公路路基“三背”是指结构物与路基交界过渡段的路堤部分,主要指台背填方段路堤、涵背与填方路堤、挡墙与墙背填方路堤。这三个部位由于结构物与填方路堤之间存在较大刚度差、沉降差,故往往容易引起“三背跳车”。为有效防止此类“跳车”的发生,路基规范规定在过渡段的路基压实度明显较其它路段的压实度高。如规定过渡段路基压实度≥路床压实度,即取0.96,且过渡段长度宜为2~3倍的路基填土高度,填料强度、地基处理、台背防水系统的综合设计。因此,工程实践中多采用级配较好的粗骨料进行填筑,如碎石、砂砾石等。经此规定处治的“三背跳车”往往是可以有效解决的。
但在工程实践中,“三背跳车”是一个老大难的问题,由于结构物与路基施工组织导致“三背”回填作业面往往较小导致压实度往往难以保证,或材料不能满足规定要求,或过渡段设置不足、或“三背”反挖质量欠佳、工期提前......导致“三背”在工程实践中常需进行注浆处治,造成工程造价上升,社会影响较差。且“三背”注浆在工程实践中有越来越大的应用,甚至成为有些省份的规定动作,这些都是非常不好的现象。
二、三背注浆中存在的问题
首先要说明的是,“三背”注浆属于非正常规范规定工序,即若能依据规范进行填筑,除非是非常特殊的地质或特殊要求,就不应出现注浆补强工艺。目前工程实践中多采用在“三背”进行灌注纯水泥浆进行补强,造成工程造价高昂。甚至由于注浆效果不佳而出现重复注浆的问题。如某公路通车前进行了一次大规模的“三背”注浆,工程造价近亿元。通车后不久,由于“三背跳车”跳车严重,而进行了第二次注浆,工程造价2.2亿元之巨,实在骇人听闻。1、“三背”注浆前应具备必要的“三背”的材料性质、孔隙率、密实度、承载力等基础参数,从而为设计注浆方式、注浆量等提供参数。2、“三背”注浆应有明确的质量控制及工后效果检测。现在很多“三背”注浆要求以注浆体结石的强度要求进行要求,这对于注浆后的复合地基来说是明显不够的。此外,质量检测采用复灌法时检测,即采用注浆量不大于X%进行补灌检测,可能会造成检测工艺复杂和检测质量难以控制的问题。而宜采用重型动探、标贯、抽芯等可以反映复合地基强度的工艺进行检测。3、工程实践全部采用纯水泥浆进行注浆是欠合理的,而应依据考虑以提高填方体密实度为主的注浆为宜,即采用水泥、粉土等混合填料进行浆液配比为宜,且水泥应在浆液中处于附属地位。浆体中应用大量粉土等对路堤密实度进行有效提高,从而在有效处治“三背”质量的情况下,有效降低程造价。笔者当年曾用水泥:黄土=1:5处理了大量的“三背”病害,并取得了良好的工程效果,处理后的工点,基本消除了“三背跳车”问题。4、“三背”注浆压力、注浆量、配比应依据具体工点的填料性质等合理设置,而不应统一。如有的“三背”填方可能采用粉土等细颗粒填方,有的碎石角砾土、砂砾石等粗骨填方,故统一采用X方/m、浆液统一采用水泥:水=X:Y,注浆压力统一采用ZMPa都是不合理的。如粗颗粒填方段就可能需要采用渗透灌浆,浆液浓度需加提高,甚至有时在浆液中配入1~3%的水玻璃以提高浆液的稠度,从而在保证安全的前提下,减小“三背”中过大的注浆量。5、工程实践中“三背”注浆多采用取芯钻机、打入式钻机或潜孔钻等进行钻孔注浆。该类工程造价低而工效低。建议考虑到注浆是在填料中进行,故宜采用成孔速度快、造价低的振动钻机进行成孔、拔管等(路面结构可采用潜孔钻机或取芯钻机打穿)。6、“三背”注浆多采用孔底返浆工艺欠合理,可能在粗骨料段孔底返不上浆,而在粉土段注浆时只可能注满注浆孔的情况发生。尤其是有些注浆甚至是在孔口灌入的,这实在是令人遗憾的。因此,为确保注浆质量,注浆宜采用分层注浆法,且只在注浆管最下部的1~1.5m范围内进行打孔,从而实现全长注浆孔中的分层注浆或依据填料性质实现注浆压力的有效调整和注浆工艺的调整。需要说明的,笔者不建议采用高压旋喷注浆,这是因为其注浆量过大,且由于其工艺要求造成近1/3浆液外溢而浪费严重。7、注浆管材料的选用。一般情况下,为有效确保注浆质量,在钻孔段多采用钢花管注浆。且考虑到注浆主要解决“三背”差异沉降问题而非稳定性问题,故钢花管是需要回收而重复利用的。笔者就曾一套注浆管用了5年之久。因此,工程实践中将注浆管留于孔中,或有用PVC注浆管都是欠合理或不合理的(除非有特殊要求)。经以上工艺调整后,“三背”注浆的质量会有大幅提高,工程造价也会大幅下降。总之,路基工程中应严格控制“三背”回填质量,尽量避免“三背”注浆产生。确需进行注浆的,应有严格的试验、工艺等进行确保,避免注浆质量不合格或注浆量过大的问题。