路基沉陷地质病害抢险注浆治理初探

张本亮

摘 要：都匀至新寨（黔桂界）公路改扩建工程第二合同段YK151+524～YK151+565段高填方路堤为紧靠原贵新Ⅱ级公路边缘向右侧拓宽，位于都匀市墨冲镇北约14km处的剥蚀型冲沟内，冲沟内杂乱堆积原修建贵新Ⅱ级公路时的松散弃渣，原基础拟设计为桩基（1.5×2m）钢砼承台、衡重式浆砌块石挡墙，长度为78m，路基宽度11.25m，纵坡为2.5%，拟填方最大高度达14m且发现其路中线（基本上是原公路右挡墙位置）及挡墙与路堤填方接触处出现连续贯通剪切破坏沉陷位移裂缝，水平位移达32mm，垂直达3—8mm，路堤沉陷还在继续变化。

一、场区工程地质概况

（一）地形地貌

场区属贵州高原南部山区，构造侵蚀、剥蚀溶蚀中低山沟谷地貌，地势起伏较大，左边较高，右边冲沟低，冲沟内杂乱堆积松散弃渣，为地表水汇集地带，山体植被不发育，主要为灌木林。

（二）地质构造

本区在区域地质构造上属扬子准地台黔南台陷贵定南北向构造变形区，属四级构造单元，地处都匀向斜西翼，地层结构简单，呈单斜产出，产状为110°∠35°。受区域地质构造的影响，场区内岩体节理裂隙发育，以242°∠70°与95°∠69°陡倾角“X”型共轭节理最为发育，节理密度7—12条/m2，把区内岩体切割成碎块状，大大降低了岩体的完整性，为水介质渗入对岩层发生水解风化提供良好的通道。

（三）岩土结构及其特征

场区岩土层由上至下由第四系人工填筑碎石土层（Qme）及泥盆系下统独山组（D2d）两部份组成，现按自新至老分述如下：

1、土体

（1）人工填筑碎石层（Qme）

为灰黄、灰色碎石及少量粘土、砂组成，碎块石成份为白云质灰岩，粒径3—6cm，含量60—80%，结构中密至密实，级配较好，压缩性小，构成路堤填筑层的主要成份，是该高路堤填方加载而引起下部人工弃方地基沉陷位移地质病害的主要原因。

（2）人工弃方堆积碎石土层（Qme）

为灰黄、灰色碎石土及少量粘土、砂组成，碎块石成份为白云质灰岩，粒径2—20cm，少量大于50cm，含量30—50%，结构松散至稍密，分选性差，压缩性大，为该段路堤填筑层的下部持力层，是该路堤发生沉陷位移地质病害的根本原因。

2、基岩

场区出露地层为中生界泥盆系下统独山组（D2d）的地层，岩性为灰黄、灰色薄至中厚层白云质灰岩，是良好的路堤地基持力层。

（三）水文地质

本区地表地下水均靠大气降水补给，沿坡面向低洼处排泄，场区地处冲沟中部，因人工弃方堆积的碎石土，排水条件较差，地下水沿人工弃方与强风化层界面出露地表。在场区右侧低洼处发育一常年小溪沟，由南向北流入大河口河，地下水以构造裂隙水和孔隙水为主，主要赋存于强风化、弱风化基岩的裂隙及第四系覆盖层中，并顺构造裂隙和孔隙运移，在地势低洼处排出地表。

（四）不良地质

场地主要的不良地质现象为路堤人工填筑碎石层局部碾压不密实、松散弃渣堆积层未清除，近期大量雨水渗入地下，使下部松散弃渣堆积层进一步软化、压缩变形、向外膨胀挤压，引起该段路堤不均匀沉降、导致沥青砼路面沉陷开裂，在平面上形成长40m贯通裂缝，衡重式挡墙受上部填方路基荷重挤压位移。

二、基底固结灌浆设计要点

（一）布孔

灌浆孔布置及有关数据见附图及附表，按该段拟设计的路堤沉陷地质病害实际情况分成A、B、C三个分区，各区布置10条纵向灌浆线，共3×98=294个灌浆孔。

各灌浆线孔均为垂直孔，孔径φ130～110mm，设计孔深为进入强风化岩层不小于0.50m（如底部还存在软弱松散层，孔深在实际施工中按软弱松散层埋藏深度作适当调整）。

（二）灌浆段的确定

灌浆顶面标高以拟设计的衡重式挡墙承台底面标高附近或平均地面标高以下2.0m为准;灌浆底面标高均为孔底，以进入强风化岩层不小于0.50m为准。

（三）灌浆顺序

先挡墙外侧帷幕灌浆，后逐排向路基内压力灌浆。灌浆分三序钻孔，跳孔灌浆，帷幕灌浆孔以限制灌浆为宜，压力灌浆孔则灌至不吸浆为止。

（四）两侧帷幕灌浆

为防止浆液流失，造成浪费，按设计对拟设计的路堤沉陷范围采用帷幕灌浆。

1、浆液为水与水泥混合液，水泥标号为P·O42.5，水灰比0. 5∶1—1∶1，浆液先浓后稀，采用自流灌浆，当灌浆量大于5m3以后实行限流灌浆。2、当浓浆、限流尚无效果，可采取限量和间歇灌注措施。当灌浆量大于10m3以后实行间歇灌浆。每灌入2.5m3水泥浆间歇一次，间歇时间4—6h。

（五）内侧压力灌浆

当上述帷幕灌浆确定完成后，再对内侧实施压力灌浆。

1、利用钻孔向基底人工弃渣碎石土层压力灌入1∶1纯水泥浆，水泥标号为P·O42.5，直至不能继续灌入为止。2、灌浆结束标准：灌浆压力达到0.3—0.5MPa，灌浆注入率小于1L/min后继续灌注30min。灌浆间隔时间在14h以上。

（六）单孔水泥浆量

A区5.07m3/孔;B区7.57m3/孔;C区6.39m3/孔。

（七）灌浆外加剂

在不同性质的灌浆地层内，为改善浆液性能，在浆液拌制时可适当加入水玻璃、膨胀土、细粉砂。

（八）灌浆质量检验

浆液灌入松散弃渣堆积层28d后，采用原位测试和超声波检测，抽检率5%，以满足拟设计的路堤对基底承载力[σ0]≥0.4MPa要求为准。

参考文献：

[1]《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）;

[2]《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024—85）;

[3]《公路工程地质勘察规范》（JTJ064—98）;

[4]《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）;

[5]《既有建筑地基基础加固技术规范》（JGJ123—2000）;

[6]《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）;

[7]《混凝土結构设计规范》（GB 50010—2002）;