高速公路路面塌陷及地基处理探究

文章编号：1001－7291（2020）04－0055－02文献标识码：B

高速公路路面塌陷及地基处理探究

邢明毅

（中铁建云南交通建设管理有限公司，云南昆明650000）

摘要：通过分析得出了某高速公路k122+176 k122+185段和k122+245 k122+256段岩溶发育、路面塌陷机理及塌陷形成的主要原因，并有针对性的进行了路面塌陷段地基的加固处理：先将塌陷区域挡墙和防撞墙拆除，再采用逐段开挖和浇筑，通过分析岩溶发育程度及范围找出强岩溶发育区，并通过P32.5普通硅酸盐水泥按照设计水灰比配置泥浆后浇筑加固。

关键词：高速公路；路面塌陷；地基处理

1工程概况

项目段位于某高速公路k122+150 k122+250段，项目建成通车后，在持续降雨影响下，路面连续出现多处裂缝与塌陷。本高速公路项目路段共出现两处较大塌陷，其中k122+176 k122+185段的塌陷长8.7m，宽1.9m，深1.6m，k122+245 k122 +256段右幅边坡坡脚排水沟位置出现漏斗状塌陷长11.4m，宽2.8m，深2.4m，严重影响到行车安全和公路路面性能的正常发挥，必须尽快进行地基加固处理。

2工程区地质条件

详见表1。

3岩溶发育及塌陷机理

3.1岩溶发育

某高速公路k122+150 k122+250段地层岩溶发育，注浆钻孔遭遇溶槽频繁，岩溶形态包括溶洞、溶槽、溶隙等，路面塌陷部位岩溶主要成陡直溶槽形态，其中k122+176 k122+185段和k122+245 k122+256段防撞栏处存在大规模溶沟溶槽发育，形成垂直形态的串状强岩溶发育，呈带状在高速公路左右幅斜交并贯穿公路路基。3.2路面塌陷的形成条件

3.2.1岩溶洞隙发育开启

通过对岩溶发育机理的分析可知，岩溶洞隙发育主要因可溶矿物受水的溶解及水体流动对溶岩产生侵蚀等原因造成，岩溶洞隙发育开启是岩溶及路面塌陷的前提条件。本路工程k122+245 k122+256段右幅边坡坡脚塌陷处溶槽发育深度24.6m，浅部6.5m 的开口逐渐变深（15.8m）变宽。k122+176 k122+185段挡墙处岩溶塌陷区域溶槽切割深度达58m，溶槽内岩溶侵蚀强烈，通过电磁波探测，溶槽最宽达14.5m，可见，工程区内岩溶洞隙发育开启是引发路面塌陷的重要原因。

3.2.2存在薄弱的未固结沉积物盖层

岩溶塌陷的发展趋势主要受土层岩性、厚度及结构、土洞等的影响，本工程路面塌陷区覆土层存在人工填筑土、石灰岩及第四系含角砾石亚黏土等，其中的含角砾石亚黏土层厚度变化大，特别是在溶槽发育区域，其土层厚度增加，含水量增大，物理力学属性变差，土层承载力降低。此外，在区域地下水的不利影响下，岩溶充填物受到软化、掏蚀和带走，导致土质进一步变差。

第4期（总第244期）华东公路No.4（Total No.244）2020年8月20日EAST CHINA HIGHWAY August2020

*收稿日期：2020-06-26

表1地层岩性一览表

地层名称符号土层描述分布路段

第四系冲洪积层Q al+pl 以褐、褐黄色软

硬塑状粘土、粉质

粘土、淤泥质粘

土、砂质粘土、砂

土等为主，局部见

卵石层，厚度4

10m

k122+134 k122

+175段剥蚀准平

原及河流堆积阶地

中

第四系坡残积层Q el+dl 多为褐黄、灰白、

褐红色可 硬塑状

粘性土及粘土混碎

石及碎石土等，厚

度3 8m

山坡、缓丘表层

第三系上新统湛江组N2zh

为红褐色 褐黄色

薄 中厚层细砂岩

夹薄层褐黄 灰黄

色泥岩。浅部以强

风化为主，节理裂

隙发育，岩体较破

碎，岩质较软 软

质岩

k122+177 k122

+240段

白垩系上统K2为红褐、棕红、灰

褐、褐黄色薄 中

厚层泥岩、砂质泥

岩、砾岩，粉砂

岩，浅部以全风化

强风化为主，节

理裂隙发育，岩体

破碎，岩质较软

k122+150 k122

+203段

泥盆系上统天子岭组D3t

为紫、紫灰色薄层

砂岩、页岩。浅部

以强风化为主，节

理裂隙极发育，岩

体破碎，岩质较软

软质岩

k122+212 k122

+250段

泥盆系中下统桂头群D1－2gt

为红灰色薄层状细

砂岩，黄灰、褐黄

色薄层夹中厚层状

砂岩，紫色页岩及

灰色粉砂质泥岩。

浅部以强风化为

主，节理裂隙发

育，岩体较破碎，

岩质较软 软质岩

k122+195 k122

+247段

志留系下统连滩群S1lt 为杂色薄 中厚层

状砂岩夹页岩，浅

部以强风化 中风

化为主，节理裂隙

发育，岩体破碎，

岩质较软 软质岩

k122+140 k122

+249段

3.2.3水活动

区域土层水活动是岩溶塌陷的动力条件，尤其是

地下水活跃、水位降幅流速大的地段更容易发生岩溶

塌陷。本公路路面塌陷区内地下水水位季节性变化明

显，地表水入渗大，导致土层细颗粒搬走流失，土体

持续松散，土壤性质改变，潜蚀作用不断加剧，导致

盖层难以支撑上覆土体而最终引发路面塌陷。

4地基处理

首先，将塌陷区域挡墙和防撞墙拆除，为加强防

撞墙下通信光缆的保护，采用逐段开挖和浇筑的施工

工序。

其次，通过分析岩溶发育程度及范围找出强岩溶

发育区，并通过P32.5普通硅酸盐水泥按照设计水灰

比配置泥浆后浇筑加固。灌浆孔应按2.5m间距布设

在公路两侧强岩溶发育区，灌注深度7.5m。

本公路工程采用水泥粉煤灰注浆加固，由于土层

孔隙较大，应以固结浆液填充为主，并根据渗透灌浆

理论确定注浆压力为0.5MPa，浆液扩散半径按下式

确定：

r=3Khr

t/β·

槡n

式中k———渗透系数（cm/s），取k=1.2ˑ10－4

cm/s；

h———灌浆压力，取h=0.6MPa；

β———浆液粘度与水粘度比，取β=1：1；

r

———灌浆半径（cm），取r

=2.5cm；

t———灌浆时间（s），取t=6minˑ60；

n———孔隙率，取n=0.717。

经计算，本工程浆液扩散半径为0.65m。

5结论

本公路工程加固施工及运行结果表明，在对路面

塌陷加固处理的过程中，必须深入分析路面塌陷的具

体原因，并综合考虑和运用治水隔水措施，疏导并完

善路面排水系统，以提高路面塌陷及地基加固处理效

果。

参考文献

［1］张坤．公路路面塌陷成因分析及地基处理［J］．民营科技，2018，5：

128．

［2］孙旭敏．公路路面塌陷成因分析及地基处理［J］．科学技术创新，

2017，21：179－180．

［3］JTG D30—2015．公路路基设计规范［S］．人民交通出版社股份有限

公司，2015．

—56—华东公路2020年第4期