碎石樁增強護岸邊坡整體穩定性的效果分析

張呂華

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

關鍵詞：碎石樁;護岸邊坡;整體穩定性;效果分析

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

1概述

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

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

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

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

針對該情況，綜合考慮造價、工期、施工等多方面因素，在高能級強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

根據工程地質勘察資料，場地內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，下覆基巖為全風化凝灰巖和中風化凝灰。

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

3碎石樁設計方案

3.1設計方案

沿護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）由于護岸邊坡施打碎石樁范圍內現狀為軟土，根據需要整平并回填1m 厚宕渣形成碎石樁施工面。

（3）碎石樁需打穿淤泥質土層以下至少3m，當基巖上部覆蓋層為淤泥質土層時應打設至基巖面。

（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）碎石樁施工前應進行試成樁，以確定適合現場工程地質條件的施工工藝參數。施工單位應通過控制施工工藝盡可能增大碎石樁的充盈系數，并保證樁體密實度。

（6）處理完成后對碎石樁樁體密實度檢測，檢測數量取總樁數的1%，檢測在成樁后10d 左右進行。每米平均密實度 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，對沉樁周邊起拱現象進行觀測記錄;記錄每根碎石樁所用碎石方量。

3.2試樁試驗

全面施工前選取120根碎石樁進行了碎石樁試樁試驗。試驗成果表明：

（1）部分區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）。引孔完成后在原設計樁位采用500mm 直徑沉管施打碎石樁，并復打2次。

（2）單樁打設時間平均為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，充盈系數在0.95～1.1左右。

3.3整體穩定性計算

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

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

沿護岸軸線選取3個典型地質剖面進行計算，結果見表1。按照《浙江省海塘工程技術規定》，整體抗滑穩定安全系數 K 正常運用條件（使用期）取≥1.10，非常運用條件（完建期）≥1.05。由計算可知，護岸邊坡在經過碎石樁處理后，滿足整體穩定要求。

4處理效果分析

4.1密實度檢測

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

4.2監測數據及分析

為動態監測護岸邊坡的穩定情況，掌握碎石樁處理前后土體變化情況，在護岸沿線布設沉降板、位移邊樁、孔隙水壓力、深層測斜管、分層沉降管等設施進行監測。

監測標準：要求深層側向位移應小于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%。

監測周期：在處理完成后前半個月，每天觀測2次;如數據穩定，半個月后可每天觀測1次;如數據穩定，1個月后可每周觀測1次。

碎石樁處理三個月累計監測數據見表2，由表可知各項指標均小于設計控制標準，特別是深層側向位移指標遠小于設計控制標準。數據表明碎石樁處理后護岸邊坡穩定性較好，加固效果顯著。

5結語

碎石樁處理施工期間加強監測非常重要，可有效控制處理期的質量;完工后的檢測分析非常必要，可檢驗處理后的加固效果。本工程護岸邊坡整體穩定性采用碎石樁處理是成功的，總體上達到了設計的加固效果，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：

[1] JTJ 246-2004，港口工程碎石樁復合地基設計與施工規程[S].