勁性微型樁在公路水毀災(zāi)害修復(fù)中的應(yīng)用

馬 超 （安徽宏泰交通工程設(shè)計研究院有限公司，安徽 合肥 230088）

1 引言

公路水毀災(zāi)害是公路常遇的自然災(zāi)害，主要指公路沿線設(shè)施受到雨水沖刷而遭到損壞現(xiàn)象與過程，常見公路水毀主要表現(xiàn)為路基滑塌、路面破損、橋涵及防護(hù)支擋構(gòu)造物損壞、邊溝淤塞等。我國夏季天氣多變，常遇持續(xù)性強降雨，出現(xiàn)暴雨洪澇災(zāi)情，建設(shè)年代較早的公路受施工條件和投資規(guī)模的限制，路基邊坡抗水損壞能力弱，常出現(xiàn)滑移、坍塌等失穩(wěn)現(xiàn)象，道路通行存在安全隱患，嚴(yán)重時會造成交通中斷和人員傷亡的嚴(yán)重?fù)p失。微型樁一般主要是指樁徑小于40cm，長細(xì)比大于30的鋼筋混凝土灌注樁，具有施工快速、工藝簡單的特點，通過對傳統(tǒng)微型樁插入型鋼、提高樁體抗剪強度，形成勁性微型樁。本文結(jié)合六安某道路水毀災(zāi)害修復(fù)工程，對勁性體微型樁在水毀應(yīng)急修復(fù)中的應(yīng)用進(jìn)行分析論述，為公路災(zāi)毀工程修復(fù)處理提供有益借鑒。

2 項目概況

六安某省道山區(qū)二級公路受夏季長時間的暴雨影響，填方路基邊坡出現(xiàn)橫向滑移，路面出現(xiàn)寬5cm～10cm的橫向裂縫，局部沉陷，受損路段長90m。路段為半填半挖路基，左半幅為挖方路基，右半幅為填方路基，填方邊坡高度12m～14m，平均坡率 1：1～1：1.4，一坡到底，中間無平臺，坡面為自然雜草，坡腳無支擋設(shè)施，坡底地面線平均坡率為1：3～1：4。

現(xiàn)場工程地質(zhì)路面邊緣以下勘探揭示：

①層雜填土，雜色，松散～稍密，表層為瀝青路面，下部以碎石、塊石等回填，工程性質(zhì)一般，成分較雜，判定為路基施工填料，平均厚度3m；

②層強風(fēng)化片巖，黃、灰黃色，風(fēng)化強烈，擾動后成砂粒狀、碎石狀，主要礦物成分由石英、長石、云母等組成，巖芯破碎，呈碎塊狀，少量呈短柱狀，質(zhì)地較軟，錘擊易斷，節(jié)理裂隙發(fā)育，厚度4.9m；

③層中風(fēng)化片巖，灰黃、灰白、青灰色，風(fēng)化程度弱，可見明顯的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，主要礦物成分由石英、長石、云母等組成，巖芯較破碎，呈短柱狀，局部呈碎塊狀，巖質(zhì)較硬，錘擊聲清脆，節(jié)理裂隙發(fā)育。

3 方案比選

3.1 水毀原因分析

路段建設(shè)時為半填半挖斷面，填方一側(cè)路基填土較高，為12m～14m，邊坡未分級填筑，且填方邊坡坡率較陡，坡腳無支擋設(shè)施，連續(xù)強降雨雨水均通過路面向右側(cè)漫流，坡面缺少有效排水防護(hù)設(shè)施，植被防護(hù)能力較低，使路基填方碎石土中的地下水逐漸飽和，土體抗剪強度顯著降低，自身重量所產(chǎn)生的剪切力，超過了粘結(jié)力和摩擦力所構(gòu)成的抗剪力，同時地下水徑流速度加大，碎石土底部的軟弱結(jié)構(gòu)面抗剪強度進(jìn)一步削弱，碎石土底部軟弱結(jié)構(gòu)面有發(fā)生蠕滑變形的趨勢，造成滑動面位置處路面開裂。

3.2 方案比選

由于路基填方邊坡高差大，傳統(tǒng)開挖路基方式勢必會造成路基大范圍滑塌風(fēng)險，工程影響大，且需完全封閉交通施工，綜合比較，采用路肩設(shè)置勁性微型樁和坡腳增設(shè)支擋構(gòu)造物坡面反壓兩種方式進(jìn)行方案比選。

方案一采用土路肩設(shè)置勁性微型樁：在土路肩邊緣距路面大于75cm處布設(shè)縱向勁性微型樁，沿道路邊緣線平行布置，樁徑40cm，樁間距1m，采用C30混凝土澆筑，結(jié)合地勘資料，經(jīng)計算樁長為15m，伸入原老路地面線以下不小于7.5m，微型樁插入22b工字鋼后，樁頂設(shè)置50cm×50cm縱向連系梁，將微型樁頂部連接為整體，設(shè)置橫向錨桿，錨桿端頭與工字鋼采用背部焊接的方式連接。設(shè)置連系梁的微型樁，樁體和樁間土體形成整體工作體系，共同抵抗橫向土壓力，抗彎矩和剪力能力顯著增強，類似于起到抗滑樁作用?？偼顿Y226萬元，方案優(yōu)點是路基開挖工程量小，對老路擾動影響小，無需中斷交通，且無需征用臨時用地，施工速度快，工期短，缺點是需要專業(yè)機械施工，施工工藝要求高。

圖1 勁性微型樁方案示意圖

方案二采用坡腳增設(shè)支擋構(gòu)造物坡面反壓：沿現(xiàn)狀坡腳位置布設(shè)路堤擋墻，穩(wěn)固邊坡坡腳，墻高4m，清除現(xiàn)狀邊坡上的植物，對填方開挖臺階，重新回填，設(shè)計坡率1：3，邊坡坡面設(shè)置拱形護(hù)坡防護(hù)，總投資215萬元。方案優(yōu)點是常規(guī)式施工，施工工藝要求相對較低，缺點是老路及邊坡均需開挖，工作量大，工期長，需臨時征地。

綜合比較，雖然勁性微型樁方案工程投資略高，但施工速度快，對交通影響小，更好更快地恢復(fù)道路通行，推薦采用勁性微型方案作為本次水毀修復(fù)的方案。

3.3 路面恢復(fù)方案

路面修復(fù)采用鋼花管在開裂部位注漿。注漿孔間距2m梅花型布置。注漿完成后挖除重建全幅路面結(jié)構(gòu)層，并在填挖交界面處增設(shè)鋼塑格柵。鋼塑格柵設(shè)置于水穩(wěn)基層底面、兩層水穩(wěn)基層之間及水穩(wěn)基層頂面，重新鋪筑路面結(jié)構(gòu)層。

4 施工技術(shù)要求

4.1 施工組織順序

圖2 施工組織順序示意圖

4.2 關(guān)鍵工序施工工藝

樁孔位：鉆機就位應(yīng)準(zhǔn)確，在現(xiàn)場地面設(shè)十字形控制網(wǎng)、基準(zhǔn)點，隨時復(fù)測、校核。

樁成孔：結(jié)合地質(zhì)資料，推薦采用潛孔錘鉆機，利用潛孔錘配合鉆機和鉆具沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，對鉆孔穿越①層雜填土和②層強風(fēng)化片巖部分，可能出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，采用預(yù)注漿方式，將樁體周圍雜填土和強風(fēng)化片巖進(jìn)行預(yù)固結(jié)，③層中風(fēng)化片巖自然鉆進(jìn)成孔即可。成孔設(shè)備就位后，必須平正、穩(wěn)固，確保在施工中不發(fā)生傾斜和移動、松動，樁基成孔后必須測量孔徑、孔位，檢查樁底高程，確認(rèn)滿足設(shè)計要求后，才能灌注混凝土。

混凝土灌注：混凝土的配合比嚴(yán)格按混凝土施工規(guī)范進(jìn)行，一般采用直長導(dǎo)管法或串筒法連續(xù)灌注，成孔質(zhì)量合格后盡快灌注，灌注充盈系數(shù)一般建議控制在1.1，灌注時適當(dāng)超過樁頂設(shè)計標(biāo)高。微型樁樁間距較小，為防止樁基施工時出現(xiàn)穿孔現(xiàn)象，建議樁體采用跳孔施工。

5 結(jié)語

山區(qū)公路路堤邊坡受建設(shè)和養(yǎng)護(hù)條件限制，易發(fā)生水毀災(zāi)害，常采用的是設(shè)置擋墻支擋手段進(jìn)行處理，雖施工工藝簡單，但對公路自身創(chuàng)傷面大，工期長，自然資源耗損也大，本文中公路路堤邊坡水毀災(zāi)害修復(fù)工程，采用勁性微型樁加固處理，工作面小，工期短，項目施工完成后經(jīng)觀測，路基穩(wěn)定，滿足項目建設(shè)預(yù)期目的，可為山區(qū)公路水毀災(zāi)害修復(fù)中提供借鑒，特別是在水毀應(yīng)急養(yǎng)護(hù)工程中，可較好地推廣應(yīng)用。