泉三高速公路牛心山公园挡土墙注浆加固方案

高鹏举 秦良伟

摘要：通过对牛心山公园内衡重式挡土墙下沉、开裂的情况进行分析，揭示了该路堤挡墙出现病害的原因，重点介绍了该挡土墙的综合治理方案，对同类挡墙施工管理具有一定的参考价值。

关键词：路堤挡墙;病害整治;施工方案

1  工程概况

泉三高速公路K103+640～+700路堤高边坡衡重式挡土墙位于两山坡中间的冲沟中，位于泉州市下洋村牛心山公园内。挡土墙基础设计深3米，底宽8米，外露墙高15～17米。在施工过程中由于挡墙基础位于冲沟，基础实际承载力达不到设计要求，对其底部進行了加深，各段挡墙加深3～5米不等。挡墙墙身采用10号浆砌片石，面石采用10号块石，挡墙长度为60米。该段路堤边坡共分3级，墙顶以上的填土高度为28.5米，该段路基为高填方，设计填土方量为6.8万余立方米。

2 挡墙受损情况

挡墙施工完毕后，我部在墙顶设置了沉降观测点。其后不久圣帕台风在福建沿海登陆，台风带来强降雨，将挡墙端头处冲开一条冲沟，我部测量组人员于某年8月20日开始对该段挡墙进行连续观测，至8月30日观测出现沉降和位移最大值，观测结果为最大下沉量为6mm、最大位移量为12mm（位于ZK103+680附近）。至此，挡墙下沉、位移均趋于稳定，裂缝不再发展（裂缝如下图示）

3  原因分析及加固方案

挡墙出现下沉、开裂后业主认为为质量问题，施工方应承担主要责任，要求将挡土墙拆除重建。我部认为，挡土墙的变形、位移是受到暴雨、地质、地形条件及设计等综合因素的影响。而且，受成本、工期的制约，挡土墙拆除重建不现实。为此，经与设计代表、监理、业主多次沟通，最终决定采用钢花管注浆加固坡面及挡土墙，确保挡墙稳定，保证结保构物运营安全。

根据各方现场会勘并综合比选，对该段挡土墙采取了地表注浆加强措施。现根据同类工程的施工经验，重点就K103+635～K103+700段的挡土墙的加固方案作一简述。

3.1  注浆加固范围

K103+635～K103+700段挡土墙长65m。加固范围：横向宽度在三级边坡范围内，纵向长度65 m，同时，对挡墙墙身及基底进行垂直钻孔注水泥浆。采用Φ50无缝钢管，注浆完成后打通挡墙内原有的泄水孔。

3.2 施工流程图及施工参数

3.2.1 施工流程图

3.2.2  施工参数

3.2.2.1  注浆材料采用水泥单液浆，浆液配比为：水灰比W：C=1：1。

3.2.2.2  注浆压力：初始压力0.5～1.0Mpa，终孔压力1.5～2.0Mpa。

3.2.2.3  注浆孔布设间距为：三级边坡在挡墙墙身范围内钢花管注浆的间距为100×200cm，墙身以外200×200cm;挡土墙墙身范围400×400cm;挡墙基底120×120cm。钢花管按梅花形布置，长度1.5～18m，具体长度根据实测断面确定。

3.3  施工工艺

3.3.1  钻孔

为了保证整个边坡坡面的稳定性，采取垂直水平面钻孔。采用两台XY-1型钻机进行钻孔，钻孔前首先由技术人员对孔位进行放样，保证孔位的正确性。开始钻进边坡时一定要保证钻杆的垂直度，并加大钻杆对地层的压力，成段进尺，采用高钻速，小钻进时均压施钻。为了防止塌孔或堵孔，应及时下管。

3.3.2 下管

下管前先检查钻孔孔道是否干净，可用岩芯管再一次扫孔，清除杂物、碎块。钢管采用φ50mm无缝钢花管，钢花管上钻注浆孔，孔径φ60mm，孔间距15cm，呈梅花型布置。钢花管距孔口段1.0m不钻花孔，作为止浆段，外露地面0.2m，随之将钢花管口封住以免杂物落入。钢花管呈梅花型布置。

挡土墙注浆加固设计断面图如下：

3.4 注浆

按照设计配合比要求，严格控制注浆压力，以便浆液能很快分散至地层内。为保证边坡注浆效果，按照从低往高，从两侧向中间的原则进行。第一次注浆后2～3天进行二次注浆，确保浆液完全充填在地表坡残积碎石角砾层。

3.5 墙身及基底注浆加固

为保证注浆加固的效果，在边坡注浆完成后，我部又在挡土墙墙身范围及挡墙基底进行了二次注浆，挡土墙垂直墙身范围内钢花管的间距为400×400cm，长度不小于挡墙厚度;挡墙基底范围内钢花管的间距120×120cm，长500 cm。

其注浆参数及工艺流程同边坡注浆。

3.6  注浆加固的作用

水泥浆通过一定的压力注入地层、路堤边坡及挡墙墙身内，充填土颗粒、碎石颗粒及其它堆积物（包含挡墙墙体）之间的空隙，使其扩散、胶结和固化，大大提高了土层的强度及弹性模量，降低了地层渗透性，减少了地层变形，并阻止挡墙裂缝的扩大，使得挡墙不再继续下沉、开裂。这是钢花管注浆的主要作用。

4  效果

在该路堤挡墙注浆施工过程中十分重视质量控制，无论边坡、挡墙墙身及基底等各个部位的注浆效果都较好。施工完成近一年半的时间内，我部经过不间断的观测，确认挡土墙的位移、下沉已趋于稳定。经向设计单位、业主汇报后已同意不再增加其它加固措施。

此方案较拆除挡土墙重建的方案效果显著，初步估算可以节省费用约160万元，一方面节约了项目及公司成本，但更为重要的是缩短了工期，挽回了企业的声誉。

第一作者简介：高鹏举：毕业于渭南铁路职工大学，时任泉三高速项目部实验室主任。

第二作者简介：秦良伟：毕业于兰州铁道学院铁道工程系，高级工程师，时任中铁一局四公司泉三项目部项目总工程师。

（作者单位：中铁一局集团第四工程有限公司）