談高速公路路基開裂處置施工技術

梁懷超

(中鐵三局集團第六工程有限公司，山西晉中 030600)

1 工程概況

某高速公路K26+250～K26+300為半填半挖路段，路中線最大填高7 m，邊坡最大填高27 m。該段地面橫坡較陡，原設計為下部采用挖淤泥換填石處理，填挖交界處采用挖臺階及增加土工格柵加強填筑。

場區地處貴州高原東部斜坡地帶，受侵蝕—剝蝕影響，地形條件復雜，地表森林植被茂密，屬中等切割的侵蝕—剝蝕中低山地貌。

邊坡山體坡面覆蓋厚1 m～3 m碎石土，成分為板巖，粒徑一般40 mm～80 mm，含量55%，結構稍密。卵石土:成分為板巖，粒徑一般40 mm～80 mm，含量55%，結構松散，厚1 m～4 m，主要分布于左側路基底部山間谷地內。

半填半挖方部分基巖為板溪群隆里組(Ptbnl)薄層板巖。按巖體節理裂隙發育及風化程度分為強風化及中風化層。強風化層:黃色、土灰色，薄層狀，裂隙極發育，裂隙面為褐色浸染，巖體破碎，質極軟，厚約14 m。中風化層:灰色，薄層狀，裂隙發育，裂隙面為褐色浸染，巖體較破碎。

2 路基出現裂縫原因分析

該路段于2011年10月施工開始，2011年11月路面施工完成，2012年2月底發現路面產生裂縫，縫寬3 cm～5 cm，呈弧形與填挖交界線吻合。針對裂縫立即采取了瀝青封閉防水的措施，并且設置了沉降觀測點，如圖1所示。

圖1 路基路面開裂圖

根據現場施工過程，結合出現裂縫的情況，主要產生沉降的原因判斷為:

1)沉降段落處于半填半挖路基段，施工時，基底臺階開挖不合理或未開挖臺階，填料和基底結合不良，導致結合部壓實受到影響，從而產生裂縫或不均勻沉降。

2)沿路線縱向和橫向填挖交界的地面橫坡太陡，路面填筑前的臺階處理不徹底，填料與基底結合不良，也沒有經過工后沉降，在受到重型車輛的荷載后，產生不均勻沉降所致。

3)路基填料采用中風化板巖填筑，由于雨水的滲入使板巖解體，導致路基壓實度不滿足設計要求而產生不均勻沉降。

3 裂縫處置施工方案

為保證后期公路運營使用過程中路基不再發生不均勻沉降，保證路基的整體穩定性，根據裂縫形成、本段路基所處的地理位置和施工時所用填料，以及盡可能減少對運營影響的具體情況，確定采用壓漿固結法配合錨索輔助及加強路基排水的綜合方法。

路基處理樁孔平面布置圖見圖2，路基處理橫斷面圖見圖3。

圖2 路基處理樁孔平面布置圖（單位：m）

圖3 路基處理橫斷面圖（單位：m）

3.1 鋼花管注漿

每個壓漿孔內安裝1根φ48鋼花管作為剛性支撐，在鋼花管內設置1根φ28鋼筋。壓漿孔采用φ100 mm機械鉆孔，壓漿孔垂直路面，邊坡鉆孔豎直向下。鉆孔按梅花形布置，壓漿孔間距1.0 m，每排間距1.0 m，路面鉆孔嵌入基巖大于3 m。邊坡底部鉆孔處理深處9 m～18 m，處理范圍30 m(ZK26+260～ZK26+290)。壓漿壓力控制在1.0 MPa～1.5 MPa之間，采用42.5普通硅酸鹽水泥進行壓漿，壓漿采用二次壓漿法。

注漿花管大樣圖見圖4。

3.2 邊坡錨索

為了加強滑動體(路基)穩定，邊坡采用錨索進行加固，錨索采用6根(直徑為15.24 mm，抗拉強度為1 860 MPa)高強度低松弛無粘結鋼絞線。每片鋼筋混凝土框架寬8 m，豎向間距5 m布置3排，錨索橫向間距4 m布置2排，鋼筋混凝土框架橫梁與豎肋截面寬×高為0.7 m×0.6 m;錨索長度根據現場鉆孔情況確定，確保錨固段進入巖體8 m。

圖4 注漿花管大樣圖

3.3 路面基層挖除重做

由于該段填方路基的路面結構層均已施工完畢，沉降產生的裂縫導致路面結構層已經破壞，故將該段路面瀝青混凝土面層以及水泥穩定碎石基層全部清除，在水泥穩定碎石基層與瀝青混凝土下面層之間設置兩層玻璃纖維格柵，在級配碎石底基層與水泥穩定碎石基層之間設置雙向土工格柵，然后重新鋪筑瀝青混凝土面層。

路面結構層處理見圖5。

圖5 路面結構層處理圖

3.4 加強路基排水

為了減少雨水對路基影響，在路基頂面增設橫向排水管。一端連接中央排水溝，另一端伸出路基外側連接路基邊溝。

4 注漿施工工藝

在水泥壓漿固結技術的原理上，利用注漿管把漿液均勻的注入地層中，水泥漿液在周圍的土體中，通過滲透、填充、壓密、擴張趕走土體縫隙內的積水和空氣，形成漿脈。由于地層中的不均勻，一方面通過鉆孔，以一定水灰比的漿液高壓快速強行進入弱透水土層，在注漿點集中處形成近似球形的漿泡，擠壓臨近的土體，使土體被擠壓密實，固結形成強度，承載力得到大大提高。另一方面，在透水性好的土層，隨著壓漿的進行，漿液通過裂縫和滲透，填充到各砂礫石間的空隙中，在層間形成方向各異的片狀、帶條狀、塊狀的漿液體，漿液經一段時間的養生，凝結硬化后，松散的砂礫石膠結成一個整體良好，強度高，防水性能強的“結石體”。同時在鉆孔內形成柱體，與周圍的土體相互作用均勻受力，形成了復合地基，提高了承載能力。

1)主要施工機械:鉆孔機、杰漿拌和機、壓漿機。

2)工藝流程:樁位確定放樣→布孔→鉆孔→清孔→安裝壓漿管道→臨時封孔→壓漿→封孔養生→灰漿配比→第二次壓漿。

3)主要工藝:布孔、鉆孔、壓漿、封口、養護。

布孔:采用梅花狀布孔，孔距1.0 m，排距1.0 m，出現裂縫段落沿裂縫走向左右兩側布置兩排注漿孔;沉降路基段落按照沉降面積確定孔位，注漿孔面積應大于沉降面積。

鉆孔:采用無水鉆進方式成孔，孔徑100 mm，每孔壓漿孔鉆進過程中要保證連續作業，且要保持垂直，鉆孔順序由裂縫外向內側進行，原地面不一致時應按先深后淺，由低向高的順序鉆孔。

壓漿:漿液制作水泥和水按照1∶1的比例進行配置，漿液攪拌時間不少于3 min，然后經濾網放入儲漿桶，邊灌邊攪，應連續作業。必要時摻入部分粉煤灰，制作好的漿液要有良好的和易性、保水性。壓注漿液時應緩慢均勻連續加壓，當壓力達到設計值1.5 MPa時，應保持穩壓3 min以上，當觀察到路基頂面開始抬升或漿液流動線路內的壓力迅速升高時，停止壓漿。壓漿順序應由裂縫外向裂縫內側進行，先外側后內側、由低向高的順序進行壓漿。壓漿時注意要進行跳樁法壓漿。壓漿時應注意高壓管前不能站人，防止噴漿傷人。

封口:壓漿結束后應立即拔出灌漿栓塞，立即插上木塞，以便有足夠的時間使漿液充分凝固。

養護:灌漿后的路基24 h內禁止機動車輛通過灌漿區，養生3 d。

5 質量安全保證措施

1)施工中注意對壓漿點周圍的管線進行觀察，特別是檢查壓漿部位，一旦發現有漏漿，需對滲漏處封堵后才能繼續壓漿。

2)壓漿壓力的控制:在壓漿過程中，對壓力的控制至關重要，壓漿是該工藝的重要指標，控制不當將無法達到預期效果，甚至會對路基產生新破壞。如壓力過大會使路基頂面產生新的裂縫或存在不必要的浪費。同時如路基抬高的過多，也會使得道路的線形很難理順，不利于路面排水;如壓力過小，漿液無法充分的進入土體的孔隙中，填充不密實，達不到預期效果。

3)現場施工過程中，要對每個壓漿孔的深度、壓漿壓力、注漿開始及結束時間注漿量進行現場詳細記錄。

4)在每段裂縫位置設置2個～3個沉降觀測點，加強觀測并進行詳細記錄。

5)在存在安全隱患的地方做好各項防護及醒目的標識標牌。

6 結語

本工程處置完成后一年多時間，使用情況良好，未有新的裂縫出現。通過對本段路基的開裂分析及處理情況可以得到以下結論:

1)對于填方路基，填料的均勻性及路基充分壓實是路基穩定的基本條件。

2)在水的作用下，巖土體強度降低，同時自重增加，是路基開裂的主要原因。特別是路基表面徑流水進入裂縫，給滑動面增加了潤滑作用。因此要重視地表水和地下水的處理。

3)運營中的路基開裂是一種突發情況，應采取應急措施，防止塌陷開裂進一步擴大，保證部分路段通行，減小群眾出行困難。

4)在保證路基穩定的情況下，應該采取快速、高效的注漿措施對路基進行加固處理，避免大開挖對路基安全以及通車運營造成影響。

5)“鋼花管注漿加邊坡錨索加綜合排水”是處理運營中路基路面開裂的一種快速有效的措施。

［1］楊興華，王家林.高速公路橫向非對稱路基開裂的實例分析［J］.交通標準化，2005(3):31-33.

［2］汪海濤.高速公路路基開裂的處理實例分析［J］.北方交通，2013(2):81-82.

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