微型桩挡墙在填方边坡治理工程中的应用

微型桩挡墙在填方边坡治理工程中的应用

作者：王祥任

来源：《科技视界》2015年第08期

【摘 要】在对填方边坡进行治理时，探讨微型桩挡墙治理方案，通过一处工程实例，为类似工程治理提供借鉴与参考。 【关键词】填方边坡；微型桩；挡墙 0 引言

随着近年来基础建设工程的开展，回填土石方形成的填方边坡开始变的越来越多，通常在对填方边坡进行治理时，抗滑挡墙是比较常见的治理手段之一。但由于挡墙开挖基础较深（需嵌入稳定地层），不仅土石方工作量较大，而且开挖的基础容易引起失稳滑塌，容易对在基础施工的工作人员、机械造成伤害。微型桩挡墙是由微型桩群和挡墙构成的一种新型抗滑支挡型式，它既避免了抗滑挡墙基础埋深较深的缺点，又增加了挡墙的抗滑、抗倾覆能力，对于填方边坡具有很强的适用性。 1 微型桩 1.1 微型桩简介

微型桩系通过一定的方法在地基中先成孔，经清孔后，在孔中下入钢筋笼和注浆管，或再在孔中投入一定规格的石料或细石砼，再进行压力注浆所形成的直径Φ70～300mm的同径或异径的桩。20世纪40年代，微型桩由意大利F.lizzi首创，美国于50年代开始使用微型桩，我国于20世纪80年代开始研究使用，最早使用于房屋纠偏及地基加固工程，近年来发展十分迅速，广泛应用于建筑物增层及改造，地基不均匀沉降事故中的基础托换，岸（基坑）边及地下洞室土方建筑物的基础托换，输电线路、隧道洞口、基坑支护，抢险工程以及一些边坡工程。 1.2 常见微型桩的类型

近年来，用于加固工程中的常见微型桩类型如下： 图1 常见微型桩类型图 1.3 微型桩的特点

1.3.1 承载力高，抗剪能力也比较突出

以Ф140mm×5m单根微型桩为例，有资料显示：

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

地层为中砂，承载力可达到800kN 地层为土层，承载力可达到900kN 地层为岩层，承载力可达到2700kN

微型桩承受荷载的能力与地质情况以及微型桩结构有关。抗剪能力比较突出。 1.3.2 对原有基础影响小，沉降量小，适用性强

施工时，不干扰建筑物的正常使用。资料显示经微型桩处理之后，基础的一般沉降量为1-3mm。

1.3.3 施工场地需求小，开挖小，污染小

微型桩施工净尺寸：平面1.5×2.5m 、净空高度2.5-3m 施工过程中产生废弃物少，污染小。 1.3.4 施工工艺简单、可控，布置灵活 工艺：放线——成孔——制安——注浆

工序比较简单，工艺较成熟，做好关键质量点控制，质量可控。 1.3.5 施工速度快。

以微型桩设计参数为Ф150mm×9m为例，普通风动钻机单日钻进量约为150-200延米，施工速度快。

1.4 微型桩承载力计算 1.4.1 单桩承载力计算 Par=Up/K×∑qili

式中：Par——单桩容许承载力（kN）； Up——桩周长（m）；

qi——第i层土层极限摩擦力（kPa）；

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

li——第i层土层的桩长度（m）；

K——安全系数，一般可取2，对沉降有特殊要求的托换工程，可适当增大。 1.4.2 复合地基承载力的计算 fsp=[Rk+β（A-Ap）fsk]/A

式中：fsp——复合地基承载力（kPa）； A——单桩所占的单元加固面积（m2）； Ap——单桩断面积（m2）；

fsk——桩间土的承载力，一般可取天然地基承载力的1.1～1.3倍，砂性土和杂填土取高值，软弱土取低值；

β——桩间土承载力折减系数，桩端为软土时，β取0.6～1.0，桩端为硬土层时，β取0.1～0.5，若不考虑桩间土的作用时（按刚性桩计算），β取0。 1.4.3 抗剪能力 C=■·[τ]

式中：C——单桩抗剪力（kN）； As——钢筋横截面积（m2）； τ——钢筋抗剪屈服强度（kPa）。 图2 微型桩抗剪能力计算模型 图3 微型桩加固结构面的计算模型 tanξ=μ2ctg（θf+δ）

式中：RL——微型桩极限荷载（kN/m2）； N0——微型桩体抗拉屈服极限剪力（kN）； μ——微型桩在结构面的位移（m）；

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

θ——微型桩与结构面法线的夹角； δ——微型桩桩体位移与结构面的夹角； R——位移引起的微型桩桩体内的反力（kN）； ξ——反力R与桩体之间的夹角。 1.5 评估微型桩加固力的重要参数 （1）微型桩中钢筋横截面积； （2）钢材屈服极限； （3）微型桩的倾角； （4）结构面摩擦角； （5）结构面剪胀角； （6）岩土体强度等。 2 微型桩挡墙

微型桩挡墙是由微型桩群与挡墙组合构成，是一种新型的抗滑支挡结构型式。

挡墙砌体一般由混凝土（片石）筑成，微型桩群竖向设置，上部与挡墙砌体联结，下部通过钢筋束（钢管）和浆液锚固在稳定的地层中。

由于微型桩间距较密，之间有采用箍筋联结，另外在高压注浆的作用下与桩周岩土体形成一种复合加筋土体，既避免了一般抗滑挡墙截面较大、基础埋置较深、不便施工的缺点，又增强了挡墙的抗滑、抗倾覆能力以及地基的承载能力，减少了基坑开挖及墙身工作量，加之施工中对滑坡扰动小，对于填方边坡的治理具有很强的适用性。 3 工程项目实例 3.1 项目概况

某厂区原为一塬峁荒地，地貌单元属低山丘陵，因挖山填沟等场坪建设，在厂区一侧形成了高陡人工填方边坡，填方厚度8-10m。为确保项目建设安全及后续安全生产，对该填方边坡进行加固治理。

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

图4 某厂区西侧高边坡防护工程平面布置图 3.2 治理措施

原计划在滑坡前缘设置抗滑挡墙支挡，挡墙以上部分设二级边坡，坡高均为10m，两级坡之间设置4m宽的卸荷平台，坡面采取锚索（杆）框架梁、拱形骨架护坡进行加固治理。 由于抗滑挡墙截面尺寸大，基础埋置深，开挖挡墙基础降低了前缘土体的阻滑作用，如果施工队伍对分段施工执行不力，滑体将整体向前滑动，并牵引滑坡向侧缘及后缘发展。另外，潜在的滑动还对挡墙基础施工人员造成很大的安全隐患。所以，原抗滑挡墙方案付诸实施困难大，隐患多，需要进行优化设计。

优化后采用微型桩挡墙支挡，挡墙高1.5m，墙背垂直，胸坡1：0.35，顶宽0.8m，墙身预设泄水孔，孔后设砂卵石反滤层；挡墙基础采取微型桩群补强处理，挡土墙座落于微型桩承台之上。

微型桩桩径150mm，横向间距1.0m，纵向间距0.6m，孔内插入Φ60钢管，钢管外围均匀点焊3根Φ25螺纹钢筋，灌注M30水泥砂浆。桩顶由钢筋混凝土承台连结，连结承台15m为一段，其间设置伸缩缝，承台截面尺寸为0.4m×2.0m，采用C25混凝土现浇。外侧一排微型桩伸入桩顶承台0.4m，内侧两排微型桩伸出承台1.0m，浇筑于承台顶C20混凝土挡墙内。 图5 微型桩挡墙示意图

采用微型桩挡墙后，每延米土石方开挖量明显减少，同时由于微型桩采用机械施工，施工工艺成熟，施工进度得到很大提高，优化后的方案施工工期较原设计方案工期提前近一个月。 图6 某厂区西侧高边坡防护工程剖面图1 图7 某厂区西侧高边坡防护工程剖面图2 3.3 治理效果

2013年5月开始施工，6月施工完毕。施工过程中，滑坡体被迅速稳定，施工人员和机械的安全得到明显保证。治理工程完成近2年，治理效果良好。 4 新思路

自微型桩开始其工程应用起，工程技术人员就把其工作目标确定为不断的研究采用新技术、新方法，目前涌现出钢花管微型桩、锚拉式微型桩等新的微型桩型式。此外，预加载技术与重复劈裂注浆技术的出现，为微型桩的实践和应用提供了新的思路和方法。

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

[责任编辑：汤静]

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn