談微型樁在邊坡病害處置中的應用

樊 志 紅

(1.太原理工大學，山西 太原 030024； 2.山西應用科技學院，山西 太原 030062)

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談微型樁在邊坡病害處置中的應用

樊 志 紅1,2

(1.太原理工大學，山西 太原 030024； 2.山西應用科技學院，山西 太原 030062)

通過評價某高速公路邊坡的穩定性，分析了該邊坡存在的潛在危害性，并結合其地質、交通、施工等條件，提出了微型群樁聯合護面墻的處理方法，達到了防護和美化坡面的效果。

邊坡，微型樁，路基，穩定性

近年來我國公路建設飛速發展，公路修建等級的提高，出現了大量的高填路堤和深挖路塹，路基邊坡綜合防護系統研究日漸引起公路部門的重視。路基邊坡作為公路重要組成部分，在使用過程中，受到眾多因素的影響，容易發生破碎、坍塌甚至滑坡等病害，在日常養護維修中處置病害的方法眾多，本文將結合工程實例，淺談微型樁在邊坡病害處置中的應用方法及其優勢。

1 工程概況

項目位于山西省某高速公路，該地區地形復雜，黃土丘陵溝壑縱橫，地下水對路基影響不大。項目所處區域屬于溫帶干旱～半干旱大陸性季風氣候，四季分明，年降水量一般為400 mm～500 mm，年平均溫度10 ℃左右，極端最高氣溫39.9 ℃，極端最低氣溫-27.4 ℃，無霜期150 d～160 d。地表層多為Q3黃土覆蓋，厚度約為10 m，具Ⅱ級非自重濕陷。該段地層主要由Q3,Q2黃土構成，Q2黃土厚度10 m～30 m，總體評價穩定性較好。

該高速公路按全封閉雙向四車道高速公路標準建成，采用山嶺區技術標準，設計速度80 km/h，橋梁汽車荷載為公路—Ⅰ型，路面設計標準軸載BZZ—100，全線采用瀝青混凝土路面，設計年限15年，于2005年建成通車。

此次擬進行防護設計的坡體位于該高速公路K70+460～K70+538段(78 m)，目前該段挖方路基邊坡外側自然地面線較陡，坡率為1∶0.4～1∶0.8，坡體高為18 m～19 m，陡坡下有居民區分布。按高速公路原設計，外側邊坡距離居民區較遠，但隨著近年來居民區規模的擴大，周邊村民自建房逐漸向高速公路路基范圍靠近，部分區域甚至侵入路基地界范圍，將原自然坡體人為開挖成陡坡，對邊坡的穩定性造成很大影響，存在較大安全隱患。

2 邊坡穩定性分析及評價

根據野外工程地質調查，對該邊坡的穩定性定性分析評價如下：

1)通過對該段邊坡的現場踏勘，該處邊坡目前已多處出現開裂現象；

2)K70+460～K70+538段(78 m)，挖方路基邊坡外側自然地面線較陡，坡率為1∶0.4～1∶0.8，坡體高為18 m～19 m，陡坡下有居民區分布，該段邊坡目前緊鄰居民區，且未設置任何防護設施，長期遭受人為擾動，存在安全隱患；

3)該段為挖方路基，綜合排水均依靠兩側邊溝發揮作用，目前邊溝使用質量和防滲功能均在逐漸減退。隨著時間的增長，若遇長時間降雨，地表水得不到及時排泄，會通過邊溝下滲坡體，致使土壤含水量飽和，存在發生滑塌的可能性；

4)坡面風化程度逐漸加重，降雨后其吸水量加大，由于目前邊坡沒有任何防護措施，邊坡穩定性會逐漸降低。

綜上所述，目前該段邊坡尚未出現發生大面積滑塌的跡象，但仍存在諸多潛在安全隱患，其中K70+460～K70+538段坡體，該段為陡坡體且未設置任何防護設施，目前緊鄰居民區，存在滑塌的可能性，安全風險較大。

3 潛在危害

通過現場調查，雖然目前邊坡尚未出現大面積滑塌的跡象，但是仍存在以下潛在隱患：

1)由于房屋距離邊坡過近，難免繼續遭受人為因素的擾動；

2)該段為挖方路基，綜合排水均依靠兩側邊溝發揮作用，目前邊溝使用質量和防滲功能均在逐漸減退。隨著時間的增長，若遇長時間降雨，地表水得不到及時排泄，會通過邊溝下滲坡體，致使土壤含水量飽和，發生滑塌；

3)坡面風化程度逐漸加重，降雨后其吸水量加大，由于目前邊坡沒有任何防護措施，邊坡穩定性降低，當變形積累到一定程度時就會滑塌；

4)該路段位于直線，載重汽車行駛速度較快，流量大，通過路面上汽車荷載的反復作用造成的震動與其他因素組合時，也會加速坡體發生滑塌。

4 項目建設條件分析

1)工程地質條件。

該高速公路所處區域地層有新生界第四紀全新世(Q4)沖洪積物、上更新世(Q3)堆積物、上第三紀上新統(N2)沖洪堆積物及上古生界二疊系(P)、石炭系(C)煤系地層、下古生界奧陶系(O)、寒武系碳酸鹽系、太古界片麻巖、呂梁期花崗巖組成。

該項目區地形復雜，黃土丘陵溝壑縱橫。地表層多為Q3黃土覆蓋，厚度約10 m，具Ⅱ級非自重濕陷。該段地層主要由Q3，Q2黃土構成，Q2黃土厚度10 m～30 m，總體評價穩定性較好。

2)水文地質條件。

根據設計文件，鉆探揭示的地下水類型為松散巖類孔隙水及基巖裂隙水，屬潛水類型，由地表水、大氣降水共同補給，分布不連續。

3)交通運輸條件。

該高速公路是G20青島到銀川國道主干線的重要組成部分，又是附近城市出口道路的主要路段，項目地交通方便，便于施工機械和設備材料的出入。

4)施工作業條件。

坡腳施工場地狹窄，施工運輸條件困難，可施工護砌工程，坡頂施工需對高速公路進行交通管制，阻斷右幅交通，并入左幅行駛?？傮w而言，坡頂處由于可以借用高速公路路面施工，場地開闊，便于機械作業及材料堆放，但對高速公路交通有一定影響，坡腳處距離房屋很近，場地狹窄，施工條件不利。

5)其他條件。

公用設施如電力、施工用水等也較為容易獲得，只需選取好恰當的施工作業時機，避開雨季作業。

5 邊坡工程治理方案

經過多方論證，最終治理方案確定為微型群樁結合護面墻的方法。

微型樁指樁徑小于400 mm，長細比大于30，由壓力灌注水泥砂漿或細石混凝土與加筋材組成的灌注樁，依據其受力需求加筋材可以選擇鋼筋、鋼棒、鋼管或型鋼等。其主要特點是：施工便利、單樁耗材少；樁孔孔徑小，施工振動小，對原邊坡的影響較??；

可達深度理想，能穿透各種障礙物，可以適應各種地質條件；可承受受拉和受壓的軸向應力，也可承受彎曲應力，而位移很小。

由于微型樁具有以上優點，近年來在邊坡的支護工程中與其他支護結構相結合，對控制邊坡位移變形，增強邊坡的安全性穩定性方面起到突出作用，在眾多工程項目中有成功的應用。

該方案是在路基外側坡頂處打入2排～3排(根據地形調整)直徑為300 mm的鋼軌微型樁，其縱向間距為2.5 m，橫向間距1.5 m～2.5 m，微型樁在平面上呈梅花型布置。微型樁樁長h以村莊地平面為準進行調整，要求樁端嵌入村莊地平面以下6 m，樁體加筋材主體為P43舊鋼軌，軌頂埋入地表以下2 m。坡腳處砌筑2 m高漿砌片石護面墻，護面墻以上部分坡面挖坑植營養缽灌木。

方案示意圖如圖1所示。

治理方案的優缺點分析:

優點：1)利用廢舊鋼軌制作微型樁，廢物利用節能環保，節省造價；2)微型樁施工便利、單樁耗材少，樁孔孔徑小，施工振動小，對原邊坡的影響較??；3)微型樁梅花型布置形成群樁體系再結合適當的坡面防護可以起到非常突出的加固效果；4)坡腳設置護面墻與擋土墻相比較開挖量小，施工周期短，對周圍居民生活影響較??；5)護面墻結合坡面植灌木綠化，既能防止人為擾動坡體穩定又比較美觀。

缺點：1)微型樁鋼軌需要鉆孔打入地下，由于緊鄰居民區會產生一定的噪聲污染；2)投資規模相對較大。

6 結語

通過以上工程案例的應用分析，可以看出利用廢舊鋼軌微型樁群樁加固坡體，結合護面墻和植灌木綠化又可以起到防護和美化坡面的作用，加固效果突出，同時又經濟環保。

隨著我國公路建設的不斷發展，后期的養護及維修工程不斷增加，而邊坡作為道路重要組成部分，在設計、施工、養護等環節稍有疏忽，都極易誘發多種病害，因而對于邊坡的綜合防護設計及后期的養護維修，都應引起足夠重視，同時也應結合工程實際情況，采用更為先進合理的設計方法，以求達到技術先進、經濟合理的工程目標。

[1] JTG D30—2015,公路路基設計規范[S].

[2] 楊世基.山區公路路基病害及防治[M].北京：人民交通出版社，2010.

[3] JTG F10—2006,公路路基施工規范[S].

On application of micropile in slope disease treatment

Fan Zhihong1,2

(1.TaiyuanCollegeofTechnology,Taiyuan030024,China; 2.ShanxiApplicationTechnologyCollege,Taiyuan030062,China)

According to the stability of some expressway slope, the paper analyzes the hidden hazards of the slope, and points out the treatment for the micropiles with facing walls by combining with the geology, traffic and construction, so as to achieve the protection and slope beautifying.

slope, micropile, basement, stability

1009-6825(2017)11-0096-02

2017-02-08

樊志紅(1984- )，女，在職工程碩士，助教

TU473

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