谈某收费站路基沉陷处治

孙 阳 刘敏辉

(1.中交一公院中交瑞通路桥养护科技有限公司，陕西西安 710075; 2.机械工业勘察设计研究院，陕西西安 710043)

1 工程概况

某收费站为位于榆林的单喇叭形互通式立交匝道收费站，收费站设置2进2出共4个收费车道，路基宽度21.4 m。该收费站经多年运营，广场路基发生不均匀沉降，收费站广场位于半填半挖路段，现状填高约3.5 m，发生路基沉陷病害的桩号范围为AK0+680～AK0+715，沉陷主要发生在出口两个车道，其中出口外侧车道的最大沉陷深度为47 cm，出口内侧车道的最大沉陷深度为18 cm，入口内侧车道有轻微沉陷。

2 场地条件

根据野外钻探结果和地层岩性描述，结合室内分析，场地勘察范围内的地层上部主要由近期人工堆积素填土、晚更新世冲积粉土、粉质粘土组成。现将场地地层分为三层，自上而下岩土特性描述如下:

①素填土(Qml4):黄褐色，稍湿，稍密，主要成分以粉土为主，土质不均，近期人工堆积而成，具有湿陷性，该层在钻探过程中未发现脱空区，未经重型机械系统碾压密实，其中1号，2号钻孔表层含有约30 cm厚的素混凝土层及40 cm厚的垫层，填料类型为细颗粒土，土石等级为Ⅰ级;该层在场地范围内分布均匀，层厚2.40 m ～5.60 m，层底埋深 2.40 m ～ 5.60 m，相应层底标高880.69 m ～887.55 m。

②粉土(Qal3):褐黄色，稍湿，密实，针虫孔不发育，干强度中等，无光泽反应，韧性低，摇振反应轻微，含有少量白色条纹、钙质结核及铁锰质斑点，为细颗粒土，土石等级为Ⅱ级;该层在场地范围内分布均匀，层厚3.60 m ～7.40 m，层底埋深9.20 m ～9.80 m，层底标高877.09 m ～880.15 m。

③粉质粘土(Qal3):褐红色，稍湿，坚硬状态，切面稍有光滑，干强度高，韧性低，低压缩性，含少量铁锰结核和钙质结核，为细颗粒土，土石等级为Ⅲ级;本次勘察未穿透该层，最大揭露厚度4.50 m。

3 沉降原因分析

1)收费站位于冲沟上，路基左侧为挖方，右侧为填方，原地面横坡达到1∶2.5，填挖结合部位容易引起不均匀沉降。

2)根据工程地质剖面图揭露，拟建收费站基础处于倾斜的粉土层上，且场地西侧对①层素填土未进行加固处理，导致地面整体由东向西倾斜，地面面层裂开，地表水从地面裂隙下渗后，赋存于①层素填土中，①层素填土遇水湿陷;加之周边大型车辆往来振动，加速地基土发生不均匀沉降。

3)场地内分布的素填土属湿陷性黄土，早期施工时，未进行特殊处理，且压实度不足，加之地表水下渗，导致地面湿陷下沉。

4)收费站周边排水设施不完善或老化堵塞，加剧了地表水下渗，造成路基含水量过大，引起地面湿陷沉降。

4 路基沉陷处治方案

通过现场踏勘及地勘资料，分析路基沉陷原因后，经综合比选拟定如下沉陷处治方案:

对出现沉陷病害的路基进行旋喷桩处治，桩长6 m，桩径60 cm，桩间距为120 cm，按等边三角形布置。水泥浆水灰比1∶1.25，使用42.5级普通硅酸盐水泥。浆液流量60 L/min，注浆压力25 MPa～30 MPa。钻头提升速度10 cm/min～15 cm/min，旋转速度20 r/min。

桩基施工结束后，将桩上端30 cm厚的土挖除，回填30 cm砂砾褥垫层。收费大棚基础周围旋喷桩位置可做适当调整，尽量靠近大棚基础。

针对收费站排水现状，提出如下排水方案:

1)在右侧路基外侧1 m处新建宽0.4 m，深0.4 m的矩形C20混凝土排水沟，排水坡度1%，将水排入西南侧原有排水沟。

2)拆除收费站左侧绿化带，新建底宽0.6 m，沟深0.80 m的矩形盖板边沟，排水坡度同路线纵坡。另外入口外侧车道磅秤检查井设置φ5 cm PVC泄水管与边沟相连，排除检查井积水。

5 施工注意事项

1)旋喷桩成孔应采用冲击成孔，采用双管法注浆，风压0.7 MPa，喷嘴直径2.0 mm ～3.2 mm。

2)施工前要检查高压设备及管路系统。设备的压力和排量必须满足设计要求。喷射孔与高压注浆泵的距离小于50 m。

3)当喷射注浆过程中出现下列异常情况时，需查明原因并采取相应措施:a.流量不变而压力突然下降时，应检查各部位的泄漏情况，必要时拔出注浆管，检查密封性能。b.出现不冒浆或断续冒浆时，若系土质松软则视为正常现象，可适当进行复喷;若系附近有孔洞、通道，则应不提升注浆管继续注浆直至冒浆为止或拔出注浆管待浆液凝固后重新注浆。c.压力稍有下降时，可能系注浆管被击穿或有孔洞，使喷射能力降低。此时应拔出注浆管进行检查。d.压力陡增超过最高限值、流量为零、停机后压力仍不变动时，则可能系喷嘴堵塞，应拔管疏通喷嘴。

6 质量标准

1)依据施工图测量放出的施工轴线，允许偏差为10 mm，当长度大于60 m时，允许偏差为15 mm。

2)孔口地面高程偏差小于1 cm，孔位偏差小于2 cm。

3)主钻杆中心轴线对准孔位偏差小于5 cm。a.开孔口径不大于喷射管外径10 cm，终孔口径应大于喷射管外径2 cm。b.终孔深度大于设计开喷深度0.5 m。

4)孔深偏差小于5 cm。

5)喷射管下至设计开喷深度偏差小于10 cm。a.测量喷射管长度误差小于2%，喷射管每隔0.5 m标识尺度。b.喷嘴中心线与喷射管方向误差小于1°。c.确定设计喷射压力时，试压管路不大于20 m，更换喷嘴时重新调试。d.施工标准喷射压力等于设计喷射压力加上管路压力。e.喷射方向偏差小于±1°。

6)搅拌制浆:使用高速搅拌机大于60 s;使用普通搅拌机大于180 s。a.水灰比为 1.25，密度为1.35 g/cm3～1.5 g/cm3。b.制浆材料称量误差小于5%，称量密度偏差小于±0.1 g/cm3。c.纯水泥浆的搅拌存放时间小于2.5 h，浆液温度应保持在5℃ ～40℃。d.水泥每400 t取样化验1次，检测水泥安定性和强度指标，不合格的水泥严禁使用。

7)气压力控制在0.7 MPa。a.高压浆压力偏差小于±1 MPa，流量偏差小于±1 L/min。b.压缩气压力偏差小于 ±0.1 MPa，流量偏差小于±1 L/min。

8)旋摆提升:a.旋摆次数偏差小于±0.5 r/min。b.提升速度偏差小于±1 cm/min。

9)旋喷成桩几何尺寸应满足设计要求。

10)终喷提出喷射管后，应及时向孔内充填灌浆，直到饱满。

11)每一孔注浆完成后，用清水将灌浆泵和输浆管路彻底冲洗干净［1，2］。

7 结语

高压旋喷桩能有效的处治路基沉陷，且能够不扰动原有路基结构，同时施工简便，所需净空小，耐久性好、技术成熟，在处治既有结构物沉陷中优势明显。但施工过程中污染较大，因此需要采取有效的措施减少污染。

［1］JGJ 79-2012，建筑地基处理技术规范［S］.

［2］常士骠，张苏民.工程地质手册［M］.北京:中国建筑工业出版社，2007.

［3］罗建平.谈路基沉降的原因及施工中的注意事项［J］.山西建筑，2013，39(3):130-131.