彭昌翠

摘要：雅康高速公路大河沟施工便道在持续暴雨影响下，导致已修建挡墙出现整体滑移垮塌，路面沉降开裂，严重威胁便道下方公路安全，现场应急抢险采用了钢管桩对挡墙底部土体进行注浆加固处理，墙身设置锚杆增强挡墙的横向稳定性，后期通过增设承台及挡墙的方式进一步加固。通过近3年的施工运行，路基稳定性良好，设计的治理方案合理可行，可供类似松散堆积体组成的高陡边坡应急及永久治理设计做参考。

关键词：微型钢管桩;应急抢险;高陡边坡;挡墙破坏;综合治理

中图分类号：U416.1A190683

0 引言

近年来，微型钢管桩在西部山区公路建设中的应用尤其广泛，对于边坡防护、路基加固的一般治理以及应急抢险方面具有其独特的优势，特别是在地质灾害高发地区如国道213线川汶路、国道544线川九路、国道549线九石路以及国道4218线雅康高速公路等多条道路的抢险及永久治理方面效果显著。本文将从微型钢管桩与其他工程措施相结合方面来探讨在工期紧张、场地限制大、复杂地质条件下的工程治理实例。

微型钢管桩其桩径较小，一般与注浆体结合起来使用，可以穿过各种岩石和障碍物达到很大的深度，甚至可以做到任意倾斜度。其对边坡的加固作用类似于隧道设计中的超前小导管[1]，通过向打入土体中的钢管周边缝隙注浆，使土体固结，从而提高其整体稳定性。微型钢管桩用于支护具有以下特点：

（1）微型钢管桩一般采用多排桩，按梅花型布置，具有呈平面或空间刚架体系的特点。桩与桩之间的间距较小，可以承受较大的剪力和弯矩[2]。

（2）通过微型钢管桩压力灌注的水泥浆向桩周围土体渗透，水泥浆充满岩土体的孔隙，并与岩土体充分混合，提高了钢管周围滑体、滑带和滑床的粘聚力和内摩擦角，从而提高了微型钢管桩加固区域岩土体的抗剪强度[3]。

（3）微型钢管桩一般间距小，与传统大直径抗滑桩相比，桩间土体更为稳定，不用增设挡土板，加固区域一般不会发生局部滑溜的现象。

1 工程概况

1.1 工程概况

大河沟便道为G4218线雅康高速公路大河沟隧道的施工便道，为永临结合工程，便道挡墙施工按照分级台阶式片石混凝土进行挡墙实施。为加快工程进度，先在内侧修筑简易材料运输毛路，再利用毛路在松散崩坡积碎块石土上修筑外侧挡墙，于2015年4月完工。2015年6月受康定持续暴雨影响，致使挡墙基础以下地基（松散崩坡积碎块石土）滑移，造成K1+760～K1+836段挡墙沉降、路面开裂，后发展成整体坍塌，K1+962.2～K2+021.2段挡墙整体滑移坍塌，严重制约大河沟隧道的施工进度和工期安排，并严重威胁便道下方国道318线的营运安全，须对路基病害进行处治。

1.2 垮塌原因分析

大河沟便道所在区域处于高烈度地震区，地震动峰值加速度0.3 g，对应地震基本烈度为Ⅷ度，边坡自然坡度达70°，山体覆盖层主要为崩坡积碎块石土，自然边坡欠稳定，滑移段挡墙位于滑坡体冲沟内，此沟曾经在2011-07-04发生泥石流导致国道318线阻断，数千车辆滞留。2015年6月康定持续暴雨，便道实施破坏了坡面植被，且路基填筑为透水性材料，坡面汇水不能被植物吸收，渗入坡体导致地下水位增高，土体比重增大，减弱了岩土间的内摩擦力，降低了路基基础承载力，加上挡墙本身自重的影响，使得崩坡积堆积体沿斜坡构造面整体滑移，诱发了边坡失稳，如图1所示。

1.3 边坡稳定性分析

病害段路基下边坡整体稳定性较好，垮塌后的边坡坡面陡峭，坡率已达45°～50°，在连续暴雨和地表水集中冲刷作用下，边坡表层3～5 m范围内的松散块碎石土可能发生局部溜滑。在进行永久加固前，采用理正岩土计算6.5PB4版对斜坡稳定性进行分析计算。

边坡坡稳定性计算模型充分考虑地形地貌、水文地质以及地震烈度情况划分为：天然工况、暴雨工况（坡体表层3～5 m松散块碎石土层饱水）、地震工况（地震烈度为Ⅷ度）三种典型工况。提取潜在危险堆积体做几何计算模型，如图2所示：

按照上述工况进行计算表明，边坡表层松散块碎石土体在天然工况稳定系数1.03，处于欠稳定状态，暴雨工况稳定系数为0.905，地震工况稳定系数为0.895，两者均处于不稳定状态。

滑坡推力计算按传递系数法计算，在天然工况下，剩余下滑推力最小，地震工况下，剩余下滑推力最大，故应将地震工况作为设计工况，对应设计下滑推力为174.901 kN/m。

2 治理工程设计

根据现场情况，本次病害处置按照先应急抢险后加固处治两阶段对其进行综合治理。

2.1 应急抢险方案

为确保便道通行和下方国道318线营运安全，制定了现场应急抢险措施。

K1+962.2～K2+021.2滑移段路基上边坡挂网喷锚防护封闭坡面，强化地表排水，段路基下方设主、被动防护网确保已破坏挡墙及松散边坡块石不滚下国道318，路基中线附近设一排127 mm钢管桩，管径127 mm，钢管桩直径50 mm（壁厚3 mm），间距1.0 m，路基下侧设仰斜排水孔，对坍塌路基坡面用10 cm喷射混凝土进行封闭。

在K1+755～K1+835路面开裂段台阶式路肩挡墙设置2～3排锚杆，锚杆长12～15 m，锚杆直径25 mm，在挡墙墙趾外侧坡体上设置3排横向间距1.0 m、纵向间距1.0 m的钢管桩对挡墙底部土体进行注浆加固处理，钢管桩直径50 mm（壁厚3 mm），管长约6 m，管内植入3根28 mm螺纹钢筋，等边三角形布置，如下页图3所示，钢管桩按梅花型布置。同时对路面裂缝及时进行封闭处理以及变形监测等。

2.2 综合治理方案

结合应急抢险措施，为满足此条便道永久使用的要求，针对垮塌路基，提出“钢管桩+混凝土承台+衡重式挡墙”永久加固的处治措施：清除已垮塌挡墙，对下边坡采用挂网喷混凝土，挂网锚杆采用长5 m，直径25 mm的自进式锚杆，间距3×3 m;路基防护采用钢管桩+混凝土承台做基础，上部采用衡重式挡墙，衡重式挡墙地面与承台顶面用竖向短锚筋连接。钢管桩采用127 mm钢管，平均管长20 m，嵌入基岩长度≥8 m，钢管横向间距1.2 m，纵向间距1.5 m，管内植入3根28 mm螺纹钢筋，等边三角形布置，管内灌注M30砂浆，砂浆须从钢管底部注入;混凝土浇注顺序是先浇注承台，形成工作平台后，再施做衡重式挡墙;每段在混凝土承台外设置3个位移监测桩，如图4所示。

3 后期运行情况

大河沟便道路基病害处治工程于2016年初完成，至2018年5月大河沟隧道贯通2年多的时间内，一直运行良好，无新增位移，保证了隧道施工进度及下方318国道的运行安全。2019-08-01雅康高速公路四川泸定至康定段通车，也标志雅康高速公路全线实现客运车辆通车，大河沟便道在此期间及今后将作为应急抢险通道继续发挥作用。

4 结语

（1）微型钢管桩穿透和贯入性能优越，能承受较大的冲击力，不论在软弱土层或较坚硬岩石层中都能够充分地将其打入支承层。

（2）微型钢管桩在高陡土质边坡中作为支挡结构时受松散土体及后期荷载影响，存在桩顶侧向移动问题。另桩长过长时也会存在钢管桩顶侧向位移量过大而失稳的风险，故而微型钢管桩在处治公路工程路基病害中通常与其他工程措施相结合，如在桩顶增设承台进行连接、下边坡增设锚杆、锚索等辅助措施来保证其稳定性。

（3）微型钢管桩作为路基抢险、永久支挡措施，与常规的抗滑桩、桩板墙等大型工程措施相比具有施工工艺简单、便捷高效、节省工程费用，易与其他工程措施相结合的特征。

（4）微型钢管桩由于其钢材质特点，对于地下水具有高腐蚀性的地区应慎重选用或增强防腐措施。

参考文献：

[1]陈金宏.微型鋼管桩在高填方边坡治理工程中的应用[J].基础工程设计，2019，18（7）：57-59.

[2]肖春锦.微型钢管桩用于滑坡治理及理论分析[J].路基工程，2014（4）：94-96.

[3]胡建伟，邓学灯，江保庆.注浆微型钢管桩在某填土边坡滑坡治理中的应用研究[J].土工基础，2014，28（1）：17-20.

[4]刘 凯，刘小丽，苏媛媛.微型抗滑桩的应用发展研究现状[J].岩土力学，2008，28（增）：675-679.

[5]JTGD30-2015，公路路基设计规范[S].

收稿日期：2020-04-09