勁性微型樁在公路水毀災害修復中的應用

馬 超 （安徽宏泰交通工程設計研究院有限公司，安徽 合肥 230088）

1 引言

公路水毀災害是公路常遇的自然災害，主要指公路沿線設施受到雨水沖刷而遭到損壞現象與過程，常見公路水毀主要表現為路基滑塌、路面破損、橋涵及防護支擋構造物損壞、邊溝淤塞等。我國夏季天氣多變，常遇持續性強降雨，出現暴雨洪澇災情，建設年代較早的公路受施工條件和投資規模的限制，路基邊坡抗水損壞能力弱，常出現滑移、坍塌等失穩現象，道路通行存在安全隱患，嚴重時會造成交通中斷和人員傷亡的嚴重損失。微型樁一般主要是指樁徑小于40cm，長細比大于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。本文結合六安某道路水毀災害修復工程，對勁性體微型樁在水毀應急修復中的應用進行分析論述，為公路災毀工程修復處理提供有益借鑒。

2 項目概況

六安某省道山區二級公路受夏季長時間的暴雨影響，填方路基邊坡出現橫向滑移，路面出現寬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，坡腳無支擋設施，坡底地面線平均坡率為1：3～1：4。

現場工程地質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，工程性質一般，成分較雜，判定為路基施工填料，平均厚度3m；

②層強風化片巖，黃、灰黃色，風化強烈，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，質地較軟，錘擊易斷，節理裂隙發育，厚度4.9m；

③層中風化片巖，灰黃、灰白、青灰色，風化程度弱，可見明顯的結構構造，粒狀變晶結構，片狀構造，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，巖質較硬，錘擊聲清脆，節理裂隙發育。

3 方案比選

3.1 水毀原因分析

路段建設時為半填半挖斷面，填方一側路基填土較高，為12m～14m，邊坡未分級填筑，且填方邊坡坡率較陡，坡腳無支擋設施，連續強降雨雨水均通過路面向右側漫流，坡面缺少有效排水防護設施，植被防護能力較低，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，自身重量所產生的剪切力，超過了粘結力和摩擦力所構成的抗剪力，同時地下水徑流速度加大，碎石土底部的軟弱結構面抗剪強度進一步削弱，碎石土底部軟弱結構面有發生蠕滑變形的趨勢，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，傳統開挖路基方式勢必會造成路基大范圍滑塌風險，工程影響大，且需完全封閉交通施工，綜合比較，采用路肩設置勁性微型樁和坡腳增設支擋構造物坡面反壓兩種方式進行方案比選。

方案一采用土路肩設置勁性微型樁：在土路肩邊緣距路面大于75cm處布設縱向勁性微型樁，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，結合地勘資料，經計算樁長為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，樁頂設置50cm×50cm縱向連系梁，將微型樁頂部連接為整體，設置橫向錨桿，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支擋構造物坡面反壓：沿現狀坡腳位置布設路堤擋墻，穩固邊坡坡腳，墻高4m，清除現狀邊坡上的植物，對填方開挖臺階，重新回填，設計坡率1：3，邊坡坡面設置拱形護坡防護，總投資215萬元。方案優點是常規式施工，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，更好更快地恢復道路通行，推薦采用勁性微型方案作為本次水毀修復的方案。

3.3 路面恢復方案

路面修復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構層，并在填挖交界面處增設鋼塑格柵。鋼塑格柵設置于水穩基層底面、兩層水穩基層之間及水穩基層頂面，重新鋪筑路面結構層。

4 施工技術要求

4.1 施工組織順序

圖2 施工組織順序示意圖

4.2 關鍵工序施工工藝

樁孔位：鉆機就位應準確，在現場地面設十字形控制網、基準點，隨時復測、校核。

樁成孔：結合地質資料，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鉆進，對鉆孔穿越①層雜填土和②層強風化片巖部分，可能出現塌孔現象，采用預注漿方式，將樁體周圍雜填土和強風化片巖進行預固結，③層中風化片巖自然鉆進成孔即可。成孔設備就位后，必須平正、穩固，確保在施工中不發生傾斜和移動、松動，樁基成孔后必須測量孔徑、孔位，檢查樁底高程，確認滿足設計要求后，才能灌注混凝土。

混凝土灌注：混凝土的配合比嚴格按混凝土施工規范進行，一般采用直長導管法或串筒法連續灌注，成孔質量合格后盡快灌注，灌注充盈系數一般建議控制在1.1，灌注時適當超過樁頂設計標高。微型樁樁間距較小，為防止樁基施工時出現穿孔現象，建議樁體采用跳孔施工。

5 結語

山區公路路堤邊坡受建設和養護條件限制，易發生水毀災害，常采用的是設置擋墻支擋手段進行處理，雖施工工藝簡單，但對公路自身創傷面大，工期長，自然資源耗損也大，本文中公路路堤邊坡水毀災害修復工程，采用勁性微型樁加固處理，工作面小，工期短，項目施工完成后經觀測，路基穩定，滿足項目建設預期目的，可為山區公路水毀災害修復中提供借鑒，特別是在水毀應急養護工程中，可較好地推廣應用。