公路采空區地基處理實例研究

凌立鑫 李玉偉

(1.蘇交科集團股份有限公司，南京 210017；2.廣東珠基工程技術有限公司，廣州 510610)

1 工程概況

湖北省荊門市某一級公路，為全線新建公路，路線全長31.578km。 根據地質勘察報告，項目沿線路基下伏有采空區4 處，具體分布情況詳如下表1 所示：

2 采空區地質勘察成果

K1+015、K1+320 采空區為荊門市新橋實業有限公司石膏礦范圍，于2011 年底前關閉。 K11+715、K11+780 采空區為荊門市掇刀開發區仙女村羅氏堰煤礦范圍， 該煤礦已關閉；多為房柱式開采，回采率約為40%，上覆巖層為軟質砂巖。

3 采空區穩定性評價

設計采空區路基形式如表3 所示。

根據 《采空區公路設計與施工技術細則》(JTG/T D31-03-2011)， 采用開采條件判別法對采空區進行穩定性定性評價，評價結果如表4 所示：

表1 采空區一覽表

表2 采空區勘察成果表

表3 采空區路基形式一覽表

表4 采空區穩定性定性評價表

根據 《采空區公路設計與施工技術細則》(JTG/T D31-03-2011)， 采用地表移動變形計算法對采空區進行穩定性定量評價，評價結果如表5 所示：

通過采用定性與定量評價相結合的方法， 判定K1+015、K1+320 、K11+715 采空區不穩定，K11+780 采 空 區欠穩定。

表5 采空區穩定性定量評價表

4 采空區設計方案比選

K11+715 采空區路基為路塹， 開挖后路面頂面距離采空區頂面約6.4m，根據《采空區公路設計與施工技術細則》(JTG/T D31-03-2011)5.3.8：“下伏采空區埋深小于6m 時，宜采用開挖回填法進行處治”，擬采用開挖回填處治方案。處治范圍為K11+700～K11+730?；靥畈牧峡衫酶浇鼐€路塹棄方及隧道洞渣。

根據地質勘察成果及穩定性評價情況， 結合本工程的具體特點， 并借鑒其他同類項目對采空區治理的成功經驗，擬對K1+015、K1+320 及K11+780 采空區進行全充填注漿及橋梁跨越方案比選。

(1)全充填注漿布孔方法

注漿孔按均勻布孔方式布設。 注漿孔孔距及排距均為15m，注漿孔平面布置呈“梅花形”；注漿區域周邊為帷幕孔，孔距為15m。 詳見各段采空區治理設計圖，以K11+780 采空區為例，如圖1：

注漿材料采用42.5 號普通硅酸鹽水泥和粉煤灰，漿液水固比為0.8:1 和1∶1，固相比水泥：粉煤灰為0.3:0.7，速凝劑水玻璃為2%水泥重。

圖1 K11+780 采空區治理平面布置圖

(2)全充填注漿治理范圍

全充填注漿治理范圍詳見表6。

表6 全充填注漿治理范圍一覽表

考慮到地質鉆探成果不能完全準確地確定采空區的邊界及其深度，且全充填注漿方案注漿量的不可控性，同時根據表7 的造價比選論證情況，K1+015、K1+320、K11+780 三處采空區推薦采用橋梁跨越方案。

K1+015、K1+320 采空區采用橋梁一跨通過，但K11+780 采空區所設橋梁的1 號橋墩基樁落在采空區范圍內。 該基樁施工方案為：①場地平整至樁頂標高；②挖孔至采空區頂板； ③向采空區內填筑渣石土并自然沉降至密實；④鉆孔至樁底標高；⑤下鋼筋籠、成樁。

表7 采空區設計方案比選表

5 工程結語

采空區在湖北荊門地區總體上較為少見， 本文通過工程實例詳細闡述了采空區勘察、穩定性分析與評價、處治設計方案比選論證等， 可為后續類似案例設計提供經驗與借鑒。