微型樁技術(shù)在山區(qū)公路災(zāi)害防治中的應(yīng)用分析

宣海洋 （安徽宏泰交通工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，安徽 合肥 230000）

1 引言

隨著我國(guó)公路建設(shè)的快速發(fā)展，道路網(wǎng)逐漸得到了完善，山區(qū)公路所占的比重也越來(lái)越多。在山區(qū)公路運(yùn)營(yíng)階段，道路時(shí)常出現(xiàn)路面開(kāi)裂、路基沉陷等病害，填方路基滑坡現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響了沿線車(chē)輛出行安全，對(duì)公路的正常使用造成了嚴(yán)重的影響[1]?；率侵感逼律系穆坊苡晁疀_刷、浸泡及人工切坡等因素影響，在重力作用下，沿著軟弱面整體或者部分順坡向下滑動(dòng)的現(xiàn)象，是山區(qū)公路經(jīng)常發(fā)生的災(zāi)害之一。產(chǎn)生滑坡的主要原因是在公路建設(shè)過(guò)程中，路基填筑厚度、填筑質(zhì)量沒(méi)有達(dá)到規(guī)范要求，填料強(qiáng)度不符合要求等，在雨水長(zhǎng)期作用下容易造成路基不均勻沉降，發(fā)生滑坡。本文結(jié)合工程實(shí)例，針對(duì)滑坡處理采用一種錨固、注漿、微型樁相聯(lián)合的工藝，論述了該項(xiàng)技術(shù)施工要點(diǎn)及施工工藝，為微型樁技術(shù)應(yīng)用在山區(qū)公路災(zāi)害防治中提供借鑒[2]。

2 工程概況

舒城某省道位于山區(qū)，道路等級(jí)為四級(jí)公路，路面寬5m，為沿線居民出行的唯一通道。其中一段路基為半填半挖式，道路左側(cè)為挖方，右側(cè)為填方，右側(cè)填土高度為14m，邊坡坡率1:0.75～1:1，坡腳處無(wú)擋土墻等支擋物，邊坡為一坡到底。受2020 年6 月長(zhǎng)時(shí)間的暴雨影響，填方一側(cè)路基有滑移的趨勢(shì)，現(xiàn)狀老路路面已形成不同程度的縱向開(kāi)裂、沉陷現(xiàn)象，邊坡局部路段已滑塌，嚴(yán)重影響了公路的正常運(yùn)行及過(guò)往村民的安全。

3 地質(zhì)情況

根據(jù)地質(zhì)勘察資料，項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)地層主要為第四系全新統(tǒng)填土層（Q4m）l、下元古界（Pt），勘探的工程地質(zhì)特征如下。

①層雜填土(Q4ml)：松散～稍密，工程性質(zhì)一般，成分較雜，下部以碎石、塊石等回填，厚度為2.3m。

②層強(qiáng)風(fēng)化片巖（Pt）：主要成分有長(zhǎng)石、石英、云母等，風(fēng)化嚴(yán)重，受壓后破碎松散，巖芯破碎，呈碎塊狀，硬度較軟，受錘擊后容易斷裂，節(jié)理裂隙發(fā)育。

③層中風(fēng)化片巖（Pt）：主要成分有長(zhǎng)石、石英、云母等，風(fēng)化程度弱，可見(jiàn)明顯的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，片狀構(gòu)造，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，巖芯較破碎，巖質(zhì)較硬，錘擊聲清脆，節(jié)理裂隙發(fā)育。

圖1 工程地質(zhì)剖面圖

4 加固方案的確定

滑坡路段為高填方路基，結(jié)合地質(zhì)勘察資料，路基填料松散、透水性強(qiáng)、穩(wěn)定性差，經(jīng)區(qū)域內(nèi)雨水長(zhǎng)時(shí)間浸泡，逐漸達(dá)到飽和狀態(tài)，路基填料間的抗剪強(qiáng)度減弱，高填方路基軟弱結(jié)構(gòu)面有蠕滑變形的趨勢(shì)，造成滑動(dòng)面位置處路面開(kāi)裂，邊坡滑移。且該段滑坡尚未完全穩(wěn)固，邊坡結(jié)構(gòu)、巖土特性等已發(fā)生不同程度的變化，為防止邊坡向外滑移、固定，采用一種錨固、注漿、微型樁相聯(lián)合的工藝[3]。具體施工方案如下。

①為避免施工造成邊坡的二次滑移，在土路肩邊緣處沿縱向布設(shè)一排微型樁，樁徑采用40cm，縱向樁間距1m，同時(shí)插入22b 工字鋼后，通長(zhǎng)配置，澆筑C30混凝土。

②結(jié)合地勘資料，為保證微型樁的整體穩(wěn)定性，將錨桿打入山體，并與工字鋼連接成整體。

③為加強(qiáng)微型樁的整體性，縱向布設(shè)縱向連梁，將微型樁連成一整體，縱向連梁高出土路肩10cm，并在路面最低處路側(cè)設(shè)置急流槽，采用集中排水，避免雨水對(duì)邊坡沖刷、浸泡路基。

圖2 微型樁橫斷面布置圖

圖3 微型樁立面布置圖

④老路建設(shè)過(guò)程中路基填筑厚度、填筑質(zhì)量沒(méi)有達(dá)到規(guī)范要求，現(xiàn)狀路基填料結(jié)構(gòu)松散。為提高土體的強(qiáng)度、改善其物理和力學(xué)性能、提高承載力，對(duì)路基沉降、開(kāi)裂部位進(jìn)行注漿處理。

⑤注漿結(jié)束后恢復(fù)原道路路面，同時(shí)進(jìn)一步提高道路的整體性，在路床頂、基層及基層頂部位設(shè)置土工織物，對(duì)滑塌的邊坡重新清理、回填壓實(shí)。

5 主要施工工藝

此次施工工藝流程為微型樁施工→錨桿施工→注漿→路面恢復(fù)，具體施工方案見(jiàn)圖4。

圖4 施工方案圖

圖5 微型樁施工工藝流程示意圖

圖6 錨桿結(jié)構(gòu)示意圖

5.1 微型樁施工工藝

微型樁施工工藝主要分為以下五個(gè)步驟[4]。

①鉆機(jī)就位

在現(xiàn)場(chǎng)地面設(shè)十字形控制網(wǎng)、基準(zhǔn)點(diǎn)，鉆孔放樣，并在工作平臺(tái)上搭設(shè)并移動(dòng)鉆機(jī)，使鉆頭中心正對(duì)樁位。

②鉆孔、清孔

根據(jù)工程地質(zhì)條件選擇鉆機(jī)和成孔方法，成孔設(shè)備就位后（可采用如潛孔錘鉆機(jī)），必須穩(wěn)固、垂直度滿足要求，保證在實(shí)施時(shí)不會(huì)松動(dòng)、歪斜。采取隔孔間隔鉆孔、調(diào)整速凝劑摻量和間歇鉆孔等方式施工，避免在鉆進(jìn)時(shí)穿孔和水泥漿沿砂層流失。選用泥漿護(hù)壁的方式鉆孔，并及時(shí)用水清孔。

③工字鋼制作及安放

采用成品工字鋼，并搭設(shè)固定支架，在工字鋼外側(cè)設(shè)定位器，以控制保護(hù)層厚度和中心偏差。

④澆灌混凝土

注漿結(jié)束并檢測(cè)達(dá)到質(zhì)量要求后，根據(jù)混凝土強(qiáng)度及規(guī)范要求，進(jìn)行混凝土配合比試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行摻配，采用直長(zhǎng)導(dǎo)管法或串筒法進(jìn)行澆筑，需保證連續(xù)，充盈系數(shù)建議按照1.1，澆筑時(shí)可適當(dāng)超過(guò)微型樁樁頂。

⑤檢測(cè)

為檢查樁的質(zhì)量，應(yīng)進(jìn)行必要的檢測(cè)，如檢測(cè)樁混凝土質(zhì)量、有無(wú)斷樁等。

5.2 錨桿施工工藝

①鉆孔

選擇成孔機(jī)具。錨桿成孔，要求成孔完整，不得坍塌和擾動(dòng)，故建議采用JZT-100 地質(zhì)鉆機(jī)，鉆桿為直徑110mm的螺旋型麻花鉆頭，螺桿排渣。

成孔作業(yè)。鉆眼前應(yīng)根據(jù)待設(shè)置錨錠面情況和設(shè)計(jì)要求布置孔位，調(diào)整好鉆機(jī)鉆桿角度即可開(kāi)鉆，要求孔距誤差不宜大于10cm，孔深誤差不大于5cm，成孔后采用空氣壓縮機(jī)清理成孔，利用坡度尺控制孔與坡面交角，保證孔位準(zhǔn)確。

②錨桿制作、安裝

錨桿制作。根據(jù)錨桿長(zhǎng)度裁剪鋼筋，加長(zhǎng)時(shí)建議采用閃光對(duì)焊，質(zhì)量需達(dá)到規(guī)范及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。兩個(gè)錨桿應(yīng)間隔1m 點(diǎn)焊連接處理。錨桿入孔前進(jìn)行除銹、防腐設(shè)計(jì)，保證錨桿固結(jié)良好，錨桿應(yīng)包含配套設(shè)施，如鍍鋅鋼板、螺帽等。

錨桿安裝。安裝前確?？變?nèi)無(wú)殘留物，錨桿就位采用機(jī)械吊裝。安裝時(shí)，不得帶殘碴入孔，不得隨意敲擊。

③錨桿注漿

錨桿注漿采用重力灌漿和壓力灌漿相結(jié)合。建議采用灌漿管沿錨桿插入距錨桿底10cm 處，用壓漿泵（灌漿壓力位0.4～0.6MPa）將水泥砂漿從儲(chǔ)漿桶內(nèi)壓入錨桿孔。

隨著水泥漿不斷地注入，將注漿管從注漿孔孔底朝孔口方向慢慢向上拔，但應(yīng)保證注漿管口入漿液內(nèi)1.5～2.0m，至漿液溢流至孔口止。

整個(gè)注漿過(guò)程應(yīng)連續(xù)，不可停頓，直到漿液沿止?jié){塞邊緣處流出，壓力表已經(jīng)達(dá)到圖紙中要求值，即可停泵。為確保砂漿飽滿，注漿30～50min 后，應(yīng)補(bǔ)充注漿。

確認(rèn)注漿完畢后，拔出注漿管，封閉孔口。

5.3 鋼花管注漿施工工藝

注漿工藝流程圖見(jiàn)圖7[5]。

圖7 注漿工藝流程圖

①測(cè)量放樣

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，將注漿孔位置測(cè)量放樣，孔位位置偏差不大于100mm。

②鉆孔

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，鉆孔深度采用鉆孔機(jī)進(jìn)行鉆孔成孔，結(jié)合鉆孔情況可適當(dāng)加深鉆孔深度，避免塌孔，孔位應(yīng)順直，偏差控制在±50mm。

③安裝鋼花管

鋼花管采用焊接連接，材料采用Φ 48×3.25mm 無(wú)縫鋼管。鋼花管在路堤中要承受土的水平力，在注漿孔位置容易損壞鋼花管，因此將注漿孔布置成螺旋式。鋼花管使用前進(jìn)行除銹處理，同時(shí)將第一節(jié)管采用5mm 厚鋼板焊接密封，鋼花管安裝時(shí)檢?？讖?、孔深和垂直度。

④首次注漿

配置水泥漿：首次注漿采用1：0.45水灰比配置水泥漿液，通過(guò)PVC 軟管同鋼花管如孔注漿，在常壓狀態(tài)，注漿量以孔口流出正常漿液為準(zhǔn)。

注漿順序：禁止成批鉆孔統(tǒng)一注漿，采用隔排跳孔的方式注漿，對(duì)冒漿嚴(yán)重的孔應(yīng)停止注漿，通過(guò)間歇的方式注漿，并采用流量計(jì)嚴(yán)格控制注漿量。若孔口不返漿，可通過(guò)加大漿液稠度、間歇注漿、降低注漿壓力等方式處理；若不吸漿，可在孔位周?chē)匦裸@孔注漿。

⑤二次注漿

采用水灰比1：0.6～1：0.8 的水泥漿，通過(guò)注漿槍插入注漿，采用灌漿量及灌漿壓力作為控制指標(biāo)，即灌漿流量控制 100～150L/m 或者注漿壓力0.6MPa。施工過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)道路路面及邊坡有冒漿等異常情況，應(yīng)停止注漿并查明異常情況原因，然后恢復(fù)注漿。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述工程實(shí)例，采用微型樁技術(shù)應(yīng)用在山區(qū)公路災(zāi)害防治中是可行的，采用錨固、注漿、微型樁相聯(lián)合的工藝很好地解決了滑坡的災(zāi)害，提高了滑移邊坡的穩(wěn)定性、路基的強(qiáng)度和整體性，具有施工簡(jiǎn)便、工期短、經(jīng)濟(jì)合理等優(yōu)點(diǎn)。微型樁技術(shù)在山區(qū)公路災(zāi)害防治中應(yīng)用較少，還需在設(shè)計(jì)和施工中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和方法，目前該段道路運(yùn)營(yíng)正常，微型樁技術(shù)在山區(qū)公路災(zāi)害防治中具有一定的可發(fā)展性。