微型桩结合灰土桩在公路路基病害治理中的应用

李清泉

（西安公路勘察设计院有限公司，陕西 西安 710065）

关健词：公路工程；路基病害；微型桩；灰土桩

1 概述

改革开放以来，我国的经济建设取得了巨大的成就，随着经济的发展，在全民共享发展成果的支持下，乡村公路网也日趋完善，一些等外公路和低等级公路通过改扩建措施提升为等级公路和高等级公路，随着路基路面的扩宽，新旧路基间存在的差异沉降，影响道路的使用寿命，特别是在降雨量增加、坡脚开挖、车辆超载等各种不利因素的综合影响下，形成路堑墙下沉、半幅路基路面沉陷等病害，严重影响行车安全。

微型桩是指桩径小于30cm，长细比大于30的长细桩，它具有施工简单、承载力高、控制沉降效果好的特点，近年来，微型桩越来越广泛的应用于滑坡和边坡加固中，由于其具有施工快捷、对施工场地要求低、见效快等优点，被广泛应用于应急抢险工程中。在工作实践工，总结出将微型桩与桩顶挡墙、灰土桩等措施结合的一种综合治理方法，在既有损毁挡墙外设微型桩和挡墙，利用微型桩的竖向和水平向承载力加固边坡挡墙，利用灰土桩的挤密置换作用提高路基承载力，在公路路基病害治理中应用，取得了较好的治理效果。

2 工程概况

西北某市某公路为二级公路，设计时速40km/h，属山脊线。路基宽度8.5m，路面宽度8.5m。路面结构为3cmAC-13沥青混凝土上面层+4cmAC-16沥青混凝土下面层+18cm二灰碎石基层+18cm灰土碎石底基层。道路左侧半幅为填方路基，路肩墙高6.5m，下部为高约40m的自然坡，坡面坡比约1∶3，坡面植被发育。

2020年8月，受连续降雨和外施工单位在线路左侧边坡坡脚施工影响，该路K40+970～K41+042段左幅路发生路面开裂、路肩墙下错等病害，路面裂缝长70m，宽20cm,，路面和挡墙下错90cm。经现场调查发现，路外施工单位正在线路左侧边坡坡脚进行土方开挖施工，该处路基病害与路基边坡坡脚开挖深度相关。

3 路基病害现状

经现场调查，该段路基为左侧加宽路段，病害主要分布在道路左半幅的路基、路面和路肩墙，详细如下。

（1）路面开裂、下沉：在K40+970～K41+042段近路中线位置发育一条纵向张拉裂缝，裂缝长72m，宽10～30cm，裂缝左侧路面下沉0.5～0.9m，同时在主裂缝两端的K40+965～K40+970段和K41+042～K41+047段，发育有多条与中线呈45°角的剪张裂缝，裂缝宽5～10cm。纵向裂缝两侧面高差过大，道路左侧外为高陡边坡，严重影响行车安全。

（2）路肩墙下沉：和路面下沉同步，线路左侧路肩墙发生高达0.9m的下沉，墙顶防撞墩失去防护效果。

（3）路肩墙裂缝：路肩墙墙身发育多条水平向和竖向裂缝，其中由于挡墙下错，挡墙与两端稳定墙体剪断，在K40+970和K41+042处各发育一条竖向裂缝，裂缝由墙顶贯通到墙底，宽约10cm。在挡墙下错较严重的区段，墙身裂缝密布，墙体较为松散，失去支挡作用。

（4）路肩墙基础外露：由于雨水冲刷和墙前土体下错，墙前土体流失，局部区段挡墙墙趾外露，挡墙基础外露减低墙体抗倾覆和抗滑移稳定性。

4 病害原因分析

经现场勘测，该处路基病害原因可以归结为内外两个方面：

内因：不良的地质条件。线路左侧为自然冲沟，线路位于冲沟的源头位置，自然冲沟溯源侵蚀，自然边坡受雨水冲刷切割严重，整体相对松散、欠固结，工程力学性质较差，同时该处路基为左侧加宽，填方路基与老路基的差异沉降也会导致路面开裂。

外因：一方面，当年的降雨量较往年增多，特别是8月和10月份的连续长降雨，土体含水量增加，土体抗剪强度指标降低；另一方面，坡脚垃圾填埋场施工对坡脚的开挖，使坡体失去坡脚支撑，引发浅层牵引式滑坡，滑坡体逐级向上牵引，导致路肩墙基础失去支撑，这成为路基病害发生的直接导火索。路面裂缝产生之后，雨水渗入路基，进一步加剧病害发展。

5 治理措施

本次治理措施的基本原则为：对塌陷路基处理后，按照原设计恢复路基、路面和路肩墙，同时增加微型桩以保护挡墙基础和提供抗滑安全。工程布置断面图如图1所示。

图1 工程布置断面图

（1）灰土桩加固路基：采用灰土桩加固K40+981～K41+030段地基，桩长8m，桩径40cm，桩横纵间距1m×1.5m，桩平面梅花形布置。填料熟石灰和黏土的体积比为3∶7。填料就地拌和，桩成孔后加填料，分层夯填成桩，每次填料厚度不大于20cm,成桩后填料平均压实系数不小于0.97%。灰土桩沿线路方向应跳桩施工，垂直线路方向先施工挡墙侧，后施工路中侧。

（2）增设微型桩：在墙基础前增设3排微型桩。微型桩行距1.2m，排距1.0m，每根微型桩长12m，微型桩钻孔150mm，采用DN108钢管和钢筋制作，桩顶设C30钢筋混凝土连梁，梁宽2.4m,每10m设伸缩缝。

（3）桩顶增设挡墙：在微型桩冠梁顶增设挡墙对既有挡墙进行加固，挡墙厚1.5m,高5m，紧贴旧墙施工，新增挡墙不连续设置，原则每隔3m施工一段长2m的墙，对于K40+996～K41+015段旧墙裂缝发育较为严重段，桩顶连续新设挡墙。微型桩管梁施工完成之后，采用三七灰土封闭旧墙与微型桩顶梁之间坡面，防止雨水下渗，三七灰土厚0.5m。

主要工程措施完成之后，拆除损毁路面、防撞设施等，按照原设计恢复。

6 结论

采用微型桩与桩顶挡墙、灰土桩等措施结合的一种综合治理方法，对该段路基病害进行治理，取得了较好的治理效果，得到以下结论。

（1）采用综合治理措施对病害路段进行加固，无需拆除路基和挡墙，避免断路，最大限度减少施工对行车的不利影响，确保行车安全。

（2）微型桩的水平向抗力，阻止上部路基和既有挡墙的继续发展变形，在竖直方向的抗力，为其顶部设置补强挡墙提供承载力。

（3）采用灰土挤密桩对变形较大的路基进行置换处理，增强了该段路基的稳定性，提高该段路基承载力。