路基沉陷地質病害搶險注漿治理初探

張本亮

摘 要：都勻至新寨（黔桂界）公路改擴建工程第二合同段YK151+524～YK151+565段高填方路堤為緊靠原貴新Ⅱ級公路邊緣向右側拓寬，位于都勻市墨沖鎮北約14km處的剝蝕型沖溝內，沖溝內雜亂堆積原修建貴新Ⅱ級公路時的松散棄渣，原基礎擬設計為樁基（1.5×2m）鋼砼承臺、衡重式漿砌塊石擋墻，長度為78m，路基寬度11.25m，縱坡為2.5%，擬填方最大高度達14m且發現其路中線（基本上是原公路右擋墻位置）及擋墻與路堤填方接觸處出現連續貫通剪切破壞沉陷位移裂縫，水平位移達32mm，垂直達3—8mm，路堤沉陷還在繼續變化。

一、場區工程地質概況

（一）地形地貌

場區屬貴州高原南部山區，構造侵蝕、剝蝕溶蝕中低山溝谷地貌，地勢起伏較大，左邊較高，右邊沖溝低，沖溝內雜亂堆積松散棄渣，為地表水匯集地帶，山體植被不發育，主要為灌木林。

（二）地質構造

本區在區域地質構造上屬揚子準地臺黔南臺陷貴定南北向構造變形區，屬四級構造單元，地處都勻向斜西翼，地層結構簡單，呈單斜產出，產狀為110°∠35°。受區域地質構造的影響，場區內巖體節理裂隙發育，以242°∠70°與95°∠69°陡傾角“X”型共軛節理最為發育，節理密度7—12條/m2，把區內巖體切割成碎塊狀，大大降低了巖體的完整性，為水介質滲入對巖層發生水解風化提供良好的通道。

（三）巖土結構及其特征

場區巖土層由上至下由第四系人工填筑碎石土層（Qme）及泥盆系下統獨山組（D2d）兩部份組成，現按自新至老分述如下：

1、土體

（1）人工填筑碎石層（Qme）

為灰黃、灰色碎石及少量粘土、砂組成，碎塊石成份為白云質灰巖，粒徑3—6cm，含量60—80%，結構中密至密實，級配較好，壓縮性小，構成路堤填筑層的主要成份，是該高路堤填方加載而引起下部人工棄方地基沉陷位移地質病害的主要原因。

（2）人工棄方堆積碎石土層（Qme）

為灰黃、灰色碎石土及少量粘土、砂組成，碎塊石成份為白云質灰巖，粒徑2—20cm，少量大于50cm，含量30—50%，結構松散至稍密，分選性差，壓縮性大，為該段路堤填筑層的下部持力層，是該路堤發生沉陷位移地質病害的根本原因。

2、基巖

場區出露地層為中生界泥盆系下統獨山組（D2d）的地層，巖性為灰黃、灰色薄至中厚層白云質灰巖，是良好的路堤地基持力層。

（三）水文地質

本區地表地下水均靠大氣降水補給，沿坡面向低洼處排泄，場區地處沖溝中部，因人工棄方堆積的碎石土，排水條件較差，地下水沿人工棄方與強風化層界面出露地表。在場區右側低洼處發育一常年小溪溝，由南向北流入大河口河，地下水以構造裂隙水和孔隙水為主，主要賦存于強風化、弱風化基巖的裂隙及第四系覆蓋層中，并順構造裂隙和孔隙運移，在地勢低洼處排出地表。

（四）不良地質

場地主要的不良地質現象為路堤人工填筑碎石層局部碾壓不密實、松散棄渣堆積層未清除，近期大量雨水滲入地下，使下部松散棄渣堆積層進一步軟化、壓縮變形、向外膨脹擠壓，引起該段路堤不均勻沉降、導致瀝青砼路面沉陷開裂，在平面上形成長40m貫通裂縫，衡重式擋墻受上部填方路基荷重擠壓位移。

二、基底固結灌漿設計要點

（一）布孔

灌漿孔布置及有關數據見附圖及附表，按該段擬設計的路堤沉陷地質病害實際情況分成A、B、C三個分區，各區布置10條縱向灌漿線，共3×98=294個灌漿孔。

各灌漿線孔均為垂直孔，孔徑φ130～110mm，設計孔深為進入強風化巖層不小于0.50m（如底部還存在軟弱松散層，孔深在實際施工中按軟弱松散層埋藏深度作適當調整）。

（二）灌漿段的確定

灌漿頂面標高以擬設計的衡重式擋墻承臺底面標高附近或平均地面標高以下2.0m為準;灌漿底面標高均為孔底，以進入強風化巖層不小于0.50m為準。

（三）灌漿順序

先擋墻外側帷幕灌漿，后逐排向路基內壓力灌漿。灌漿分三序鉆孔，跳孔灌漿，帷幕灌漿孔以限制灌漿為宜，壓力灌漿孔則灌至不吸漿為止。

（四）兩側帷幕灌漿

為防止漿液流失，造成浪費，按設計對擬設計的路堤沉陷范圍采用帷幕灌漿。

1、漿液為水與水泥混合液，水泥標號為P·O42.5，水灰比0. 5∶1—1∶1，漿液先濃后稀，采用自流灌漿，當灌漿量大于5m3以后實行限流灌漿。2、當濃漿、限流尚無效果，可采取限量和間歇灌注措施。當灌漿量大于10m3以后實行間歇灌漿。每灌入2.5m3水泥漿間歇一次，間歇時間4—6h。

（五）內側壓力灌漿

當上述帷幕灌漿確定完成后，再對內側實施壓力灌漿。

1、利用鉆孔向基底人工棄渣碎石土層壓力灌入1∶1純水泥漿，水泥標號為P·O42.5，直至不能繼續灌入為止。2、灌漿結束標準：灌漿壓力達到0.3—0.5MPa，灌漿注入率小于1L/min后繼續灌注30min。灌漿間隔時間在14h以上。

（六）單孔水泥漿量

A區5.07m3/孔;B區7.57m3/孔;C區6.39m3/孔。

（七）灌漿外加劑

在不同性質的灌漿地層內，為改善漿液性能，在漿液拌制時可適當加入水玻璃、膨脹土、細粉砂。

（八）灌漿質量檢驗

漿液灌入松散棄渣堆積層28d后，采用原位測試和超聲波檢測，抽檢率5%，以滿足擬設計的路堤對基底承載力[σ0]≥0.4MPa要求為準。

參考文獻：

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[6]《公路路基設計規范》（JTG D30-2004）;

[7]《混凝土結構設計規范》（GB 50010—2002）;