某公路路基沉降原因分析及施工處理

周 磊

(貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州 貴陽 550001)

某山區一級公路，設計速度60 km/h，路基寬度18 m，最小半徑435 m，最大縱坡6%。路線里程K20+087～K20+219段為半填半挖路基，原始地面橫坡較陡，坡比約為1∶2，地質條件較差，為強風化石英砂巖夾煤層上覆粘土夾碎石層。公路位于“埡都——紫云”斷裂帶，地震多發。

本段路基施工圖設計采用加筋格賓石籠路肩墻防護，擋墻延路線前進方向呈“U”字型，擋墻中間墻身最高，高度達1 770 cm，兩端逐漸降低。加筋格賓石籠擋墻是指經過特殊加工的機編雙鉸六角形柔性金屬網扎成立方體網籠，填入適當的石塊，石間填土，然后綁扎蓋網，形成石籠、石墊，逐層堆碼形成擋墻，每堆碼一層石籠擋墻，鋪設拉筋，拉筋為與石籠同規格的機編雙鉸六角形柔性金屬網與土工格柵重疊鋪設而成，拉筋一端鋪至格賓石籠層間與石籠同寬并由石籠壓住固定，另一端鋪至填方邊界。施工工藝為：基礎開挖-基底處理-鋪設拉筋-制作石籠-堆碼石籠-分層填筑填料-分層推平壓實-鋪設下一層拉筋重復施工。格賓石籠擋墻常用于港口河岸工程的河堤防護，較少用于公路工程。加筋格賓石籠擋墻屬于一種柔性防護擋墻，主要通過拉筋將擋墻與填方填料形成有機整體而使填方路基整體穩定。

由于本段路基位于地震多發地帶，地質條件不佳，整體松散破碎，施工完畢后半年均較為穩定。次年端午前后進入汛期，工程所處地區斷斷續續降雨達30多天，雨水下滲使路基填方含水量增加，并使兩種巖性的巖體間形成一個滑動面，此時正好經歷一次距工程地點直線距離約150 km，震源深度10 km的5.4級地震，次日發現延路基順線方向出現兩條裂縫，一條距離路基左側邊緣3.5 m，一條距離路基左側邊緣13 m與填挖交界線基本重合。初始裂縫寬度4 mm，24 h后發展為9 mm，且經觀測仍然繼續發展，24 h后裂縫左右側地面形成8 mm高差臺階，格賓石籠路肩墻最高處基礎經24 h發展向外側移動13 mm，下沉8 mm。

路基開裂原因分析為地下水下滲使填料含水量增加，填方穩定性變差，對墻體的側壓力增大，地震作用是個誘因，震后路基填方及擋墻整體下沉、外移，使路基開裂產生裂縫。經過對該段路基進行觀察、測量和對設計、施工情況的研究，決定對該段路基填方和加筋格賓石籠擋墻進行加固補強處理。

首先在路基裂縫范圍內施作直徑為108 mm的鋼花管壓漿，采用自行式高壓空氣潛孔鉆機在路基上按照1.5 m×1.5 m的間距以梅花型布置鉆孔，鉆孔深度以鉆孔打入原地面本土尺寸大于1/3鉆孔深度為準，鉆孔后插入直徑為108 mm壁厚為5 mm的鋼管，鋼管管身上按300 mm間距四方布置鉆孔，鋼管插入到位后，在管內放入3根直徑為32 mm的螺紋鋼筋，隨后向管內注漿。注漿漿液采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥利用高速耐磨攪拌機拌制，并通過高壓灌漿泵灌入管內。施工順序為：孔位放樣-鉆機定位-鉆孔-插入鋼管-放入鋼筋-鋼管封嘴-配水泥漿-注漿-割除管頭-封孔。

注漿量可通過公式計算

Q=K·V·n·1 000

式中：Q-溶液的總用量(L);V-注漿加固土的體積;n-土的孔隙率;K-經驗系數對軟土、細砂：K=0.3～0.5，中、粗砂：K=0.5～0.7，卵石：K=0.7～0.9。

對產生滑動的填方進行鋼花管注漿穩固后，在格賓石籠擋墻基礎外側按照1 m×1 m的間距以同樣工藝施工三排注漿鋼花管，并將鋼花管外露1 m，

在鋼花管群樁頂部澆筑一層1 m高的C30混凝土頂板，在頂板上再施工高度為6 m、墻身厚度為1.8 m的仰斜式C20片石混凝土擋土墻于格賓石籠擋墻外側將其包裹護住。最后在C20片石混凝土擋土墻以上部分的格賓石籠擋墻外側再施工錨索框架梁將格賓石籠擋墻護住，并張拉錨索，錨索布置間距為豎向5 m、橫向4 m。

經施工過程的測量觀測發現，施工路基范圍的鋼花管過程中，路基填方和格賓石籠擋墻變形位移有加速趨勢，隨著施工完成鋼花管數量的增加和時間的推移，48 h后變形和位移得到控制，分析原因一是施工鋼花管鉆孔時機械設備對填方的擾動使得填方沉降加速加重，二是高壓注漿和漿液的浸潤作用使得填方填料變形加速加重，但漿液開始初凝后，對填料的固結作用顯現，變形位移得到有效控制。

4 結束語

經過對此段路基病害的原因分析和施工結果說明，鋼花管注漿工藝對復雜地質條件下的路基填方病害治理具有顯著效果，具有工藝簡單、施工快速、成本較低、效果良好的特點，運用在公路路基病害治理和搶險工程中，可以在不破壞成型路基的基礎上解決問題。同時總結出加筋格賓石籠擋墻不適用于墻身高度過大、地質條件復雜情況下的路基支擋防護工程。