公路采空区地基处理实例研究

凌立鑫 李玉伟

(1.苏交科集团股份有限公司，南京 210017；2.广东珠基工程技术有限公司，广州 510610)

1 工程概况

湖北省荆门市某一级公路，为全线新建公路，路线全长31.578km。 根据地质勘察报告，项目沿线路基下伏有采空区4 处，具体分布情况详如下表1 所示：

2 采空区地质勘察成果

K1+015、K1+320 采空区为荆门市新桥实业有限公司石膏矿范围，于2011 年底前关闭。 K11+715、K11+780 采空区为荆门市掇刀开发区仙女村罗氏堰煤矿范围， 该煤矿已关闭；多为房柱式开采，回采率约为40%，上覆岩层为软质砂岩。

3 采空区稳定性评价

设计采空区路基形式如表3 所示。

根据 《采空区公路设计与施工技术细则》(JTG/T D31-03-2011)， 采用开采条件判别法对采空区进行稳定性定性评价，评价结果如表4 所示：

表1 采空区一览表

表2 采空区勘察成果表

表3 采空区路基形式一览表

表4 采空区稳定性定性评价表

根据 《采空区公路设计与施工技术细则》(JTG/T D31-03-2011)， 采用地表移动变形计算法对采空区进行稳定性定量评价，评价结果如表5 所示：

通过采用定性与定量评价相结合的方法， 判定K1+015、K1+320 、K11+715 采空区不稳定，K11+780 采 空 区欠稳定。

表5 采空区稳定性定量评价表

4 采空区设计方案比选

K11+715 采空区路基为路堑， 开挖后路面顶面距离采空区顶面约6.4m，根据《采空区公路设计与施工技术细则》(JTG/T D31-03-2011)5.3.8：“下伏采空区埋深小于6m 时，宜采用开挖回填法进行处治”，拟采用开挖回填处治方案。处治范围为K11+700～K11+730。回填材料可利用附近沿线路堑弃方及隧道洞渣。

根据地质勘察成果及稳定性评价情况， 结合本工程的具体特点， 并借鉴其他同类项目对采空区治理的成功经验，拟对K1+015、K1+320 及K11+780 采空区进行全充填注浆及桥梁跨越方案比选。

(1)全充填注浆布孔方法

注浆孔按均匀布孔方式布设。 注浆孔孔距及排距均为15m，注浆孔平面布置呈“梅花形”；注浆区域周边为帷幕孔，孔距为15m。 详见各段采空区治理设计图，以K11+780 采空区为例，如图1：

注浆材料采用42.5 号普通硅酸盐水泥和粉煤灰，浆液水固比为0.8:1 和1∶1，固相比水泥：粉煤灰为0.3:0.7，速凝剂水玻璃为2%水泥重。

图1 K11+780 采空区治理平面布置图

(2)全充填注浆治理范围

全充填注浆治理范围详见表6。

表6 全充填注浆治理范围一览表

考虑到地质钻探成果不能完全准确地确定采空区的边界及其深度，且全充填注浆方案注浆量的不可控性，同时根据表7 的造价比选论证情况，K1+015、K1+320、K11+780 三处采空区推荐采用桥梁跨越方案。

K1+015、K1+320 采空区采用桥梁一跨通过，但K11+780 采空区所设桥梁的1 号桥墩基桩落在采空区范围内。 该基桩施工方案为：①场地平整至桩顶标高；②挖孔至采空区顶板； ③向采空区内填筑渣石土并自然沉降至密实；④钻孔至桩底标高；⑤下钢筋笼、成桩。

表7 采空区设计方案比选表

5 工程结语

采空区在湖北荆门地区总体上较为少见， 本文通过工程实例详细阐述了采空区勘察、稳定性分析与评价、处治设计方案比选论证等， 可为后续类似案例设计提供经验与借鉴。