公路采空區(qū)地基處理實(shí)例研究

凌立鑫 李玉偉

(1.蘇交科集團(tuán)股份有限公司，南京 210017；2.廣東珠基工程技術(shù)有限公司，廣州 510610)

1 工程概況

湖北省荊門市某一級公路，為全線新建公路，路線全長31.578km。 根據(jù)地質(zhì)勘察報告，項目沿線路基下伏有采空區(qū)4 處，具體分布情況詳如下表1 所示：

2 采空區(qū)地質(zhì)勘察成果

K1+015、K1+320 采空區(qū)為荊門市新橋?qū)崢I(yè)有限公司石膏礦范圍，于2011 年底前關(guān)閉。 K11+715、K11+780 采空區(qū)為荊門市掇刀開發(fā)區(qū)仙女村羅氏堰煤礦范圍， 該煤礦已關(guān)閉；多為房柱式開采，回采率約為40%，上覆巖層為軟質(zhì)砂巖。

3 采空區(qū)穩(wěn)定性評價

設(shè)計采空區(qū)路基形式如表3 所示。

根據(jù) 《采空區(qū)公路設(shè)計與施工技術(shù)細(xì)則》(JTG/T D31-03-2011)， 采用開采條件判別法對采空區(qū)進(jìn)行穩(wěn)定性定性評價，評價結(jié)果如表4 所示：

表1 采空區(qū)一覽表

表2 采空區(qū)勘察成果表

表3 采空區(qū)路基形式一覽表

表4 采空區(qū)穩(wěn)定性定性評價表

根據(jù) 《采空區(qū)公路設(shè)計與施工技術(shù)細(xì)則》(JTG/T D31-03-2011)， 采用地表移動變形計算法對采空區(qū)進(jìn)行穩(wěn)定性定量評價，評價結(jié)果如表5 所示：

通過采用定性與定量評價相結(jié)合的方法， 判定K1+015、K1+320 、K11+715 采空區(qū)不穩(wěn)定，K11+780 采 空 區(qū)欠穩(wěn)定。

表5 采空區(qū)穩(wěn)定性定量評價表

4 采空區(qū)設(shè)計方案比選

K11+715 采空區(qū)路基為路塹， 開挖后路面頂面距離采空區(qū)頂面約6.4m，根據(jù)《采空區(qū)公路設(shè)計與施工技術(shù)細(xì)則》(JTG/T D31-03-2011)5.3.8：“下伏采空區(qū)埋深小于6m 時，宜采用開挖回填法進(jìn)行處治”，擬采用開挖回填處治方案。處治范圍為K11+700～K11+730?；靥畈牧峡衫酶浇鼐€路塹棄方及隧道洞渣。

根據(jù)地質(zhì)勘察成果及穩(wěn)定性評價情況， 結(jié)合本工程的具體特點(diǎn)， 并借鑒其他同類項目對采空區(qū)治理的成功經(jīng)驗，擬對K1+015、K1+320 及K11+780 采空區(qū)進(jìn)行全充填注漿及橋梁跨越方案比選。

(1)全充填注漿布孔方法

注漿孔按均勻布孔方式布設(shè)。 注漿孔孔距及排距均為15m，注漿孔平面布置呈“梅花形”；注漿區(qū)域周邊為帷幕孔，孔距為15m。 詳見各段采空區(qū)治理設(shè)計圖，以K11+780 采空區(qū)為例，如圖1：

注漿材料采用42.5 號普通硅酸鹽水泥和粉煤灰，漿液水固比為0.8:1 和1∶1，固相比水泥：粉煤灰為0.3:0.7，速凝劑水玻璃為2%水泥重。

圖1 K11+780 采空區(qū)治理平面布置圖

(2)全充填注漿治理范圍

全充填注漿治理范圍詳見表6。

表6 全充填注漿治理范圍一覽表

考慮到地質(zhì)鉆探成果不能完全準(zhǔn)確地確定采空區(qū)的邊界及其深度，且全充填注漿方案注漿量的不可控性，同時根據(jù)表7 的造價比選論證情況，K1+015、K1+320、K11+780 三處采空區(qū)推薦采用橋梁跨越方案。

K1+015、K1+320 采空區(qū)采用橋梁一跨通過，但K11+780 采空區(qū)所設(shè)橋梁的1 號橋墩基樁落在采空區(qū)范圍內(nèi)。 該基樁施工方案為：①場地平整至樁頂標(biāo)高；②挖孔至采空區(qū)頂板； ③向采空區(qū)內(nèi)填筑渣石土并自然沉降至密實(shí)；④鉆孔至樁底標(biāo)高；⑤下鋼筋籠、成樁。

表7 采空區(qū)設(shè)計方案比選表

5 工程結(jié)語

采空區(qū)在湖北荊門地區(qū)總體上較為少見， 本文通過工程實(shí)例詳細(xì)闡述了采空區(qū)勘察、穩(wěn)定性分析與評價、處治設(shè)計方案比選論證等， 可為后續(xù)類似案例設(shè)計提供經(jīng)驗與借鑒。