某公路路基沉降原因分析及施工处理

周 磊

(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州 贵阳 550001)

某山区一级公路，设计速度60 km/h，路基宽度18 m，最小半径435 m，最大纵坡6%。路线里程K20+087～K20+219段为半填半挖路基，原始地面横坡较陡，坡比约为1∶2，地质条件较差，为强风化石英砂岩夹煤层上覆粘土夹碎石层。公路位于“垭都——紫云”断裂带，地震多发。

本段路基施工图设计采用加筋格宾石笼路肩墙防护，挡墙延路线前进方向呈“U”字型，挡墙中间墙身最高，高度达1 770 cm，两端逐渐降低。加筋格宾石笼挡墙是指经过特殊加工的机编双铰六角形柔性金属网扎成立方体网笼，填入适当的石块，石间填土，然后绑扎盖网，形成石笼、石垫，逐层堆码形成挡墙，每堆码一层石笼挡墙，铺设拉筋，拉筋为与石笼同规格的机编双铰六角形柔性金属网与土工格栅重叠铺设而成，拉筋一端铺至格宾石笼层间与石笼同宽并由石笼压住固定，另一端铺至填方边界。施工工艺为：基础开挖-基底处理-铺设拉筋-制作石笼-堆码石笼-分层填筑填料-分层推平压实-铺设下一层拉筋重复施工。格宾石笼挡墙常用于港口河岸工程的河堤防护，较少用于公路工程。加筋格宾石笼挡墙属于一种柔性防护挡墙，主要通过拉筋将挡墙与填方填料形成有机整体而使填方路基整体稳定。

由于本段路基位于地震多发地带，地质条件不佳，整体松散破碎，施工完毕后半年均较为稳定。次年端午前后进入汛期，工程所处地区断断续续降雨达30多天，雨水下渗使路基填方含水量增加，并使两种岩性的岩体间形成一个滑动面，此时正好经历一次距工程地点直线距离约150 km，震源深度10 km的5.4级地震，次日发现延路基顺线方向出现两条裂缝，一条距离路基左侧边缘3.5 m，一条距离路基左侧边缘13 m与填挖交界线基本重合。初始裂缝宽度4 mm，24 h后发展为9 mm，且经观测仍然继续发展，24 h后裂缝左右侧地面形成8 mm高差台阶，格宾石笼路肩墙最高处基础经24 h发展向外侧移动13 mm，下沉8 mm。

路基开裂原因分析为地下水下渗使填料含水量增加，填方稳定性变差，对墙体的侧压力增大，地震作用是个诱因，震后路基填方及挡墙整体下沉、外移，使路基开裂产生裂缝。经过对该段路基进行观察、测量和对设计、施工情况的研究，决定对该段路基填方和加筋格宾石笼挡墙进行加固补强处理。

首先在路基裂缝范围内施作直径为108 mm的钢花管压浆，采用自行式高压空气潜孔钻机在路基上按照1.5 m×1.5 m的间距以梅花型布置钻孔，钻孔深度以钻孔打入原地面本土尺寸大于1/3钻孔深度为准，钻孔后插入直径为108 mm壁厚为5 mm的钢管，钢管管身上按300 mm间距四方布置钻孔，钢管插入到位后，在管内放入3根直径为32 mm的螺纹钢筋，随后向管内注浆。注浆浆液采用P.O42.5普通硅酸盐水泥利用高速耐磨搅拌机拌制，并通过高压灌浆泵灌入管内。施工顺序为：孔位放样-钻机定位-钻孔-插入钢管-放入钢筋-钢管封嘴-配水泥浆-注浆-割除管头-封孔。

注浆量可通过公式计算

Q=K·V·n·1 000

式中：Q-溶液的总用量(L);V-注浆加固土的体积;n-土的孔隙率;K-经验系数对软土、细砂：K=0.3～0.5，中、粗砂：K=0.5～0.7，卵石：K=0.7～0.9。

对产生滑动的填方进行钢花管注浆稳固后，在格宾石笼挡墙基础外侧按照1 m×1 m的间距以同样工艺施工三排注浆钢花管，并将钢花管外露1 m，

在钢花管群桩顶部浇筑一层1 m高的C30混凝土顶板，在顶板上再施工高度为6 m、墙身厚度为1.8 m的仰斜式C20片石混凝土挡土墙于格宾石笼挡墙外侧将其包裹护住。最后在C20片石混凝土挡土墙以上部分的格宾石笼挡墙外侧再施工锚索框架梁将格宾石笼挡墙护住，并张拉锚索，锚索布置间距为竖向5 m、横向4 m。

经施工过程的测量观测发现，施工路基范围的钢花管过程中，路基填方和格宾石笼挡墙变形位移有加速趋势，随着施工完成钢花管数量的增加和时间的推移，48 h后变形和位移得到控制，分析原因一是施工钢花管钻孔时机械设备对填方的扰动使得填方沉降加速加重，二是高压注浆和浆液的浸润作用使得填方填料变形加速加重，但浆液开始初凝后，对填料的固结作用显现，变形位移得到有效控制。

4 结束语

经过对此段路基病害的原因分析和施工结果说明，钢花管注浆工艺对复杂地质条件下的路基填方病害治理具有显著效果，具有工艺简单、施工快速、成本较低、效果良好的特点，运用在公路路基病害治理和抢险工程中，可以在不破坏成型路基的基础上解决问题。同时总结出加筋格宾石笼挡墙不适用于墙身高度过大、地质条件复杂情况下的路基支挡防护工程。