試析微型樁在滑坡治理中的具體運用

姜叔明

浙江省浙南綜合工程勘察測繪院有限公司，中國·浙江 杭州 310013

1 引言

滑坡是在自然與人類工程活動的共同推動作用基礎上，引起巖土體失去力學平衡，致使斜坡巖土體在動力作用下，沿一定軟弱帶或面作整體向下或向前滑動的地質現(xiàn)象，其危害性比較大。雖然有很多方式可以對滑坡災害進行治理，但是為進一步提升工程經(jīng)濟、施工方便的原則，通過新型施工工藝以獲得最佳的治理效果。因此，可以綜合使用微型樁工藝技術，并對其進行優(yōu)化設計，根據(jù)坡體的受力情況合理設置樁體的間距、錨固深度、規(guī)格及群樁布置形式等，實現(xiàn)滑坡災害經(jīng)濟、高效的治理模式。

2 微型樁概述

微型樁也是一種錨桿樁，可以滑坡治理中的綜合應用，實現(xiàn)了對治理技術的創(chuàng)新與優(yōu)化。微型樁樁徑較小，一般在300mm 以下。在具體施工中，需要利用相應型號的鉆機進行成孔，并向錨孔內(nèi)插入鋼筋、鋼管、型鋼等，然后向孔內(nèi)灌注純水泥漿或高強度水泥砂漿，形成完整的樁體[1]。一般情況下，微型樁在具體應用時，其布局結構呈現(xiàn)網(wǎng)狀、樹根狀形態(tài)，在滑坡治理中發(fā)揮了重要的加固效果。

由于微型樁的尺寸較小，需要選擇體型較小的鉆機進行施工作業(yè)，操作靈活性較好，可以在較為狹窄的空間進行施工操作，對各種類型的土層都比較適用。在施工過程中，產(chǎn)生的振動較小，可以對樁位進行靈活性設置，如豎直樁、斜樁，也可以選擇在一個或者多個平面上進行設置。該種技術工藝施工效率較高，時間短，對滑坡治理的搶險效果明顯，而且微型樁的承載能力比較高。微型樁在滑坡治理中的應用，可以突破地形因素對滑坡工程的限制，實現(xiàn)對滑坡現(xiàn)象的高效治理。微型樁可以在一定程度上起到土釘墻的作用，使用樁頂連梁，能夠形成空間框架結構，并和樁間土體結合，構建復合型擋土墻，實現(xiàn)對土體的支擋，而且其結構剛度相對較大，不容易引起邊坡變形；微型樁可以在潛在滑動面的治理中進行使用，深入滑體以下穩(wěn)定的巖土層中，增加錨筋使用數(shù)量，可以起到良好的抗滑、抗剪及抗傾覆作用。在具體應用中，可以合理調(diào)整豎向布置形態(tài)，并和巖層面形成較小的夾角，能夠有效提高其剪切承受力，強化其抗彎曲能力[2]。此外，在微型樁施工中，其樁體長度適應性較強，不會受到障礙物的影響，對場地寬度的需求很小，節(jié)省土方開挖工序，提高施工效率。

3 微型樁在滑坡治理中的應用設計

3.1 微型樁受力分析

微型樁的受力情況存在一定的復雜性，不僅要受到剪切力，還包含彎矩、軸向拉力等。在樁孔周邊位置，鉆孔過程中，地基受到擠壓力，一旦樁身出現(xiàn)開裂問題，其混凝土會完全失去效用，鋼材成為唯一受剪切力和軸向拉力的承載體。隨著滑坡推力的逐漸增大，樁體變形情況越來越嚴重，滑坡區(qū)域受到上下樁體的約束力的情況下，對鋼材施加的推拉力越來越大，致使滑坡體與滑床之間的摩擦力逐漸增加[3]。微型樁在滑坡治理工程中的應用，其主要通過鋼材對作用力進行承載，樁體結構的混凝土、水泥砂漿等，雖然具有一定抗剪作用，但是其主要發(fā)揮保護功能。微型樁的破壞區(qū)域往往出現(xiàn)在滑面周邊?；碌刭|條件的不同，其受抗剪作用力的承載體有所差異，如巖質滑坡治理工程中，對剪切力進行承載的構件主要是鋼材；在土質滑坡中，樁身開裂之前，鋼材主要起到抗彎剪作用，樁身開裂之后，主要起到抗拉作用。

3.2 微型樁布置形式

微型樁屬于柔性樁的范疇，如果使用單樁，其對滑坡推力的承載能力和抗剪切能力不能滿足設計需求。所以，在滑坡治理工程中，往往使用微型樁群，并確保使用混凝土梁板實現(xiàn)有效連接各個樁頂，形成聯(lián)動抵抗效果，強化對滑坡推力的綜合承受能力。由此可見，微型樁在滑坡治理工程中的使用形式，也可以把將其稱作微型組合抗滑樁[4]。在具體應用中，可以分為樁組合型、平面均勻分布組合型。如圖1所示。通常情況下，結合實際情況，對樁的排列形式進行合理選擇，如梅花形、矩形等。前者可以對前后樁的彎矩承載力進行均衡分布，強化對前樁的支護效果，而且其在滑坡寬度方向的布樁間距較小，能夠為樁間土體提供有效的側向約束力。

圖1 微型樁在滑坡治理工程中的布置形式

3.3 微型樁錨固深度

微型樁的錨固深度主要是指其樁體埋入到滑面以下的長度。其具體深度受很多因素限制，如錨固段地層強度、樁體剛度、樁間距等。如果其埋深不能滿足設計需求，其預埋的鋼筋結構容易在外在拉力作用下，出現(xiàn)錨桿松動甚至被拉出樁孔的問題。如果錨固深度過大，樁體和孔壁巖土體之間的粘結力也會受到外在因素影響出現(xiàn)下降趨勢，其主要的影響因素為滑面距離，如果其距離過大，容易降低樁體的功效[5]。因此，通過對微型樁的具體受力狀態(tài)進行分析，可以對錨固段的長度與直徑比進行合理控制，一般情況下不要超過12 ∶1，才能保障其抗拔力的最佳化，滿足設計要求，但是如果還不能適應滑坡推力而產(chǎn)生拔出現(xiàn)象，需要對樁間距進行合理調(diào)整，以便對樁體的受力情況進行優(yōu)化。

3.4 微型樁間距、排數(shù)設計

在微型樁施工中，要對其樁間距進行合理設計，不能過密，容易引起群樁效應，也不能過疏，容易引起土體流失。要對相關理論進行綜合分析，并結合實際的工程施工經(jīng)驗，對樁間距進行合理控制，一般情況下可以將其控制在樁徑的三倍以上，十倍以內(nèi)。如果施工現(xiàn)場的巖土性能比較好，可以取上限值，如果巖土性能較差，可以去下限值。一般情況下，微型樁垂直與滑坡主軸方向的間距在1～2m 最佳[6]。

微型樁前后排位置的不同，其受到的推力作用也有很大的差距，前排受力較大，向后逐漸減小。微型樁的抗剪切能力主要來自于樁體的鋼筋，且與鋼筋數(shù)量息息相關。而鋼筋設置數(shù)量與微型樁排數(shù)具有直接的關聯(lián)性。排數(shù)越多，其最前排和最后排的推力分配系數(shù)呈變大趨勢。要結合具體情況，對排數(shù)進行合理控制，確保其抗滑效果達到最佳。一般情況下，結合實際需求，對微型樁布樁方式進行合理控制，通常排數(shù)以3～5 排為宜，實際情況來看，選擇加密微型樁比增加排數(shù)可以獲得更佳的抗滑效果。

4 結語

綜上所述，隨著社會發(fā)展，工程項目越來越多，而滑坡現(xiàn)象對工程施工帶來極大的不利影響，需要采取有效措施對其進行科學治理。微型樁是一種新型的治理工藝技術，操作簡單，施工便利，成本不高，而且具有安全性、靈活性特點，對施工環(huán)境適應性較強，在滑坡治理工程中獲得了極大的應用優(yōu)勢，抗滑效果明顯，必將在滑坡治理工程建設中發(fā)揮更大的作用。