高填方路基沉降处治灌浆技术的工程实践与认识..docVIP

高填方路基沉降处治灌浆技术的工程实践与认识 冯学钢 （四川省交通厅公路水运质量监督站 成都市 610041） 摘 要：高填方路基沉降是公路工程质量通病之一。该文以国道108线广元段高填方路基沉降这一病害处治为实例，介绍了高填方路基沉降处治的压力灌浆设计、施工工艺和质量控制方法，对浆液的经济性与可灌性、结石率及灌浆过程中的路面抬动等相关问题进行了讨论。 关键词： 高填方路基 压力灌浆 质量控制与检验  1 引言 高填方路基沉降是公路工程质量通病之一，它直接影响着高等级公路的质量或正常运营，威胁着高速运行车辆的安全，同时也给日常养护、维修工作带来许多麻烦。到目前为止，对高等级公路路面、路基等病害的处理方法并不多，多数是沿用低等级公路的养护经验、设备、方法，不能满足高等级公路要求。为此，本文通过应用压力灌浆工艺对国道108线广元段高填方路基沉降这一病害处治为例，从而对压力灌浆处治路基沉降探索出有效的科学处理方法。 国道108线广元段（沙溪坝—瓷窑铺）全长43.85km，其中广南段为高速公路，长30.35km，路基宽25m；广元过境段为一级公路，长13.5km，路基宽17.5m。广元段位处浅山重丘区域，路堤填筑高度一般在10m～20m。由于该段地质、地貌条件复杂，路基填料全取自就近的挖方路段。填料的岩性和粒径差异较大，使得在路基填筑施工过程中，填方路堤压实质量不易检测和控制，以致在工程建设后期部分高填方路基密实度不足的问题逐渐显露，表现为路基沉降变形，已铺基层或路面出现1.5～20mm宽的纵横向裂缝，且存在继续发展的趋势。 针对高填方路基沉降这一病害，在进行技术与经济论证及多方案比选后，决定采用压力灌浆的方法，对调查后确认的填方密实度不足的病害路段进行处治，同时对全段桥台填方区进行灌浆预处理，以确保通车后公路畅通和营运安全。 广元段高填方路基沉降的灌浆处治于2000年12月12日开始，至2001年3月底基本结束，为本工程项目的按期完成通车提供了保障。截止2002年7月底，该段路已通车一年，经压力灌浆处治过的高填方路基基本稳定，未见明显沉降。 本文以国道108线广元段高填方路基沉降病害处治为实例，讨论了高填方路基沉降处治的压力灌浆设计、施工工艺和质量控制方法，对浆液的经济性与可灌性、结石率及灌浆过程中的路面抬动等相关问题，为类似工程的处治积累了宝贵的经验。 2 路基填筑概述 据钻孔取芯揭示，灌浆钻孔所遇土体分为路面结构层和路基填方两部份。路面结构层为基层、底基层和沥青混凝土路面，厚0.6m，结构致密。路基填方土体为角砾碎石土，干燥，中密。碎石以开挖回填的粉砂质泥岩，页岩和粉砂岩为主，强风化～中风化，石质强度低。碎石含量30～60%，粒径一般为2～15cm；角砾含量20～30%，粒径0.2～2cm；其余为块石和粉质粘土。 广南段高路堤中块石含量偏高，土体颗粒间的孔隙大，灌浆施工中的注浆孔段单位吸浆量普遍较大，部分路段含有层厚0.2～0.45m的粉质粘土,可塑～硬塑状；部分桥台的填方中含有较多的砂卵石,成孔困难且灌浆量篇小。 广元过境段高路堤中粉质粘土的含量较大，桥台填方中少见砂卵石。该段高填方路基断面图及路面结构横断面图见图1。 图1 高填方路基断面图及路面结构断面图 Fig1.The sketch map of the subgrad and pavement 3 压力灌浆设计 3.1灌浆方案 根据国道108线广元段高填方路基的土质情况，设计选用水泥粉煤灰浆液进行压力灌注。灌浆类型为渗流型，利用渗流扩散到填方土体中的浆液的固结硬化，填充路基中较易连通的孔隙，并将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，增加土体抵抗变形的能力。 灌浆处治范围：路堤按病害路段的沉降变形破坏情况分全路幅或半路幅灌浆；桥台填方预处治为搭板外15m路段长；不含路面结构层的灌浆孔深度为2.0～8.0m, 随填方高度的增加而加深，边排孔的深度大于中间孔。 3.2 灌浆孔布置 路基灌浆钻孔沿公路走向成排布置，排间钻孔交错成梅花形，广南段全路幅布孔8排（桥台布孔10排），过境段全路幅布孔6排。布孔间距，由公路外侧往内，第1、2排孔按排距×孔距=2m×2m布置。第3排孔与第2排孔的排距为3m。自第3排起往内，路堤按3m×3m、桥台按2.5m×2.5m的间距布孔。 3.3 灌浆技术要求 灌浆孔为铅垂孔，采用无水钻进方式成孔，终孔直径≮70mm。灌浆孔按由外向内的原则依次逐排由上至下的分段钻灌。填方0～1.0M为第一灌段，灌浆压力0.2Mpa；1.0m以下为第二灌段，灌浆压力0.5Mpa。灌浆材料为水、325普通硅酸盐水泥，粉煤灰作掺合料。要求浆液结石率≥80%，28d抗压强度≥2Mpa，灌浆必需使用止浆塞。在规定的灌浆压力条件下，当注入率≤1L/min