第１期（总第２５０期） ２０１８年２月 山西交通科技 ＮＯ．１ Ｅ＆ＴＥＣ…Ｈ． Ｑ Ｑ ０ｆ 三ＱＭＭ ＣＡＴ Ｑ Ｆｅｂ． 高速公路路基塌陷成凶分析及处治 李晓旭 （山西省交通规划勘察设计院，山西 太原 （）３（）Ｏｌ２） 摘要：针对龙白至城赵高速公路路基塌陷病害，分析了病害产生的原因，提出了高压旋喷 桩及综合排水的处 台措施，为类似的路基塌陷处治设计提供了一定的参考 关键词：高速公路；高压旋喷桩；路基；塌陷；加固；综合排水 中图分类号：Ｕ４１８．５５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—３５２８（２０１８）０１—００２６￣）３ 我Ｈ高速公路路 取得 程经过多年的快速发展， 多突做，¨时积累了丰富的建设经验 ｆｌｌ足 …＿ｊ 路线指标 求ｌ ，必然存在人量的高Ｊ＝【．ｆ路琏段 高琐路基依然足治理路基水毁的重点之一，对丁－ 高填路辕加 技综合排水就变得具有非常敢 的意 义 图１路面塌陷坑 图２路基上游冲沟积水 ｌ工程概况 ３路基塌陷成因分析 Ｉ ｉ Ｉ 省龙城高速公路某路段为高填路甚。该段 Ｋ ３２ １１１，最大填：Ｌ高度为２９ Ｉｌｌ，位于路线 侧 ２０１５ ８月， ｌｆＩｍ城 及东部山区突降暴雨，导 致该段左侧车道ｊＩＩ现Ａ径１０ １ＴＩ，深度约１５ ＩＴＩ的 形 Ｉ￣Ｎ Ｊ／Ｌ， （ ０，Ｉ：道…现错台，路基路面水毁严 １），由丁ｆＪ、『问紧迫，保通意义重大，临时采取 ａ）降雨所时长、强度大是造成高速公路路基水 毁的主要原 通过向 ＩｌＩ ｆｆ 气象局收集降雨资料，２０ｌ５年 ７月３１日至８川４ ｆＩ，榆次 东部区域连降暴雨， 龙城高速公路沿线的东赵、石羊坂降雨量均超过了 ２ｌ０ １３１ｎｔ，苏家 、南合流等地降雨量达ｌ６９～ ｌ９１ ｉｎｉＴｌ，最大／Ｊｑｌ￣Ｊ‘雨强东赵达７１．７ ｍｍ／ｈ，７彳 坂达 【ｌＪ１琐砂砾的措施，采｝ＩＪ ｌ半幅通车半幅设计施ｍ 心 ｌ急抢险总体思路、 ２工程地质勘察 ６９．４ ｌｑｌｌｌ／ｈ，南合流达６５．６ ｍｍ／ｈ，苏家庄达５４．３ ｍｍ／ｈ。 晋中市从有观测汜录以来（１９７４年～２０１５年），历史 根据现场Ｊ｝（Ｊ＿）察情况，本段路基上游（左侧）秘水 较多（ ２），沟底兀排水涵洞，有一钢筋混凝土晴 ｌ 日最大降雨 ｆ¨现 ２００１年７月２７口，达 ８５．９ １］ｌｍ（最大ｄ，Ｎ，ｌ‘雨灶１ ３．２ ｌｌｌｌｌｌ／ｈ）。最大／Ｊ￣ＩＪ寸雨赶 ｊ｝Ｊ现在１９９６年７月１４¨ｌ７至１ ８时，雨键（雨强） 饭通道．路基左侧为宽填，宽度约５０ ｍ，宽填高度距 路琏顶嘶约３．５ ＩＩ１ 撤据钻孔资料结果原始路毖填 ｌ ２５．５～２７．５ ｌｌ１’ 为粉土，含少量钙顷结核和 为３７．８ ｌｌＨ￣／ｈ（总降雨量为４８．２ １３＂１／ｉ＇１）。 根据晋巾市气象局提供的资料分析：小次降雨 无沦从日降水城，还是小时雨强，均超过 ’历 极 值，最大／Ｊ，Ｈ，Ｊ‘ｍ姒超过了 年…遇的强度，洪峰流量 超过了高速公路的防洪没防标准，本轮降陌强度大、 历时长是造成尚迷公路路基水毁的最主要原 。 厌ｌ Ｉ包钙质条纹，饱水带位于９４３·ｎ标高以Ｆ填上 至Ｑ！粉质黏』 ， ７．５ ｍ，含水量为２０．０％～２５． ４％，孔隙比为０．７５～０．８３，液性指数为０．６３～ ０．９３、（＿）！粉质黏上为Ｊ』ｊ 订地基地层，呈坚硬一硬 状 态．含水量为１５．｝；％～１８．９％，塑性指数为１ １．７～ ｌ４．９，液性指数为一０．１５～０．０５，说明粉质黏上 物 指标ｉＥ常，为卡ｆ ．『隔水 。 ｈ）沿线肼 生产、生活等人为活动导致排水体 系的改变是高述公路路毖水毁的重要原因。 沿线居民 ｊ：生产、生活及ｆ“行的需要，填沟修 收稿日期：２０Ｉ ７—１ Ｉ一０８；修回日期：２０１７—１２—１５ 作者简介：拿晓 （Ｉ【）８５一 ）．男．内蒙古赤峰人，¨ 巾．１ 学硕Ｉ ，２０ｌ １年 ｌＩ，Ｊ： 柯炎越欠学 １２程专业 ２０１８年第ｌ期 李晓旭：高速公路路基塌陷成因分析及处治 重要的原因。 ·２７· 路形成了众多纵横交错淤地坝，将原有自然排水冲 沟通道堵塞，本次降雨强度大，历时５ ｄ，乡村道路 等级低，在洪水的猛烈冲击下，大部分道路被冲断， 淤地坝内的积水层层传递，形成了溃坝效应，大量洪 水短时间内迅速积聚到了高速公路的上游，是导致 路基发生水毁的重要原因。 ｃ）由于该处高填路基设有一道４×２．７ ｍ钢筋 ４处治方案 为了不影响通车，采取了填筑砂砾保通的临时 方案，针对目前路基塌陷坑已采用碎石回填，对该段 路基分幅采用高压旋喷桩加固处治，为解决上游积 水在路基渗透过程中产生的路基土体流失从而威胁 公路路基安全，在路基内采用顶进法增设一道涵洞 完善综合防排水的处治方案，见图３平面处治设计图。 混凝土暗板通道，公路施工过程中，取消了原有设计 涵洞采用路基宽填的形式，导致排水不畅，也是比较 图３平面处治设计图 ４．１高压旋喷桩加固 高压旋喷桩加固地基是公路路基处理中广泛应 的同时，边旋转边以一定的速度匀速提升钻杆。高压 的水泥浆液依靠强大的切削能力，边切削周围土体 用之一，高压旋喷桩为高压喷射注浆桩，又称旋喷法 注浆，是地基加固主要采用的一种措施，在路基加固 实际工程中广泛应用 １。４．１．１旋喷桩加固机理 旋喷桩加固地基是将特别定制的喷射头利用钻 孔达到指定的深度，此喷射头上带有一个或两个横 向喷嘴，喷嘴直径约２ ｍｍ，利用１５ ＭＰａ以上的压力将水泥浆通过横向喷嘴向土中喷射水泥浆。喷射 Ｋ４＋００５ 边与之搅拌，最后形成圆柱状的水泥土加固混合体， 即所谓的高压旋喷桩１ 。 ４．１．２旋喷桩处治设计 旋喷桩喷射直径（桩径）为６００ ｍｍ，采用梅花型 布孑Ｌ，孔间距１．５ ｍ，长度以深入原地面２ ｍ控制。 浆液压力２５ ＭＰａ，浆液流量８０ Ｌ／ｍｉｎ，提升速度 ０．２ ｍ／ｍｉｎ．旋转速度２０ ｒｐｍ。固结土强度要求达到 ３ ＭＰａ。 图４高压旋喷桩处治设计图 ．２８． 山西交通科技 ２０１８年第１期 水泥选用４２．５级普通硅酸盐水泥，水泥浆液的 水灰比为１：１。 浆量采用喷量法进行计算，计算公式为： Ｑ＝（Ｈ／ｖ）ｑ（１＋ｆ１）， ０．４４０ ｍ ，每米水泥用量为３３３ ｋｇ。 ４．２顶推涵洞 在高速公路路面以下ｌ０．２ ｍ处顶推涵洞一道， 采用预制钢筋混凝土圆管涵，直径２ ｍ，管口型式为 钢承口式，顶进时，接缝处采用钢板内涨圈加固接 式中：Ｑ为浆量，ｍ３；日为喷射长度，ｍ；ｑ为单位时间 喷浆量，ｍ３／ｍｉｎ；ｌ为损失系数，ｆ通常为０．１～０．２； 为 提升速度，ｍ／ｍｉｎ。 根据设计要求的工艺参数，每米喷浆量为 口，顶管施工完毕后，需对管周进行注浆处理，采用 水泥浆液，水灰比Ｏ．８：１，并掺３％的水玻璃。 ４．３完善隔水、引水的综合排水措施 ａ）在路基左幅坡脚外（冲沟上游）２５ ｍ处设置 两排灰土止水帷幕桩，以隔绝上游积水对路基的渗 透，灰土桩桩径为８０ ｃｍ，桩间距７０ ｃｍ，梅花型布 设，桩长以深人原地面２．０ ｍ控制。灰土桩灰土质量 比为１０％，并掺３％的水泥，桩体的平均压实系数不 小于０．９６。桩顶设置２．５ ｍ挡水墙导流，上游积水升 ｂ）黄土冲沟地形建设高速公路时，需合理布设 构造物，尤其是在高填路基设计方面，需充分考虑暴 雨对路基的冲刷、渗透以及排水设施的合理性，施工 时对高填路基必须严格控制，层层把关，高速公路运 营后必须加强对高填路基的养护和安全隐患时时排 查。 ｃ）合理采用高压旋喷桩加固地基，结合综合防 排水设计方案，可以提高地基承载力，有效地治理 路基塌陷病害。 参考文献： 【１］安关峰，张洪彬，刘添俊．旋喷群桩复合地基承载特性的 至涵洞进口标高时，通过导流设施将水引导至涵洞 后排出。 ｂ）将高速公路路面、边坡、边沟产生的原汇集至 冲沟上游的水，通过设置步梯式排水沟直接引导至 涵洞排至冲沟下游。 ５结语 数值分析【Ｊ】．岩土力学，２０１２，３３（３）：９０６—９１２． ［２］孙建超．高压旋喷桩在铁路路基加固中的应用【Ｊ］．华东交 通大学学报，２０１４，１３（２）：４０—４５． 【３】邢嘉．高压旋喷桩在高速公路湿陷性黄土地基中的应 ａ）设计过程中应针对高填土路基塌陷病害特 点，分析病害成因，按照“因地制宜、经济合理”的原 则，采取处治措施对路基塌陷病害进行综合处治。 用［Ｊ】．公路交通科技，２０１２，１４（３）：８３—８５． ［４】龚晓南．地基处理手姗ｊＥ京：中国建筑工业出胚Ｉ｛土，２００８． Ｔｈｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｓｕｂｇｒａｄｅ Ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ Ｃａｕｓｅｓ ＬＩ Ｘｉａｏ－ＸＵ （Ｓｈａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｓｕｒｖｅｙ＆Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｔａｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎｘｉ ０３００１２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ａ ｈｉｇｈｗａｙ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ｄｉｓｅａｓｅｓ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｄｉｓｅａｓｅ ａｎｄ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｈｉｈ ｐｒｅｓｓｇｕｒｅ ｊｅｔ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｐｉｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｄｒａｉｎａｇｅ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｏｒｆ ｔｈｅ ｓｉｍｉｌａｒ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｄｅｓｉｇｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｗａｙ；ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｊｅｔ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｐｉｌｅ；ｓｕｂｇｒａｄｅ；ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ；ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ；ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｄｒａｉｎａｇｅ
