高速公路路堑边坡薄弱虚弱夹层高压注浆加固的理论与实践

拳高速公表路路堑每边坡软末弱夹层傍高压注亭浆加固减的理论病与实践钳提要程该文叹对京沪飞高速公塘路毕(视化晚—屋临末段桂)夜某路堑众边坡软石弱夹层划的加固磁全过程博进行了赴详细介优绍。并殃在对工藏程地质逢情况调语查的基哪础上，挺进行了阴严密的亭理论计派算，确翻定了设摸计方案领，实施乡过程中栗采用了蔽一项专秒有技弃术假——阿“由单孔分疲层多次若高压注会浆技飞术茂”欢加固了刷软弱夹玉层，注滑浆的同欲时安装领了抗剪误锚杆，筋实现群了虎“洒锚务”瓜和短“者注漏”落的结合惜，工程歇取得成匪功。夜关键词惠路堑储边坡杏软弱夹叠层加赖固声THE蚀ORY授AN财DP仍RAC暗TIC雅EO织FH养IGH星PR冤ESS扎URE僚GRO荡UTI享NG崖SOL黑IDI报FIC突ATI幕ONO葵FS筒OFT愚IN粘TER推CAL算ATI猴ON而OF段THE愤FR末EEW奴AY察CUT耳SL符OPE绘绳夹Bia贪nG捆uoq葡ian挎g请寻笑(Ce柱ntr沟al寿Ins延tit策ute咐of文Ge者ote娇chn阁ica察lI灭nve挤sti忽gat限ion挪,M振MI睬)忙冤灶Li咳Ya坝n宽姻美(Sh自and况ong楼Li学nyi阻Hi谜ghw增ay江Ins灭tit肾ute条of匙In物ves木tig痒ati剂on孟&D刺esi依gn对)汽际窄Tia玻nL访uqu渐a话n尘喉活(资Hig品hwa榆yA闭dmi肤nis惠tra偿tio糖nB赖ure拔au,讲Sh毫and械ong丘Pr筹ovi绵nce值)丧Abs拨tra队ct浪肾The暖pa压per览in艘tro玻duc弟es终min着ute硬ly截the够wh板ole捉pr叼oce壁ss锁of孕the泻so谊ft轮in战ter熔cal么ati逮on躬so蛾lid行ifi趟cat浓ion寸of岂a帆cut卫sl帐op虑of离Bei叉jin螺g-S谋han乒gha旗if阴ree乳way毒(Hu瓣a-L主in菠sec精tio束n).桨Als卖o,蚁on违th弱eb圆asi削so援fi卸nve飘sti许gat赵ing乖th漂ee杂ngi到nee盒rin型gg返eol井ogi孝cal挠co柏ndi像tio置ns,井th龙er泊igo棍ro园us捡the古ore铅tic青al昨com争put俘ati暖on胡is疮mad倘ea蓝nd树the垫de部sig水ns踩che角me紫is抖det步erm预ine绸d.D语uri费ng司the迹pr凝oce由ss亚of扫imp代lem胶ent鞋ati废on,渴a蚁spe拦cia坛lt僻ech捏niq德ue边"si友ngl素eh博ole陡la镜yer碗ing篇mu吸lti阴pl保eh宝igh寻pr餐ess塞ure生gr资out接ing邪te厉chn惰iqu捕e"i垦sa灯dop翁ted夕to录so狮lid霸ify穴th尝es快oft症in经ter递cal祥ati逢on许,a遇nd烫the凤an裳ti-梳she陵ar饭anc但hor黎ro街di奋si虹nst练all排ed钉sim违ult盲ane替ous桶ly,防wh稿ich转re饿ali磁zes稠th属ec睛omb搂ina娘tio竹no赏fa员nch班or丙rod刮wi饲th弃gro医uti茎ng,围an乳dy翅iel忠ds订pos线iti矮ve蔬suc码ces刊so纽ft配he拴pro榜je阴ct.伴后Key匀wo茎rds伏车cu酿ts悔lop缎e;拐sof照ti期nte岸rca金lat五ion拢;s闻oli繁dif戒ica秩tio剂n确1愚前言惨京馒沪高速循公嗽路孙(箭化追—匆临位段跳)廉某路堑称边坡，受原设计冠坡度醉为奥1侄∶躲0.7斯5灵，由于扫勘察程付度不够疼，开挖默后发现弱路堑右呢坡有一映层厚度私达他7仔m跌的软弱强夹层。个施工时刺被迫半钟坡度调缸整墓为随1责∶梦0.8唱5期，但在电开挖过牺程中仍菊然发生对了塌方玉。由于错高速公沙路路堑悄边坡属政于永久错工程，饶必须采践取有效抄措施加还以处理详。我们捧承接了捧这项任狠务后，涨经过详拒细的调睡查和论奇证，提骨出了一根套针对猎该软弱拼夹层处承理的综歼合方案界，具体筋实施取揭得了圆沈满成功匆。啦2拦主要盗工程地湖质特性寄及其影旦响臂2.栽1帅工程六地质特陷性征边跃坡岩石腿为石英相砂岩，巾浅梨部溉3捏～秤5腰m狂节理裂倒隙极为昼发汉育疾(2廉0帆～亲3清0袖条姜/m宇)甲，单体铜强度较哪高，整崭体稳定击性较差线，是对幻边坡稳差定最为茧不利的培地质猫层情(机见竟表箩1玻、青表耐2薄)渡；边坡物岩体主晓要节理视裂隙构毯造面倾挖向与右煤坡坡面羊倾向一尘致，这饼更加剧乡了坡面琴整体的椅不稳定居性；更盆为严重挑的是，储在路堑廉边坡的拆底部路齐基开挖短线以上油有一煌糖斑岩脉矩充塞的萝软弱夹姐层，厚嚼度约土为番7水m诸，倾向宣与公路逃轴向相甚同，并撞由右坡梳向左坡叛倾伏。洪从欣K10止5+7里6来0竖～很K10谱5+9的0伏0液约压140绑m僵的范围市内外露搞在右坡薪坡面上肃，由于椒其倾伏未方向与扬坡面倾蔬向一致忙，对右咽坡的稳师定构成届了很大积的威胁马。箭2.此2蜜边坡兆失稳的疼原因分下析棋根据爆上述的刘工程地回质特性克，经综许合分析从可以认笑为，软资弱夹层笑的存在虹始终是吐构成右围侧边坡烧失稳的掀最直接盾和最危烤险的根狐源，原矛因在于杯：原始炸状态的奉软弱夹侦层，含坏水丰富享，具有览良好的窄导通性昼，内有柔风化形飞成的泥握沙充填声，开挖言过程中黑的大量租失水，棕以及护咐坡完成俱以后淅筐水，长滔期的冲育刷必将浮带走部伴分泥沙络，直接菊影响承浑载力降解低，在迎上部岩载土压力姿的作用优下，其笛必发生饱沉降变蔑形，致锐使边坡享整体失葵稳，目恒前发生喜的局部仍塌方直仔接原因垫正在于肠此；软谨弱夹层庄倾伏方创向与右掩坡倾向夹一致，赚在未作针任何加云固处理锅的情况让下，上狭部岩体呜极易沿构软弱面跃滑动；竹软弱夹惧层厚度血大贸(7m谋)爆，暴露阔范围蜻大橡(店约蝶140翠m洲)长，并且贪出现在降坡角以磁上的最沸薄弱部浙位，只蹦要发生薯微小变符形就有挺可能引虚起整个法边坡失尤稳，如班果不作到处理，电后果严课重。爹3权可能垄采用的突主要技且术对策摇软弱夹参层以上傅坡面岩财石松软猜破碎，微整体稳漫定性差感，在坡蜡比为为幻1坑∶顺0.8俊5辉的情况缸下，如溜果不受撕扰动是牙可以稳瓣定的。枝若下部慰软弱夹旬层发生敞位移，炒则顶部溉破碎岩轿体必将剂发生整赴体滑移深。因此诞，加固稻软弱夹捷层本身速即是边子坡总体艘加固的抬重要组同成部分抚，而且窄是至关扬重要的酸一环。听对软弱别夹层和麦破碎岩圾体的加仅固有多腊种手段尾，可能眼采用的侧主要技退术对策努如下几声种。被3.睬1京放坡虫如果闸将坡度漏放缓陡到刊1棚∶危1.努2肚，在坡奇面上觉作幸500斥m那m饮厚的浆重砌片石构保护层投，根据工计算分裕析，边盏坡则可漫保持长帽久稳定散，问题曲是这样咸一来势花必将扩磁大征地彩面积，苏并大量厅增加土朴石方开矿挖工程引量。阀3.居2眼预应露力锚固奋在坡颗面上作他钢筋砼街腰梁，虫在腰梁箩上施工街预应力懂锚杆，续使边坡敲体里外启形成一迎个完整浑的力学吧体系，喷这是比坝较可靠荒和保守冤的方案禽，如果阅仅采用陡普通预泡应力锚晚杆锚固近，则改耳善不了定软弱夹龟层本身鸣的稳定社性，必鼓须采用共高压注载浆预应博力锚固暗技术，尝但这种景方案工丑程量太乡大，且钳施工困航难。肃3.桶3雹高压腐注浆锚米注法加摄固料经分译析比较卸，对于疼象该路截堑边坡烟这样的蹦厚大软映弱夹层歇，运用傅特殊的偷施工工回艺安装割锚杆的宿同时实险现高压盯注浆加袍固是唯脑一的工感程选择思，理由芒是：并既a灿.摆浆体在败软弱夹担层中的筋有效扩动散，凝孤固后的却浆体在降夹层中宝形成骨膛架，其企本身具腔有一定蚊的承载篇力罚(覆浆体单氏轴抗压煎强度可巴达王8MP由a境以念上稳)政。宣执b印.咐高压下鸭浆体可集在软弱傲夹层中老劈裂，仪形成原晕充填物郊与浆体站的互层化，使软侍弱夹层遮中的充慌填物整幅体改性刊，改性块后其单球轴抗压蹲强度可植提裂高脚50却%旦以上。慧露剧c货.枯对于象维石英砂稻岩这类摊的破碎怎岩体而固言，实玉行高压严注浆后蚁，浆液字在节理嫂裂隙中傍有效扩贪散，将寇破碎的扰岩体连扮为整体朴，其整窗体稳定丑性可提萍高柱50刮%同以上。毁君比d咱.优对于软栗弱夹层旦及其邻山近岩体诸实施高察压注浆星后，还旺可有效特地封堵幕原有的爷导水通找道，堵鞭水率可剃达佣90织%佳以上，珠这将有灾效根除筛由于水免的存在签而造成筒的工程伏隐患。飘朗积e魂.剩锚注孔使成孔后惩及时插不入两晨根肯Φ殊22m矩m摧螺纹钢绘，然后怕封孔进辽行高压阴注浆，云这样便外实现了互锚和注沃的有机晴结合，衔可进一妨步提高驳边坡的次整体稳疯定性。雨4每高压篮注浆机山理分析砍及主要估参数的锐选辛择旅4.器1烘高压俘注浆机宏理分析岛4.1愈.劫1卵计算傲依据教《公荒路路基利设计规边范淋》赞(JT屿J01训3-9悬5柳)挽、《土腔层锚杆购设计与慈施工规咸范仙》急(CE危CS2割2-9围0近)胶。边坡臣岩层的桥物理力疗学参数旦如怜表停1巡、芳表滩2位所示：阀表拾1控岩体帽及边坡绿软弱夹某层物理叮力学性繁质参数处类型秩重薪度某/(k趣N绢.择L血-1柜)m型-3捎)还岩体抗闲剪强度黎层面抗跑剪强度串天然兔饱水补c/k衣Pa旅φ挖/(°递)霸c/k贞Pa希φ煮/(°贴)豆软弱夹佳层削25.勾0指25.恰4惨35讽27貌5抚26蚁夹层上疼下岩体协27.醋0弓27.纺3内60罗31蹄20汁30晴表狗2射石英版砂岩岩妇体工程吉质量评宅价结果南RQD东/%饰节理裂编隙密度挂条艰/m努岩体质予量评价底深唯俘部慌浅平钟部比深贼毛部辅浅惨雨部翁NG匠I疯记分狱CSI席R穴记分调深部旧浅部吩深部贝浅部继45嫂40吊20促2旋0通～浙30援1.2另0.8殖1腹45鲁29刷4.1恒.背2扔被灌啄介质强蜓度增长浩机理注计浆的目方的是为吗了改良晓土和岩孙石的现婶有性质脸从而在划被灌范洪围内产休生一种来新的介耳质，其鄙化学机话理包括黄如下三钥个方面将：诞印a坡.喇化学胶促结作用倡。无论剂是水泥膨浆还是圆化学浆敬液的灌困注，都孟伴随着霞产生胶接结力的讯化学反贿应，使箩岩土整突体结构财得到加独强。社固b影.占惰性充剩填作用普。填充欲在岩石宵、土孔蜓隙中的韵浆液凝卸固后，剧因其具僵有不同胡程度的谎刚性改傅变了岩泪层及土莲体对外党力的抵努抗能力害，使岩粮土的变怒形受到笨约束。黑蕉呢c矮.滔离子交管换作用超。被灌叠浆液在岸化学反草应过程慰中，某各些化学截成分能康与岩土依中的元犯素进行箩离子交认换，从暖而形成伤具有更重加理想文性质的凭新材料顷。载4.1勺.测3梢劈裂带注浆力透学机理箱分析役就单测个注浆碗孔而言稀，高压江劈裂注僚浆的力涉学机理做实际上娱就是一户个圆孔避扩张问盒题，如构图喘1抱所示，馋随着圆赛孔的扩岛张，孔欠壁周围颗形成一健个塑性份区，再丘往外仍档为弹性笋区。为达了便于沈分析，济可作如倒下基本晕假设：它图身1释圆孔怀扩张示唱意齿孔服周边材迷料为均劣质各向挺同性的蚕理想弹困塑性体征，服注从马Tre姿sc弟a南或炼Moh雹r-C品oul方om圾b统屈服准无则。选落取坐标演系，平蓄衡方程惭、几何义方程分茂别为：蔬(公1)累(返2)阿(桐3)趴对廉于冲图览1怜所示的诉圆孔扩厉张问题减，速在是r壳≥督b傻的弹性恰区内，已根据不拴同模量罩弹性理黄论，其滩本构方岗程亡为恼(愤规定压拐应力眠为豪“看+耳”街，拉应私力漠为膨“场-妇”勾)赠：伐(告4)玉式中熊：当E过-度、设E方+四分别表冤示材料妹的抗拉谜、抗压乱模量纺；怨υ镇+幕、匙υ叉-罗分别为救相应的日抗压、稀抗拉泊陡松比。巡经客过复杂狮的推导北，可求托得弹性绑区内的肉应力及寺位移为突：斥(隆5)鸣式中：脱(载6)塔由享式瘦(5凭)副可知，联在需r=子b招处，材迫料的应砖力和位痰移分别筹为：辣(规7)录由太于纽r=瞒b境处为弹念塑性状恭态的界猴面性，园P跪c捐则为临兴界扩张筝压力。鸟川在蛮a帜≤巩r但≤验b胁的塑性解区内，食屈服准率则的不貌同，其竭扩张压丹力及塑打性区的蹄大小也赠将不同革，下面土根罢据系Tre情sc钻a书屈服准怕则讨论镰塑性区矮的扩张去规律尝，咬Tre萍sc厨a塞准则屈嫩服条件躺为：零σ雨r雅-撕σ馒θ喜=2K千(境8)屋式尝中步K绘为材料猛的屈服捉强度，驾在定r=树b烛时，应党用更式丹(7雾)徒、昏(8田)唇即可求污得临界月扩张压默力：棍(己9)浴再萌经过复姜杂的推拒导，可锋导出最江终扩张迈压炭力埋P亦u拨(r=叠a颜处酬)寻：奏(茂10)欣塑梨性区最偶大半禁径饼b暴：旺(稼11)翁以棒上各式以中的系使数分别鬼为：查(政12)俘根萌据以上五分析可煤以看出镇，归根泥结底是犁压力的惊问题，笛高压劈秘裂注浆菌主要是勺靠孔壁删注入压红力的有基效传递凭才能达榴到加固多和浆液贤有效扩删散的目祥的。高馋压下，静可使软标弱夹层魔挤密、获脱水和很压实。佩从理论煌上说，但压力越粮大，挤挂密效果载越好。旱由于通美过孔壁怜向四周袜传递的沟压力的兰不均匀内性，孔扰数越密去，则岩薄土层压浑实越均溉匀，就妖越有利题于达到奸有效加巾固之目阳的。鸡通过裳对圆孔房扩张问漂题的研宅究，可木知只有宁加大注菌浆压力州至双P=P挤c箩时，才街能形成掘塑性区则。当岩逆土层物现理力学苍特性一炊定时，检塑性区捏半声径句b喜是一定坛的摊(魂式之11同)关。因此部所设计槽的注浆忌孔的终做孔间距播不得大乏于摩2签b临，这样魄才能保司证在软励弱夹层贸中形成防一个连锁续的塑届性压实舞区。经腊详细计眉算，注缴浆孔的拜终孔间监距不得回大纳于暮3乱m潜。受随着注脾浆压力悦的不断震增大，坝当膜P票＞伶P岗c非以后，混塑性区狡内的岩常土层被狠挤实，链开始沿馋注浆孔姥轴向发与生劈裂钟，形成蚂软弱夹击层与注先浆体的中互奖层铸(劳见卡图锦2誉)红，彻底涉改变了砖孔壁周柱围软弱惕夹层的虾物理力菌学性质社，从而咱达到劈圣裂加固悉软弱夹蹦层的根身本目的靠。月图木2磨浆体牧产生劈增裂示意俩4.吊2缠高压生注浆参蜘数选择帖根据以沫上导出师的计算册公式，旋编制计曲算程序财，经上梦机计算都，得出翅该边坡制软弱夹筹层及塌遇方区加融固设计证应采用玻的主要摊参数扔。稀4.2课.抄1俊注浆葛压力选纯择注少浆压捷力惩P泡＞橡P巡c寇是产生鸭轴向劈慰裂的临则界条件须，由该渐路堑边材坡软弱锋夹层岩糖土体的交物理力膝学参康数类(比表脸1期)非结合赶式蹈(9纲)堂计算出源理论上胖注浆压引力不得东低碌于帆3.0侦MP福a偿。拦4.2抢.参2主锚注倦孔参数令确定宵钻孔同密度确穿定序为淡3.0绕m×3糊.0拖m欲，钻孔完深度佳为僚10掉m滴，孔内闹插入两虫根爱Φ金2忍2侦螺纹钢梦筋以增脑加其抗灵剪力。播5光施工机方案的壳确定及笼实归施呼5.弊1滩方案莫确定宏按上述至方案及例相应参行数选择歉的原则凳和结果陷，确定乔了最终私施工方狸案，即仰：极1兄)果在软弱浊夹层实巷施高压量注槽浆誓(牧图词3疫)无；针2话)剪在高压课注浆的惧同时安挨装抗剪昂锚杆。然图董3影软弱多夹层高眉压注浆柜方案凳5.千2奥方案乎实施郊由于是池在露天孔坡面上河实施高临压注浆庄，工艺顺要求严延格，难注度很大司，主要北有以下追两点绣：冒1青)武由于软脸弱夹层马本身加室之周围星岩体的钓破碎，剩浅层扩卡散的浆枪液将从覆节理裂什隙溢出引，而且幕由于范驶围大，话难于采即取有效搂措施加盾以封堵须，也就槐无法施梅加高压环力彼；择2序)无由于没收有加固秆的软弱朝夹层和贪破碎岩冻体本身净承载力徒低，施扬加高压植时，如佛浆体在吴浅层扩葵散，掌抵握不好晒会造成伯表面岩键层的崩版裂，不惠但实现践不了加柏固的目姿的，而明且还有敬可能造腥成对坡咸面的破葱坏。北5.处3城实施匆工艺覆由你于该边拆坡地质践情况十膛分复杂可，要达嘱到设计崖要求，董只是采愧用常规将的注浆径工艺远裂远不够阶，本次字施工拟杨采取特间殊的施恶工技术稼和工艺夺来完成波这一任供务：夏恩a艇.仿预埋孔挠口管。着为防止用破碎带忆中难以医一次成迈孔以及叙实施高捏压注浆砖的需要织，钻孔弓前，先贿开决1.5护m习深棍的休Φ胁115劝m雨m姿钻孔，投埋入孔胳口管。怒滑奉b否.趣注浆。冤本次注南浆采用梢了单孔构分层多炉次高压团注浆加良固技术邀，主要竿工艺步歉骤如下芬：壶1衔)驳一次注衫浆。不街加压，雄以孔口幼溢浆为意准妇；号2叶)装二次注汪浆。养察护劫15纳h廊后进行符，注浆唇压力设翼定面为敏3MP芳a锦；锡3岗)链三次注盒浆。二卡次注浆隶后主3赖h擦内进行娘，注浆土压力设栽定粪为题5MP妻a团。村6驰施工腾过程及垒效曲果答6.超1爽施工厨过程掏首先按塞设计要业求在软游弱夹层谎上打孔纷注浆，傍施工开余始时曾乞多次发锄生卡钻队塌孔事谋故，耽任误了一型定的工蕉期，再抬加上时骗至雨季泄，边坡匹顶部的扮裂缝有抽不断扩缝大的趋氏势，调艘整了施锤工顺序卡，及时洗进行裂浪缝灌浆角，有效怖地稳定微了边坡床，经校过盐60错d岸的努力犹，完全个按设计宇要求完梯成了全干部施工蛮任务。胁6.所2霸施工酒效果纱6.2着.说1道软弱绒夹层的晨力学性凶能明显灶改昂善素(役见非表强3)优表植3被边坡椅软弱夹食层注浆品前后物苹理力学中参数比喜较凳类型护重慌度上/(k炉N号.孝L道-1泳)m挡-3泼)从岩体抗拍剪强度吐层面抗鼠剪强度壳天然洞饱水低c/k庭Pa喜φ睁/(°础)材c/k引Pa艺φ缴/(°鼻)逆软弱夹星层贝原始状婶态颠25.畜0存25.桑4秒35吴27的5碗26退注浆后断25.减9为26.除0壁42摧28鸽19吊28廉6.2互.轨2黎边坡抖整体趋棒于稳定歼施揪工结束棚后，经肝对坡顶沈标志裂跟缝的量但测，没已有发现串有任