3～0.5，中、粗砂：K=0.5～0.7，卵石：K=0.7～0.9。

對(duì)產(chǎn)生滑動(dòng)的填方進(jìn)行鋼花管注漿穩(wěn)固后，在格賓石籠擋墻基礎(chǔ)外側(cè)按照1 m×1 m的間距以同樣工藝施工三排注漿鋼花管，并將鋼花管外露1 m，

在鋼花管群樁頂部澆筑一層1 m高的C30混凝土頂板，在頂板上再施工高度為6 m、墻身厚度為1.8 m的仰斜式C20片石混凝土擋土墻于格賓石籠擋墻外側(cè)將其包裹護(hù)住。最后在C20片石混凝土擋土墻以上部分的格賓石籠擋墻外側(cè)再施工錨索框架梁將格賓石籠擋墻護(hù)住，并張拉錨索，錨索布置間距為豎向5 m、橫向4 m。

經(jīng)施工過(guò)程的測(cè)量觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，施工路基范圍的鋼花管過(guò)程中，路基填方和格賓石籠擋墻變形位移有加速趨勢(shì)，隨著施工完成鋼花管數(shù)量的增加和時(shí)間的推移，48 h后變形和位移得到控制，分析原因一是施工鋼花管鉆孔時(shí)機(jī)械設(shè)備對(duì)填方的擾動(dòng)使得填方沉降加速加重，二是高壓注漿和漿液的浸潤(rùn)作用使得填方填料變形加速加重，但漿液開始初凝后，對(duì)填料的固結(jié)作用顯現(xiàn)，變形位移得到有效控制。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)對(duì)此段路基病害的原因分析和施工結(jié)果說(shuō)明，鋼花管注漿工藝對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下的路基填方病害治理具有顯著效果，具有工藝簡(jiǎn)單、施工快速、成本較低、效果良好的特點(diǎn)，運(yùn)用在公路路基病害治理和搶險(xiǎn)工程中，可以在不破壞成型路基的基礎(chǔ)上解決問題。同時(shí)總結(jié)出加筋格賓石籠擋墻不適用于墻身高度過(guò)大、地質(zhì)條件復(fù)雜情況下的路基支擋防護(hù)工程。