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

關鍵詞：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。擋土墻基礎設計深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位于沖溝，基礎實際承載力達不到設計要求，對其底部進行了加深，各段擋墻加深3～5米不等。擋墻墻身采用10號漿砌片石，面石采用10號塊石，擋墻長度為60米。該段路堤邊坡共分3級，墻頂以上的填土高度為28.5米，該段路基為高填方，設計填土方量為6.8萬余立方米。

2 擋墻受損情況

擋墻施工完畢后，我部在墻頂設置了沉降觀測點。其后不久圣帕臺風在福建沿海登陸，臺風帶來強降雨，將擋墻端頭處沖開一條沖溝，我部測量組人員于某年8月20日開始對該段擋墻進行連續(xù)觀測，至8月30日觀測出現(xiàn)沉降和位移最大值，觀測結果為最大下沉量為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)主認為為質量問題，施工方應承擔主要責任，要求將擋土墻拆除重建。我部認為，擋土墻的變形、位移是受到暴雨、地質、地形條件及設計等綜合因素的影響。而且，受成本、工期的制約，擋土墻拆除重建不現(xiàn)實。為此，經與設計代表、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，保證結保構物運營安全。

根據(jù)各方現(xiàn)場會勘并綜合比選，對該段擋土墻采取了地表注漿加強措施?，F(xiàn)根據(jù)同類工程的施工經驗，重點就K103+635～K103+700段的擋土墻的加固方案作一簡述。

3.1 ?注漿加固范圍

K103+635～K103+700段擋土墻長65m。加固范圍：橫向寬度在三級邊坡范圍內，縱向長度65 m，同時，對擋墻墻身及基底進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：初始壓力0.5～1.0Mpa，終孔壓力1.5～2.0Mpa。

3.2.2.3 ?注漿孔布設間距為：三級邊坡在擋墻墻身范圍內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，長度1.5～18m，具體長度根據(jù)實測斷面確定。

3.3 ?施工工藝

3.3.1 ?鉆孔

為了保證整個邊坡坡面的穩(wěn)定性，采取垂直水平面鉆孔。采用兩臺XY-1型鉆機進行鉆孔，鉆孔前首先由技術人員對孔位進行放樣，保證孔位的正確性。開始鉆進邊坡時一定要保證鉆桿的垂直度，并加大鉆桿對地層的壓力，成段進尺，采用高鉆速，小鉆進時均壓施鉆。為了防止塌孔或堵孔，應及時下管。

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。

擋土墻注漿加固設計斷面圖如下：

3.4 注漿

按照設計配合比要求，嚴格控制注漿壓力，以便漿液能很快分散至地層內。為保證邊坡注漿效果，按照從低往高，從兩側向中間的原則進行。第一次注漿后2～3天進行二次注漿，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行了二次注漿，擋土墻垂直墻身范圍內鋼花管的間距為400×400cm，長度不小于擋墻厚度;擋墻基底范圍內鋼花管的間距120×120cm，長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，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，使其擴散、膠結和固化，大大提高了土層的強度及彈性模量，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量控制，無論邊坡、擋墻墻身及基底等各個部位的注漿效果都較好。施工完成近一年半的時間內，我部經過不間斷的觀測，確認擋土墻的位移、下沉已趨于穩(wěn)定。經向設計單位、業(yè)主匯報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)省費用約160萬元，一方面節(jié)約了項目及公司成本，但更為重要的是縮短了工期，挽回了企業(yè)的聲譽。

第一作者簡介：高鵬舉：畢業(yè)于渭南鐵路職工大學，時任泉三高速項目部實驗室主任。

第二作者簡介：秦良偉：畢業(yè)于蘭州鐵道學院鐵道工程系，高級工程師，時任中鐵一局四公司泉三項目部項目總工程師。

（作者單位：中鐵一局集團第四工程有限公司）