碎石樁增強(qiáng)護(hù)岸邊坡整體穩(wěn)定性的效果分析

張呂華

摘要：以浙江沿海某工程的護(hù)岸邊坡整體穩(wěn)定性碎石樁處理為例，介紹了處理方案，并對加固效果進(jìn)行研究分析，可為其它類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：碎石樁;護(hù)岸邊坡;整體穩(wěn)定性;效果分析

中圖分類號：U656 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?? 文章編號：1006—7973（2022）03-0137-02

1概述

碎石樁是地基處理中，經(jīng)機(jī)械成孔后，填充碎石、卵石或礦渣等硬質(zhì)粒料并振密形成密實(shí)樁體，常應(yīng)用于消除液化、提高地基承載力或增強(qiáng)土坡和地基整體穩(wěn)定性為主要目的地基處理工程。自20世紀(jì)70年代以來，碎石樁由于其具有施工速度快、適用性廣、效果好和造價(jià)低的有點(diǎn)，在港口、道路、堤壩和工業(yè)與民用建筑等地基處理工程中得到了廣泛應(yīng)用。

本文結(jié)合浙江沿海某工程的護(hù)岸邊坡整體穩(wěn)定性碎石樁處理，介紹了處理方案，并對加固效果進(jìn)行了研究分析。

該工程位于海陸交界的山體坡腳基巖入海區(qū)域，工程場地陸域與山體間以斜坡式拋石護(hù)岸分隔，并要確保山體側(cè)潮流通道暢通。護(hù)岸頂寬度5.0m，外坡設(shè)150kg～250kg 塊石護(hù)坡，坡度為1：1.5，堤心采用回填拋石。原地基處理采用打設(shè)塑料排水板，地基和堤身之間鋪設(shè)1.0m 厚碎石墊層作為水平排水通道，原設(shè)計(jì)斷面見圖1。

后陸域場地施工過程中，護(hù)岸局部因潮流通道疏浚發(fā)生滑移塌陷，致使護(hù)岸邊坡范圍內(nèi)淤泥隆起，下部排水板破壞。

針對該情況，綜合考慮造價(jià)、工期、施工等多方面因素，在高能級強(qiáng)夯置換及碎石樁兩方案之間充分比選后，采用了碎石樁方案。

2工程地質(zhì)

根據(jù)工程地質(zhì)勘察資料，場地內(nèi)自上而下埋藏的地層主要為堆填宕渣層、海相沉積層淤泥、沖積層粉砂層、礫石、坡積層礫砂，下覆基巖為全風(fēng)化凝灰?guī)r和中風(fēng)化凝灰。

護(hù)岸邊坡下淤泥層厚度在5m ～10m，具有含水量高，孔隙比大，強(qiáng)度低，靈敏度高，壓縮性大，固結(jié)周期長等特點(diǎn)，為本工程需要處理的主要土層。

3碎石樁設(shè)計(jì)方案

3.1設(shè)計(jì)方案

沿護(hù)岸方向總碎石樁處理長度約490m，平面加固寬度21.6m。

（1）碎石樁采用沉管碎石樁的樁型，沉管直徑800mm，樁間距1.8m，平面為梅花形布置。

（2）由于護(hù)岸邊坡施打碎石樁范圍內(nèi)現(xiàn)狀為軟土，根據(jù)需要整平并回填1m 厚宕渣形成碎石樁施工面。

（3）碎石樁需打穿淤泥質(zhì)土層以下至少3m，當(dāng)基巖上部覆蓋層為淤泥質(zhì)土層時應(yīng)打設(shè)至基巖面。

（4）碎石樁樁體材料采用軋制碎石，粒徑宜為4cm ～15cm，連續(xù)級配，2cm 以下粒徑含量不大于10%，含泥量不大于5%，且不得含黏土塊。

（5）碎石樁施工前應(yīng)進(jìn)行試成樁，以確定適合現(xiàn)場工程地質(zhì)條件的施工工藝參數(shù)。施工單位應(yīng)通過控制施工工藝盡可能增大碎石樁的充盈系數(shù)，并保證樁體密實(shí)度。

（6）處理完成后對碎石樁樁體密實(shí)度檢測，檢測數(shù)量取總樁數(shù)的1%，檢測在成樁后10d 左右進(jìn)行。每米平均密實(shí)度 N63.5>7擊（貫入深度10cm）。

（7）施工過程中保證樁的垂直度，合理控制施工速率，對沉樁周邊起拱現(xiàn)象進(jìn)行觀測記錄;記錄每根碎石樁所用碎石方量。

3.2試樁試驗(yàn)

全面施工前選取120根碎石樁進(jìn)行了碎石樁試樁試驗(yàn)。試驗(yàn)成果表明：

（1）部分區(qū)域由于上部存在一定厚度的堆填宕渣層無法直接沉管，需先進(jìn)行引孔施工，引孔直徑600mm，引孔深度以穿透宕渣層為原則（平均深度約6.5m，平均引孔時間7分鐘）。引孔完成后在原設(shè)計(jì)樁位采用500mm 直徑沉管施打碎石樁，并復(fù)打2次。

（2）單樁打設(shè)時間平均為45分鐘，打樁提升平均速度為4m/min，每次提升4m，留振30s，反插40cm，充盈系數(shù)在0.95～1.1左右。

3.3整體穩(wěn)定性計(jì)算

岸坡整體抗滑穩(wěn)定性計(jì)算按照平面問題考慮，采用圓弧滑動面計(jì)算，計(jì)算方法采用簡單條分法。

護(hù)岸與山體間的土體天然地基土強(qiáng)度指標(biāo)采用直剪快剪指標(biāo);陸域場地由于采取過堆載預(yù)壓處理，下部土體天然地基土強(qiáng)度指標(biāo)采用直剪快剪指標(biāo)，并考慮荷載作用下地基土的強(qiáng)度增長。

沿護(hù)岸軸線選取3個典型地質(zhì)剖面進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見表1。按照《浙江省海塘工程技術(shù)規(guī)定》，整體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) K 正常運(yùn)用條件（使用期）取≥1.10，非常運(yùn)用條件（完建期）≥1.05。由計(jì)算可知，護(hù)岸邊坡在經(jīng)過碎石樁處理后，滿足整體穩(wěn)定要求。

4處理效果分析

4.1密實(shí)度檢測

根據(jù)碎石樁重型動力觸探測試成果，該工程碎石樁密實(shí)度狀態(tài)為稍密～中密，基本滿足每米平均密實(shí)度 N63.5>7擊（貫入深度10cm）。

4.2監(jiān)測數(shù)據(jù)及分析

為動態(tài)監(jiān)測護(hù)岸邊坡的穩(wěn)定情況，掌握碎石樁處理前后土體變化情況，在護(hù)岸沿線布設(shè)沉降板、位移邊樁、孔隙水壓力、深層測斜管、分層沉降管等設(shè)施進(jìn)行監(jiān)測。

監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)：要求深層側(cè)向位移應(yīng)小于4mm/日;沉降量小于10mm/日;位移小于5mm/日;孔隙水壓力增加值不得大于后方載荷加載的一半，即Σ△ U/△ P ≤50%。

監(jiān)測周期：在處理完成后前半個月，每天觀測2次;如數(shù)據(jù)穩(wěn)定，半個月后可每天觀測1次;如數(shù)據(jù)穩(wěn)定，1個月后可每周觀測1次。

碎石樁處理三個月累計(jì)監(jiān)測數(shù)據(jù)見表2，由表可知各項(xiàng)指標(biāo)均小于設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)，特別是深層側(cè)向位移指標(biāo)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)表明碎石樁處理后護(hù)岸邊坡穩(wěn)定性較好，加固效果顯著。

5結(jié)語

碎石樁處理施工期間加強(qiáng)監(jiān)測非常重要，可有效控制處理期的質(zhì)量;完工后的檢測分析非常必要，可檢驗(yàn)處理后的加固效果。本工程護(hù)岸邊坡整體穩(wěn)定性采用碎石樁處理是成功的，總體上達(dá)到了設(shè)計(jì)的加固效果，處理后沉降、位移等均得到了較好的控制，可為其它類似工程提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] JTJ 246-2004，港口工程碎石樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)與施工規(guī)程[S].