泉三高速公路牛心山公園擋土墻注漿加固方案

高鵬舉 秦良偉

摘要：通過對(duì)牛心山公園內(nèi)衡重式擋土墻下沉、開裂的情況進(jìn)行分析，揭示了該路堤擋墻出現(xiàn)病害的原因，重點(diǎn)介紹了該擋土墻的綜合治理方案，對(duì)同類擋墻施工管理具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：路堤擋墻;病害整治;施工方案

1 ?工程概況

泉三高速公路K103+640～+700路堤高邊坡衡重式擋土墻位于兩山坡中間的沖溝中，位于泉州市下洋村牛心山公園內(nèi)。擋土墻基礎(chǔ)設(shè)計(jì)深3米，底寬8米，外露墻高15～17米。在施工過程中由于擋墻基礎(chǔ)位于沖溝，基礎(chǔ)實(shí)際承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，對(duì)其底部進(jìn)行了加深，各段擋墻加深3～5米不等。擋墻墻身采用10號(hào)漿砌片石，面石采用10號(hào)塊石，擋墻長(zhǎng)度為60米。該段路堤邊坡共分3級(jí)，墻頂以上的填土高度為28.5米，該段路基為高填方，設(shè)計(jì)填土方量為6.8萬余立方米。

2 擋墻受損情況

擋墻施工完畢后，我部在墻頂設(shè)置了沉降觀測(cè)點(diǎn)。其后不久圣帕臺(tái)風(fēng)在福建沿海登陸，臺(tái)風(fēng)帶來強(qiáng)降雨，將擋墻端頭處沖開一條沖溝，我部測(cè)量組人員于某年8月20日開始對(duì)該段擋墻進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，至8月30日觀測(cè)出現(xiàn)沉降和位移最大值，觀測(cè)結(jié)果為最大下沉量為6mm、最大位移量為12mm（位于ZK103+680附近）。至此，擋墻下沉、位移均趨于穩(wěn)定，裂縫不再發(fā)展（裂縫如下圖示）

3 ?原因分析及加固方案

擋墻出現(xiàn)下沉、開裂后業(yè)主認(rèn)為為質(zhì)量問題，施工方應(yīng)承擔(dān)主要責(zé)任，要求將擋土墻拆除重建。我部認(rèn)為，擋土墻的變形、位移是受到暴雨、地質(zhì)、地形條件及設(shè)計(jì)等綜合因素的影響。而且，受成本、工期的制約，擋土墻拆除重建不現(xiàn)實(shí)。為此，經(jīng)與設(shè)計(jì)代表、監(jiān)理、業(yè)主多次溝通，最終決定采用鋼花管注漿加固坡面及擋土墻，確保擋墻穩(wěn)定，保證結(jié)保構(gòu)物運(yùn)營(yíng)安全。

根據(jù)各方現(xiàn)場(chǎng)會(huì)勘并綜合比選，對(duì)該段擋土墻采取了地表注漿加強(qiáng)措施?，F(xiàn)根據(jù)同類工程的施工經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)就K103+635～K103+700段的擋土墻的加固方案作一簡(jiǎn)述。

3.1 ?注漿加固范圍

K103+635～K103+700段擋土墻長(zhǎng)65m。加固范圍：橫向?qū)挾仍谌?jí)邊坡范圍內(nèi)，縱向長(zhǎng)度65 m，同時(shí)，對(duì)擋墻墻身及基底進(jìn)行垂直鉆孔注水泥漿。采用Φ50無縫鋼管，注漿完成后打通擋墻內(nèi)原有的泄水孔。

3.2 施工流程圖及施工參數(shù)

3.2.1 施工流程圖

3.2.2 ?施工參數(shù)

3.2.2.1 ?注漿材料采用水泥單液漿，漿液配比為：水灰比W：C=1：1。

3.2.2.2 ?注漿壓力：初始?jí)毫?.5～1.0Mpa，終孔壓力1.5～2.0Mpa。

3.2.2.3 ?注漿孔布設(shè)間距為：三級(jí)邊坡在擋墻墻身范圍內(nèi)鋼花管注漿的間距為100×200cm，墻身以外200×200cm;擋土墻墻身范圍400×400cm;擋墻基底120×120cm。鋼花管按梅花形布置，長(zhǎng)度1.5～18m，具體長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)測(cè)斷面確定。

3.3 ?施工工藝

3.3.1 ?鉆孔

為了保證整個(gè)邊坡坡面的穩(wěn)定性，采取垂直水平面鉆孔。采用兩臺(tái)XY-1型鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆孔前首先由技術(shù)人員對(duì)孔位進(jìn)行放樣，保證孔位的正確性。開始鉆進(jìn)邊坡時(shí)一定要保證鉆桿的垂直度，并加大鉆桿對(duì)地層的壓力，成段進(jìn)尺，采用高鉆速，小鉆進(jìn)時(shí)均壓施鉆。為了防止塌孔或堵孔，應(yīng)及時(shí)下管。

3.3.2 下管

下管前先檢查鉆孔孔道是否干凈，可用巖芯管再一次掃孔，清除雜物、碎塊。鋼管采用φ50mm無縫鋼花管，鋼花管上鉆注漿孔，孔徑φ60mm，孔間距15cm，呈梅花型布置。鋼花管距孔口段1.0m不鉆花孔，作為止?jié){段，外露地面0.2m，隨之將鋼花管口封住以免雜物落入。鋼花管呈梅花型布置。

擋土墻注漿加固設(shè)計(jì)斷面圖如下：

3.4 注漿

按照設(shè)計(jì)配合比要求，嚴(yán)格控制注漿壓力，以便漿液能很快分散至地層內(nèi)。為保證邊坡注漿效果，按照從低往高，從兩側(cè)向中間的原則進(jìn)行。第一次注漿后2～3天進(jìn)行二次注漿，確保漿液完全充填在地表坡殘積碎石角礫層。

3.5 墻身及基底注漿加固

為保證注漿加固的效果，在邊坡注漿完成后，我部又在擋土墻墻身范圍及擋墻基底進(jìn)行了二次注漿，擋土墻垂直墻身范圍內(nèi)鋼花管的間距為400×400cm，長(zhǎng)度不小于擋墻厚度;擋墻基底范圍內(nèi)鋼花管的間距120×120cm，長(zhǎng)500 cm。

其注漿參數(shù)及工藝流程同邊坡注漿。

3.6 ?注漿加固的作用

水泥漿通過一定的壓力注入地層、路堤邊坡及擋墻墻身內(nèi)，充填土顆粒、碎石顆粒及其它堆積物（包含擋墻墻體）之間的空隙，使其擴(kuò)散、膠結(jié)和固化，大大提高了土層的強(qiáng)度及彈性模量，降低了地層滲透性，減少了地層變形，并阻止擋墻裂縫的擴(kuò)大，使得擋墻不再繼續(xù)下沉、開裂。這是鋼花管注漿的主要作用。

4 ?效果

在該路堤擋墻注漿施工過程中十分重視質(zhì)量控制，無論邊坡、擋墻墻身及基底等各個(gè)部位的注漿效果都較好。施工完成近一年半的時(shí)間內(nèi)，我部經(jīng)過不間斷的觀測(cè)，確認(rèn)擋土墻的位移、下沉已趨于穩(wěn)定。經(jīng)向設(shè)計(jì)單位、業(yè)主匯報(bào)后已同意不再增加其它加固措施。

此方案較拆除擋土墻重建的方案效果顯著，初步估算可以節(jié)省費(fèi)用約160萬元，一方面節(jié)約了項(xiàng)目及公司成本，但更為重要的是縮短了工期，挽回了企業(yè)的聲譽(yù)。

第一作者簡(jiǎn)介：高鵬舉：畢業(yè)于渭南鐵路職工大學(xué)，時(shí)任泉三高速項(xiàng)目部實(shí)驗(yàn)室主任。

第二作者簡(jiǎn)介：秦良偉：畢業(yè)于蘭州鐵道學(xué)院鐵道工程系，高級(jí)工程師，時(shí)任中鐵一局四公司泉三項(xiàng)目部項(xiàng)目總工程師。

（作者單位：中鐵一局集團(tuán)第四工程有限公司）