道路路基沉降注浆施工技术探讨.pdf

18gDMunicipaaTransportationTianjin Construction Scienceand Technology2023年6 月市政与交通第3 3 卷第3 期天津建设科技道路路基沉降注浆施工技术探讨赵亚军（华设设计集团华设检测科技有限公司，江苏南京2 10 0 0 0）【摘要】：针对注浆工艺消除路基沉降施工难度大的问题，提出一种新的道路路基沉降注浆施工技术，分析道路路基沉降注浆压力，选取道路路基沉降注浆施工材料，设计道路沉降注浆施工方案。实例分析表明，设计的道路路基沉降注浆施工工艺，道路路基沉降深度低，注浆效果好。【关键词】：道路；路基；沉降；注浆【中图分类号】:U416.1【文献标志码】：C【文章编号】：10 0 8-3 19 7(2 0 2 3)0 3-18-0 3DOI编码】:10.3 9 6 9/j.issn.1008-3197.2023.03.006iscussion on Construction Technology of Road Subgrade Settlement GroutinZHAO Yajun(China Design Testing Technology Co.Ltd.,China Design Group,Nanjing 210000,China)Abstract:Aimed at difficulty to eliminate settlement by grouting,the paper proposes a new construction technology ofroad subgrade settlement grouting,analyzes road subgrade settlement grouting pressure,selects road subgradesettlement grouting construction materials,designes road settlement grouting construction plan,and realizeroad subgrade settlement grouting construction.The case analysis shows that after the designed roadbed settle-ment grouting construction technology is constructed,the roadbed settlement depth is low and the grouting ef-fect is good.Keywords:road;subgrade;settlement;grouting路基沉降不仅会带来巨大的经济损失，严重的还会造成人员伤亡。研究表明，软土路基的渗透系数较小，经常会出现受力变形问题2；经常会引发道路路基沉降事故。研究人员采集了多个经常发生道路沉降事故地段土壤，分析了软土路基的诱发因素3,分析结果显示，土壤的应力、地下水位的变化、汽车的荷载及各种综合作用都会造成道路沉降，降低道路的使用寿命。传统的沉降注浆施工技术主要使用压力灌浆法填充存在沉降问题的道路41，但在实际应用过程中收稿日期：2 0 2 2-0 3-2 5作者简介：赵亚军（19 8 8），男，江苏南通人，工程师，从事交通工程施工质量控制工作发现这种注浆方法会受多种因素限制，诸如注浆材料、道路压力等，严重影响了注浆质量，注浆后的沉降依然较大，本文设计了新的道路路基沉降注浆施工技术，为后续的道路建设发展提供参考。1道路路基沉降注浆施工技术优化设计1.1道路路基沉降注浆压力道路路基沉降注浆压力是重要参数。结合轴对荷载作用，根据实际土体压力状态假设在注浆过程中，会受附加应力的影响产生土体裂缝6，此时注浆液会出现扩散情况，导致土体变形，严重影响了沉降注浆效果，本文将道路注浆假设为扩孔问题，结合平面标准应力条件给出道路路基沉降注浆压力计算式19Municipalandoortation赵亚军：道路路基沉降注浆施工技术探讨第3 3 卷第3 期市政与交通1=0,-(1)h式中：,为土体初始应力；h为注浆高度。此时可以将注浆区域划分为两个区域：受初始应力的区域为弹性区域，受初始水平力的为塑性区域。根据区域受力关系，进行压应力验证。假定塑性区土体的材质为均质，存在同性扩孔关系，此时可以忽略表面对压应力的影响，实现假定塑性区半径的计算。见图1。假定塑性区实际塑性区图1压应力验证为了解决特定材料对道路沉降注浆施工造成的影响，采用剪应力组合法进行主应力计算并采用Drucker-Prager准则修正 7 ,发现道路路基沉降注浆压力存在区间性；因此在计算时需要构建标准的岩土强度模型，计算注浆材料的黏聚力和相关的应力参数，从而得到准确的道路路基沉降注浆压力值。1.2道路路基沉降注浆施工材料注浆材料类型和比例是决定注浆效果的关键因素，由于部分道路所处的环境复杂，水文地质条件较差，为了降低这部分道路的注浆施工难度，进行注浆材料配比试验，选取最优材料。1.3道路沉降注浆施工方案扫描需要注浆的沉降路段，记录道路中的具体沉降缺陷；使用贝克曼梁弯沉仪测量路面的弯沉值，选取凝结速度快、强度较高的注浆材料进行注浆，采用水泥粉煤灰碎石（CFG）桩进行局部维修；进行竖向花管注浆，使用小型钻孔机加固水稳基层，在基层开裂处布置注浆孔，钻孔直径4 8 mm，沉陷较严重的路段在路基边坡外围打人花管，完成注浆加固。在实际注浆过程中，由于注浆管过多，各注浆管压力都无法保障，为了进一步提高注浆管的注浆效果，设置了渗沟连接注浆管，保证各注浆管之间的压力关系。2工程实例2.1工程概况某道路属于某一线城市支线高速公路的一部分，于2 0 0 5 年5 月建成、2 0 0 7 年1月正式通车。道路K1356+923K1356+928段在近一个月内出现严重的沉降事故，经过地质勘察发现，沉降高度平均为9.5 6cm，严重的沉降路段甚至已经达到了2 0 cm,存在严重的安全问题。见图2。图2道路沉降由地质勘察资料可知，该路段属于丘陵侵蚀地貌，地形较低，总体起伏不明显，其属于热带季风气候，光照时间长，平均降雨量超过145 0 mm，存在多处软土路基。该道路的建筑土较松散，主要成分为黏性土，厚度约为3.5 2 m、层高约-3.5 m，粉质黏土较坚硬，存在风化残积。见表1。表1土层的物理学指标容许压缩压缩内摩擦黏聚力/土层承载力/模量/系数角（）kPakPaMPa填筑土80.16510.7651541.36粉质黏土2400.1969.3611647.25粉土2200.18616.2421441.54强风化灰岩4000.1788.4651342.18该路段的填筑土层较厚，容易受荷载作用的影响，发生大规模沉降且填筑土孔隙大，容易二次诱发路面沉降。2.2注浆效果分别使用本文设计的道路路基沉降注浆施工技术和传统的道路路基沉降注浆施工技术进行施工，测量注浆后各路段沉降值。见表2。表2注浆效果cm本文设计的道路路基沉传统的道路路基沉路段降注浆施工后沉降降注浆施工后沉降A0.1351.646B0.1141.547C0.1031.64920天津建设科技第3 3 卷第3 期MunicipalandTransportation市政与交通续表2cm本文设计的道路路基传统的道路路基沉降路段沉降注浆施工后沉降注浆施工后沉降D0.0962.123E0.1351.655F0.1282.104G0.1562.135H0.1391.56110.1441.025J0.1781.147由表2 可知，应用本文设计的道路路基沉降注浆施工技术后，各个路段的沉降深度均较低，其沉降深度最高值仅为0.17 8 cm，传统技术的沉降深度最低值达到了1.0 2 5 cm，设计的道路路基沉降施工方法的施工效果更好。3结语本文设计了新的道路路基沉降注浆施工技术，扫描需要注浆的沉降路段，记录道路中的具体沉降缺陷，通过贝克曼梁弯沉仪测量路面的弯沉值，使用选取的注浆材料进行注浆，完成道路修复。结果表明，设计的道路路基沉降施工技术具有有效性和可行性，有一定的应用价值，可以作为后续道路路基施工的参考。（上接第3 页）2）在动态荷载作用下裂缝尖端区域的应力强度因子呈波浪形变化，荷载在行进裂缝区域0.0 3 0.0 4s时间段内，两侧载荷使得轮隙间的裂缝承受张开拉应力、撕开型拉应力、竖向剪应力的综合作用，裂缝极易产生扩展3)LAG层层底裂缝K，是其他材料缓解层层底K约0.6 倍；LAG层层底裂缝Kl、K m是其他材料缓解层层底裂缝尖端的Kl、K m约0.4倍，各裂缝缓解层层底最大K、K m 排序均为LAGATB-25ATPB-25AC-25，表明LAG缓解层具有明显的减缓裂缝开展能力，作为中间结构层缓解半刚性基层反射裂缝问题有明显优势参考文献：1于保阳，张敏江，李拓文.微粘结级配碎石基层沥青路面结构分析 JJ.沈阳建筑大学学报（自然科学版），2 0 13，2 9（5）：852-860.2李頔.级配碎石材料力学特性和设计方法研究 D.西安：参考文献：1祝建华，吕茂丰，查旭东，等.钢丝网加筋新老路面结合部抗拓宽路基差异沉降的数值模拟 J长沙理工大学学报（自然科学版）,2 0 2 1,18（4)：1-8.2石伟民，何方，陈士海，等.新建隧道下穿既有铁路的爆破振动控制标准研究 J.三峡大学学报（自然科学版）,2 0 2 1，43(6):50-55.3马相峰，王立川,龚伦，等.砂卵石地层双线地铁盾构下穿铁路路基变形及地层注浆加固研究 J.隧道建设（中英文），2021,41(S1):181-189.4徐旭，薛彦雨，张振雨，等.富水粉砂层铁路路基注浆加固体力学特性及沉降规律研究 J.城市建筑，2 0 2 1，18（2 4）：178-182+198.5焦雄风，张献州，蒋英豪，等.Kalman滤波组合预测模型研究及其在高铁路基沉降中的应用 J.铁道勘察，2 0 2 1,47(4)：11-17.6李雪飞，张冲冲.基于Abaqus有限元模拟的反h抗滑桩对陡坡路基沉降的影响研究 J.河北建筑工程学院学报，2 0 2 1,3 9(2):38-41.7蒋红光，李宜欣，迟浩然，等.高铁提速条件下路基不均匀沉降诱发的地基振动特性JJ.东南大学学报（自然科学版），2021,51(03):442-448.长安大学，2 0 13.3贾锦绣,韩森，徐鸥明.沥青稳定碎石混合料的抗剪性能 J长安大学学报（自然科学版），2 0 0 9,2 9(3)：2 3-2 6.4彭波，巩伟，孟宪光，等.微沥青碎石过渡层混合料级配设计方法研究 J.武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2015,39(2):259-263.5黄允江,汪婧，刘平，等.半刚性基层沥青路面反射裂缝处治新方法探讨 J.公路交通技术，2 0 16,3 2（4）：43-48.6王振亚.微沥青碎石混合料沥青用量设计及实验研究 .北方交通，2 0 15,2 4(7)：8 1-8 3.7彭波，曹世江，巩伟，等.贫沥青碎石新型材料组成设计及性能研究 J.大连理工大学学报，2 0 17,5 7(6)：6 0 7-6 14.8彭波童晓莹，曹曹宁，等.贫沥青碎石缓解层抗裂效果与路用性能研究 J.大连理工大学学报，2 0 18,5 8(4)：3 8 5-3 9 1.9廖公云，黄晓明.ABAQUS有限元软件在道路工程中的应用 M.南京：东南大学出版社，2 0 0 8.10黄仰贤.路面分析与设计 M.余定选，齐诚，译.北京：人民交通出版社，19 9 8.11沈成康.断裂力学 M.上海：同济大学出版社，19 9 6.