王安輝 丁選明 章定文

(1東南大學(xué)交通學(xué)院, 南京210096)(2東南大學(xué)江蘇省城市地下工程與環(huán)境安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 南京210096)(3重慶大學(xué)土木工程學(xué)院, 重慶 400044)

在役高速公路軟基不均勻沉降病害注漿處治技術(shù)

王安輝1,2丁選明3章定文1,2

(1東南大學(xué)交通學(xué)院, 南京210096)(2東南大學(xué)江蘇省城市地下工程與環(huán)境安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 南京210096)(3重慶大學(xué)土木工程學(xué)院, 重慶 400044)

針對江蘇沿海高速公路路橋過渡段在運(yùn)營過程中出現(xiàn)的不均勻沉降問題,提出了側(cè)向輻射注漿加固處治技術(shù)．依托連鹽高速公路K20+084～K20+144路段注漿加固工程,研究了側(cè)向輻射注漿法的施工工藝、監(jiān)測與檢驗(yàn)方法以及注漿設(shè)計(jì)參數(shù),建立了在役高速公路軟基注漿加固數(shù)值分析模型,開展了既有路堤下軟基注漿加固效果及變形特性的分析,并通過現(xiàn)場實(shí)測變形資料驗(yàn)證了分析方法的合理性．結(jié)果表明,注漿加固后既有路堤的工后沉降量減少了90 mm,地基土體的最大側(cè)移量減少了17.2 mm,其不均勻沉降病害得到有效控制．在實(shí)際工程中,應(yīng)根據(jù)路堤填土高度及其工程地質(zhì)條件,選擇合理的注漿率和注漿深度等施工參數(shù),以便獲得最佳的加固效果．

在役高速公路;不均勻沉降;注漿;施工技術(shù);數(shù)值分析;加固效果

我國沿海高速公路線路所經(jīng)區(qū)域絕大部分為海陸交互沉積的海積平原區(qū),這些區(qū)域地下水位較高,淺層廣泛分布著一定厚度的具有高壓縮、低強(qiáng)度、低滲透性及高靈敏度等特征的海相淤泥和淤泥質(zhì)土,極易導(dǎo)致路堤失穩(wěn)、過大路堤沉降和路橋不均勻沉降等問題,因此,軟土地基處理是沿海高速公路建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)之一[1]．若道路建設(shè)期對軟弱地基未能進(jìn)行有效處治,建成通車后,隨著交通量的迅速增加和重載車輛的日益增多,沿海高速公路工后沉降過大、橋頭跳車等問題會(huì)日益突出,較大的路堤沉降變形必然會(huì)造成路面開裂甚至錯(cuò)臺(tái),嚴(yán)重影響了行車的安全和舒適性[2]．

在役高速公路運(yùn)營期的軟基沉降病害處治是當(dāng)前交通管理部門面臨的新挑戰(zhàn)．常規(guī)的軟土地基處理技術(shù)(如排水固結(jié)法、強(qiáng)夯法、樁基復(fù)合地基法等)受現(xiàn)場施工條件和施工周期的限制,在已通車高速公路軟基病害處治中難以適用．袖閥管劈裂注漿施工簡便、施工周期短,即使在場地狹窄、地形條件復(fù)雜的情況下,也可運(yùn)用輕便的施工機(jī)械達(dá)到快速加固軟土地基的目的[3]．該注漿技術(shù)還能較好地控制注漿范圍和注漿壓力,通過逐次提升或降低注漿管可實(shí)現(xiàn)分段重復(fù)注漿,經(jīng)濟(jì)效益顯著,在軟土地基、隧道、路堤和堤壩防滲加固等工程中有著廣泛的應(yīng)用[4-5]．

國內(nèi)外學(xué)者雖然對袖閥管劈裂注漿技術(shù)進(jìn)行了大量的研究,但是將其應(yīng)用于在役高速公路軟基病害處治中的研究和工程實(shí)踐卻較少．為此,本文基于沿海高速公路運(yùn)營期路堤沉降病害特點(diǎn)以及袖閥管劈裂注漿工藝,提出了側(cè)向輻射注漿加固處治技術(shù),結(jié)合試驗(yàn)段注漿工程,采用大型有限元軟件Plaxis建立了在役高速公路軟基注漿加固數(shù)值分析模型,并對既有路堤軟基注漿加固效果及變形特性進(jìn)行了分析．

1 試驗(yàn)段概況及路堤沉降病害分析

1.1 工程地質(zhì)條件

G15沿海高速公路連鹽段K20+084～K20+144路段位于連云港灌云縣內(nèi),該標(biāo)段所經(jīng)區(qū)域主要為海陸交互沉積的濱海平原區(qū),西高東低呈微傾斜狀,水系發(fā)育,地勢低平,工程地質(zhì)條件復(fù)雜,軟土分布廣泛且工程性質(zhì)差[6]．本標(biāo)段最主要的不良地質(zhì)條件為淺部軟土層,主要包括②2淤泥土和②3軟黏土及淤泥質(zhì)(亞)黏土．②2淤泥土全線廣泛分布,呈灰色,飽和,流塑狀態(tài),高壓縮性,土質(zhì)較均勻,含腐殖物,局部夾薄層亞砂土,埋深8.0～13.8 m,層厚5.6～11.7 m;②3軟黏土及淤泥質(zhì)(亞)黏土局部分布,厚度及埋深變化相對較大,土質(zhì)較均勻,局部夾亞砂土、粉砂薄層,埋深10.1～15.2 m,層厚0.5～3.9 m,其主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表1．

表1 軟土層的主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

1.2 原地基處理方式

原地基處理中橋頭(過渡)段和箱涵段大多采用攪拌樁復(fù)合地基處理．對于一般路段,當(dāng)軟土層厚度小于4 m且填土高度小于3 m時(shí),鋪設(shè)透水墊層及土工格柵,并進(jìn)行超載預(yù)壓;當(dāng)軟土層厚度大于4 m或填土高度大于3 m時(shí),采用攪拌樁復(fù)合地基處理[6]．K20+084～K20+144路段為一般路段,采用超載預(yù)壓和加筋處理,而相鄰的箱涵段采用粉噴樁加固處理,該路段的地基處理方式明顯弱于箱涵段,存在著較大的剛性差異．

1.3 營運(yùn)期路堤沉降病害情況

試驗(yàn)路段軟土層較厚,土質(zhì)較差,盡管采用了低路堤方案,并進(jìn)行了超載預(yù)壓和加筋處理,但工后實(shí)測沉降量仍比較大[7]．自2006年建成通車以來,沉降一直沒有達(dá)到穩(wěn)定,每年新增沉降量可達(dá)50～60 mm,跳車現(xiàn)象明顯,嚴(yán)重影響了行車的舒適性和安全性．對于此,高速公路運(yùn)營養(yǎng)護(hù)單位只能被動(dòng)地進(jìn)行路面加鋪和修補(bǔ),盡可能地減少和改善不均勻沉降問題．該路段自通車以來的路面加鋪厚度如表2所示．路面加鋪方法并不能從根本上控制軟基沉降,新攤鋪的路面材料作為新的荷載施加在路堤上,導(dǎo)致軟土地基中附加應(yīng)力增加,運(yùn)營一段時(shí)間后路堤又將產(chǎn)生新的沉降變形,形成惡性循環(huán)．

表2 路面加鋪厚度 cm

1.4 現(xiàn)場補(bǔ)勘

為了分析試驗(yàn)段地基土當(dāng)前的固結(jié)狀態(tài),預(yù)測路堤今后可能產(chǎn)生的沉降量并為處治技術(shù)的設(shè)計(jì)提供參數(shù),結(jié)合原有的工程地質(zhì)勘查資料,對K20+084～K20+144路段進(jìn)行了地質(zhì)補(bǔ)勘,即在現(xiàn)場取土,通過室內(nèi)土工試驗(yàn)得到地基土的物理力學(xué)性能指標(biāo),結(jié)果見表3．對比表1和表3可知,試驗(yàn)段地基固結(jié)7 a后,土體含水量減小,孔隙比降低,壓縮性指標(biāo)和強(qiáng)度指標(biāo)均有所增加．但總體而言,軟土層的工程性質(zhì)并未得到明顯改善,在逐年增加的交通荷載和加鋪荷載作用下,試驗(yàn)段路堤還會(huì)發(fā)生較大的固結(jié)變形．

表3 地基土的主要物理力學(xué)指標(biāo)(補(bǔ)勘)

2 側(cè)向輻射注漿技術(shù)

2.1 側(cè)向輻射注漿技術(shù)的開發(fā)

對在役高速公路的路堤和地基沉降進(jìn)行病害處理時(shí),常規(guī)地基處理技術(shù)不具備施工工作面．本文提出了一種不影響高速公路正常通車的側(cè)向輻射注漿技術(shù)及其施工方法,用于加固在役高速公路軟土地基．

該技術(shù)的施工工藝主要包括傾斜鉆孔、埋設(shè)袖閥管、填充袖閥管周邊空隙、側(cè)向劈裂注漿、培土恢復(fù)邊坡等,具體施工過程如下:① 利用定向鉆機(jī)從路堤邊坡垂直或傾斜鉆孔,穿過路堤后至軟弱地基繼續(xù)鉆進(jìn),直至達(dá)到設(shè)計(jì)深度;② 鉆孔完成后,將連接好的底端封閉的袖閥管埋設(shè)在傾斜孔內(nèi);③ 將流動(dòng)性較好的混凝土拌和料壓灌入袖閥管周邊空隙(路堤部分),且振搗密實(shí);④ 待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度(養(yǎng)護(hù)3～5 d)后,將帶雙塞的注漿鋼管放入袖閥管內(nèi),開啟注漿泵并調(diào)節(jié)注漿壓力,實(shí)施自下而上分段劈裂注漿;⑤ 注漿結(jié)束后,檢查注漿效果,并對原路堤進(jìn)行邊坡植被、護(hù)坡的恢復(fù)工作．側(cè)向輻射注漿法加固軟基示意圖見圖1．

圖1 側(cè)向輻射注漿法加固軟基示意圖

注漿參數(shù)的選擇是該技術(shù)設(shè)計(jì)的重要組成內(nèi)容,直接影響到加固效果和工程造價(jià)．注漿加固參數(shù)主要包括注漿深度、注漿材料及配合比、注漿壓力、漿液擴(kuò)散半徑、注漿量和注漿孔距等．各參數(shù)確定方法如下:

1) 注漿深度．結(jié)合路堤下軟弱土層的特點(diǎn)及厚度、路堤或構(gòu)筑物的荷載、路堤沉降要求等因素綜合來確定．

2) 注漿材料及配合比．軟土地基注漿加固一般采用水泥漿作為固化劑,在淤泥或淤泥質(zhì)黏土地層中進(jìn)行劈裂注漿時(shí),為了控制膠凝時(shí)間、提高漿液結(jié)石率,應(yīng)在水泥漿液中摻入一定量的水玻璃,其施工配合比應(yīng)通過現(xiàn)場注漿試驗(yàn)最終確定．

3) 注漿壓力．注漿最大容許壓力可按文獻(xiàn)[8]中的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算,即

Pmax=γgh+St

(1)

式中,Pmax為最大容許注漿壓力;γ為地基土層的天然重度;h為注漿處以上的土柱高度;St為土的抗拉強(qiáng)度．

4) 漿液擴(kuò)散半徑．與漿液的膠凝時(shí)間、注漿壓力、注漿時(shí)間等因素有關(guān)．對于劈裂注漿,理論公式計(jì)算的擴(kuò)散半徑與實(shí)際工程往往相差很大,因此,可通過類似工程實(shí)踐或現(xiàn)場單孔注漿試驗(yàn)來確定漿液擴(kuò)散半徑．

5) 注漿量．按單孔注漿量控制,其經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算為[8]

(2)

式中,Q為單孔注漿量;V為土體體積;λ為注漿率,即注入的水泥漿與加固土體的體積比;r為漿液擴(kuò)散半徑;L為注漿長度;n為土體的孔隙率;α為有效灌注系數(shù);β為損失系數(shù)．各參數(shù)可根據(jù)實(shí)際注漿情況及文獻(xiàn)[8]獲得．

6) 注漿孔距．根據(jù)注漿范圍和漿液擴(kuò)散半徑確定,既要考慮最大限度地發(fā)揮每個(gè)注漿孔的作用,又要考慮孔與孔之間的相互搭接,以達(dá)到均勻注漿的效果．

注漿加固施工屬于隱蔽性工程,其加固效果的影響因素眾多,因此在施工過程中應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測路面高程變化,及時(shí)調(diào)整鉆孔與注漿進(jìn)度、注漿壓力和注漿量等施工參數(shù),以防止路面沉降或隆起過大造成路面開裂．施工結(jié)束后,還應(yīng)采用多種檢測與監(jiān)測方法來綜合評價(jià)注漿加固效果,包括鉆探取芯檢測、動(dòng)力觸探檢測、地質(zhì)雷達(dá)無損檢測、路面工后沉降監(jiān)測、深層土體側(cè)向位移及孔隙水壓力監(jiān)測等．

該注漿處治技術(shù)利用袖閥管劈裂注漿原理,將能固化的水泥漿液或化學(xué)膠結(jié)材料注入土體的裂隙或孔隙,通過漿脈擠壓土體和漿脈的骨架作用,大幅度提高軟弱土層的壓縮模量、黏聚力和內(nèi)摩擦角值,從而有效控制既有軟基的不均勻沉降[9]．此外,該處治技術(shù)對路面結(jié)構(gòu)的破壞小,將原有路堤邊坡作為施工場地,無需圍擋,不影響交通,在處治在役高速公路軟基沉降病害方面具有明顯的優(yōu)勢．

2.2 側(cè)向輻射注漿現(xiàn)場施工應(yīng)用

沿海高速公路連鹽段路堤軟土層厚度約為10m,填土高度大多小于3m,而選取的注漿試驗(yàn)段K20+084～K20+144的填土高度為1.8m,為典型的低路堤路段．為有效處治該路段既有軟基的變形病害,結(jié)合現(xiàn)場單孔注漿試驗(yàn),確定如下施工參數(shù):注漿深度為12m,從地面下2m處開始注漿;注漿材料主要采用42.5#普通硅酸鹽水泥,水灰比為0.6～0.8,水玻璃摻量為水泥漿體積的3%;注漿壓力控制在0.3～0.7MPa;注漿量為每1m2鉆孔水泥用量75kg,即注漿率為10%;漿液擴(kuò)散半徑大于0.7m;注漿孔呈梅花形布置,行距為0.5m,排距為1.0m,注漿孔角度為12°～66°,引孔直徑為110mm．

3 數(shù)值分析模型與驗(yàn)證

3.1 數(shù)值分析模型

依托試驗(yàn)段注漿工程,本模型選取典型斷面K20+114,路堤寬35m,填土高1.8m,路面結(jié)構(gòu)層厚度為0.6m,路堤邊坡坡比為1∶1.5．所建立的模型是關(guān)于路堤橫斷面的平面應(yīng)變分析模型,鑒于幾何模型的對稱性,只取其一半進(jìn)行分析,為了消除邊界效應(yīng)的影響,分析區(qū)域的總寬度從路堤中心線向外延伸45 m,地基土深度取18 m．根據(jù)此問題的特點(diǎn),假定模型的下邊界任意方向變形為0,左、右邊界水平方向位移為0,而豎直方向允許發(fā)生變形．地基土上表面設(shè)為透水邊界,地基底部及兩側(cè)均為不透水邊界,地下水位在地表以下1 m 處．

3.2 計(jì)算參數(shù)

路堤填土和路面結(jié)構(gòu)層均采用線彈性模型,計(jì)算參數(shù)見表4．地基土采用Mohr-Coulomb彈塑性模型,車輛動(dòng)力荷載等效為0.9 m填土高度的靜力荷載．注漿加固前,土層計(jì)算參數(shù)由土工試驗(yàn)得到,其中彈性模量可由土體壓縮模量換算而得．注漿加固后,土層的壓縮模量、黏聚力和內(nèi)摩擦角等主要力學(xué)參數(shù)根據(jù)注漿土體的實(shí)際情況選?。?/p>

表4 路堤填土和路面結(jié)構(gòu)層的物理力學(xué)參數(shù)

若缺少相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù),注漿土層的壓縮模量Es可采用如下的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算[10]:

Es=(1+mλδ)Es0

(3)

式中,Es0為原狀土體的壓縮模量;m為漿液結(jié)石體的結(jié)構(gòu)系數(shù);δEs0為漿液結(jié)石體的壓縮模量,其中δ為比例系數(shù)．根據(jù)本試驗(yàn)段注漿工程,m=0.5,λ=10%,δEs0=40MPa．

注漿土體加固后黏聚力增加值和內(nèi)摩擦角增加值可通過下式求得[11]:

(4)

(5)

式中,c0,φ0分別為注漿前地基土的黏聚力及內(nèi)摩擦角;cg,φg分別為漿液結(jié)石體的黏聚力及內(nèi)摩擦角;kc,kφ為經(jīng)驗(yàn)系數(shù),可通過室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場測試獲?。槍Ρ驹囼?yàn)段實(shí)際注漿情況,λ=10%,cg=68kPa,φg=20°,kc=kφ=1.0．

3.3 模型驗(yàn)證

為了驗(yàn)證所建模型的合理性,選取現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果進(jìn)行對比．側(cè)向輻射注漿施工自2013年9月28日開始,施工時(shí)間為30d,工后監(jiān)測自2013年10月30日開始,監(jiān)測持續(xù)了8個(gè)月．圖2為注漿加固后路堤中心沉降實(shí)測值和有限元模擬值隨時(shí)間的變化曲線．從圖中可以看出,有限元模擬結(jié)果與實(shí)測結(jié)果較為吻合,這為后續(xù)的分析奠定了基礎(chǔ)．

圖2 路堤沉降量隨時(shí)間的變化曲線

4 加固效果及影響因素分析

4.1 加固效果

圖3(a)給出了注漿與未注漿情況下路堤中心下土體沉降量隨深度的變化曲線．從圖中可知,路堤沉降主要是由路堤下2～12 m范圍內(nèi)軟土層固結(jié)沉降引起的,其沉降量占路堤總沉降量的90%以上．經(jīng)注漿加固后,漿液擴(kuò)散區(qū)各土層的固結(jié)沉降量均大幅度降低,路堤工后沉降量僅為19.0 mm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于不加固情況下路堤產(chǎn)生的殘余沉降量(108.9 mm)．圖3(b)給出了注漿與未注漿情況下路堤坡腳下深層土體側(cè)向位移分布曲線．從圖中可以看出,側(cè)向位移隨著土層深度的增加先增大后減小,最大側(cè)移量發(fā)生在深度為4～6 m的軟土層內(nèi)．注漿加固處理后, 各深度土層的側(cè)移量均顯著減少,最大側(cè)移量從26.4 mm減小到9.2 mm．由以上分析可知,采用側(cè)向輻射注漿加固后,既有路堤的工后沉降量減少了90 mm,地基土體的最大側(cè)移量減少了17.2 mm,從而有效解決了在役高速公路路堤不均勻沉降病害問題．

(a) 沉降量分布圖

(b) 側(cè)向位移分布圖

4.2 影響因素分析

下面對影響注漿加固效果的主要因素(如注漿量、注漿深度以及路堤填土高度)進(jìn)行對比研究,以期針對不同的工程地質(zhì)情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),為后續(xù)大面積推廣該施工技術(shù)提供參考依據(jù)．

4.2.1 注漿率的影響

以試驗(yàn)段工程為依托,保持注漿深度12 m和路堤填土高度1.8 m不變,對不同注漿率(λ=6%,8%,10%,12%)情況下的加固效果進(jìn)行對比分析．采用不同注漿率時(shí),路堤中心下土體沉降量隨深度的變化曲線如圖4(a)所示,路堤坡腳下深層土體側(cè)向位移曲線如圖4(b)所示．

(a) 沉降量分布圖

(b) 側(cè)向位移分布圖

由圖4可知,地基沉降量與各土層的側(cè)向位移量均隨注漿率的增加呈逐漸減小的趨勢.當(dāng)注漿率為6%時(shí),路堤工后沉降量為37.9 mm,地基土體最大側(cè)移量為12.4 mm;當(dāng)注漿率增加至12%時(shí),路堤工后沉降量僅為15.0 mm,最大側(cè)移量也減小至7.3 mm．以上結(jié)果表明,提高注漿率能顯著降低路堤下軟土層的變形,因此,可通過調(diào)整注漿率實(shí)現(xiàn)不同的地基變形控制要求．但需要注意的是,注漿率的大小并不是隨意設(shè)定的,必須根據(jù)地基土質(zhì)條件、地基上覆荷載情況等進(jìn)行確定．工程經(jīng)驗(yàn)表明,當(dāng)注漿率超過一定值后,隨著注漿率的增加,地基沉降量減小的趨勢會(huì)逐漸變緩,而且過大的注漿率會(huì)導(dǎo)致串漿、冒漿現(xiàn)象,造成漿液浪費(fèi),性價(jià)比降低．

4.2.2 注漿深度的影響

在本次現(xiàn)場注漿試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,保持注漿率10%和路堤填土高度1.8 m不變,將注漿深度分別調(diào)整至8,10,12,14 m．在不同的注漿深度下,路堤中心下土體沉降量隨深度的變化曲線和路堤坡腳下深層土體側(cè)向位移曲線分別見圖5(a)和5(b)．

(a) 沉降量分布圖

(b) 側(cè)向位移分布圖

由圖5可知,隨著注漿深度的增加,地基各土層沉降量和側(cè)向位移量均逐漸減小．當(dāng)注漿深度從8 m增加至14 m時(shí),路堤工后沉降量從27.4 mm減少至18.5 mm,地基土體最大側(cè)移量從10.7 mm減少至8.7 mm．當(dāng)注漿深度小于12 m時(shí),增加注漿深度能夠顯著減小地基變形量;而當(dāng)注漿深度超過12 m后,隨著注漿深度的增加,地基變形的減小量并不明顯．出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因在于,該試驗(yàn)段路堤下2～12 m范圍內(nèi)為淤泥和淤泥質(zhì)黏土層,是地基土的主要壓縮層,提高該軟土層的力學(xué)特性能顯著減少路堤沉降量;而12 m以下為硬土層,土質(zhì)較好,壓縮性較低,且土層的地基附加應(yīng)力較小,提高該硬土層的工程特性對減少地基沉降量的作用并不明顯．實(shí)際工程中,應(yīng)根據(jù)具體工程地質(zhì)條件來確定注漿深度,一般而言注漿深度應(yīng)達(dá)到軟土層底部,若軟土層厚度較大,還應(yīng)根據(jù)地基沉降控制要求來綜合確定注漿深度．

4.2.3 填土高度的影響

基于試驗(yàn)段注漿方案,保持注漿率10%和注漿深度12 m不變,對填土高度為1.8,2.8,3.8,4.8 m四種路堤的變形特性進(jìn)行對比分析,結(jié)果見圖6．從圖中可知,地基各土層變形量隨著路堤高度的增加而逐漸增大．當(dāng)填土高度為1.8 m時(shí),路堤工后沉降量與地基土體最大側(cè)移量分別為19.0和9.2 mm;當(dāng)填土高度達(dá)到4.8 m時(shí),其工后沉降量與最大側(cè)移量分別增加至26.1和12.3 mm,這是因?yàn)榈鼗林械母郊討?yīng)力隨著路堤高度的增加而不斷增大．

(a) 沉降量分布圖

(b) 側(cè)向位移分布圖

為了保證高速公路運(yùn)營的安全和舒適性,路堤差異沉降量一般不宜超過2～3 mm．因此,對于低路堤路段,采用側(cè)向輻射注漿對既有路堤下軟土進(jìn)行加固處理,往往可以達(dá)到較好的處治效果;而對于高填方路段,通過適當(dāng)增加注漿率等手段也可獲得較為理想的處治效果．

5 結(jié)論

1) 針對江蘇沿海在役高速公路軟基不均勻沉降病害,采用側(cè)向輻射注漿技術(shù)加固既有路堤下軟弱地基,其施工設(shè)備及施工工藝較為簡單,無需開挖路堤,通過在路堤邊坡處傾斜鉆孔及側(cè)向劈裂注漿,既可有效控制在役高速公路路堤的不均勻沉降,又可保持高速公路行車通暢．

2) 采用側(cè)向輻射注漿加固后,試驗(yàn)路段既有路堤的工后沉降量為19.0 mm,路堤坡腳下深層土體的最大側(cè)移量為9.2 mm,與不進(jìn)行注漿加固相比,工后沉降量與最大側(cè)移量分別減少了90 mm和17.2 mm,表明在役高速公路軟基不均勻沉降病害得到了有效控制．

3) 采用側(cè)向輻射注漿法對既有軟基進(jìn)行加固時(shí),注漿率、注漿深度和路堤填土高度對其加固效果均有重要影響．在實(shí)際工程中,應(yīng)根據(jù)路堤高度及具體工程地質(zhì)條件,選擇合理的注漿率、注漿深度等施工參數(shù),以使加固效果及經(jīng)濟(jì)效益更加顯著．

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Grouting reinforcement technology for soft ground differential settlement disease of in-service highway

Wang Anhui1,2Ding Xuanming3Zhang Dingwen1,2

(1School of Transportation,Southeast University, Nanjing 210096, China)(2Jiangsu Key Laboratory of Urban Underground Engineering and Environmental Safety, Southeast University, Nanjing 210096, China)(3School of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, China)

To solve the problem of the differential settlement at the roadbed-bridge transition section of Jiangsu coastal in-service highway, a lateral radiation grouting treatment technology was proposed. Based on the grouting treatment engineering of Lianyungang-Yancheng highway from mileage K20+084 to K20+144, the construction technology, the monitoring and testing methods, and the grouting parameters of the lateral radiation grouting method were studied, and the numerical analysis model of grouting reinforcement for soft ground of in-service highway was established. The grouting reinforcement effects and the deformation performances of the soft ground under the existing embankment were also analyzed and evaluated. The rationality of the proposed analysis method was verified by the field measured data of ground deformation. The results show that the post-construction settlement of the existing embankment after reinforcement by the lateral radiation grouting method reduces by 90 mm, and the maximum lateral displacement of the ground soil reduces by 17.2 mm. Therefore, the differential settlement disease can be effectively controlled. In practical engineering, the rational grouting parameters, such as the grouting ratio, the grouting depth, and so on,should be selected according to the embankment fill height and the engineering geological conditions to achieve the best reinforcement effect.

in-service highway; differential deformation; grouting; construction technology; numerical analysis;reinforcement effect

10.3969/j.issn.1001-0505.2017.02.032

2016-10-13. 作者簡介:王安輝(1990—)，男，博士生；章定文(聯(lián)系人)，男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，zhangdw@seu.edu.cn.

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51420105013)、中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(2242014R30020)、江蘇省高校"青藍(lán)工程"優(yōu)秀青年骨干教師培養(yǎng)對象資助項(xiàng)目.

王安輝,丁選明,章定文.在役高速公路軟基不均勻沉降病害注漿處治技術(shù)[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2017,47(2):397-403.

10.3969/j.issn.1001-0505.2017.02.032.

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1001-0505(2017)02-0397-07