微型钢管桩在边坡治理中的应用论文_王晓明,郑玉彬

浙江省第七地质大队 浙江丽水 323000

摘要:微型钢管桩具有桩位布置灵活和经济环保、场地适应性强的特点,对岩土体的扰动性小,微型钢管桩具有防滑的作用,近年来微型钢管桩在路堤边坡和基坑、滑坡等抢险救灾的工程治理中得到广泛的应用,坡体的稳定性差,微型钢管桩具有传统支挡所不具备的实施条件,通过对三排和两排的钢管桩适用条件进行界定,提出了微型钢管桩在边坡治理应用中的具体内容和设计步骤,使微型钢管桩在边坡的治理中得到广泛的应用。

关键词:微型钢管桩;边坡治理;应用

把注浆体和钢管桩结合起来使用的技术就是微型钢管桩,微型钢管桩采用压力灌注的方式把水泥浆通过微型钢管桩向周围的土体进行渗透,把水泥浆和土体充分的混合,使钢管周围的土体内摩擦角和土体黏聚力得到提高,从而使微型钢管桩加固周围岩土体的抗剪力度得到提升,微型钢管桩的布置形式主要有网状结构的斜桩和不同排列方式的直桩,在不同的地质状况和不同的施工条件下,选择性的使用微型钢管桩。

一、微型钢管桩的抗滑机制原理

微型钢管桩具有沉降量小、承载力高、施工噪音和施工场地小的特点,再加之微型钢管桩有很强的抗滑能力,在边坡的治理中得到广泛的应用,下面我们来探讨一下微型钢管桩的抗滑机制原理。

(一)微型钢管桩成排布置

大多数的微型钢管桩成排布置,呈现出空间钢架和平面钢架体系的特点,使微型钢管桩之间的间距较小,集中在边坡的滑体上,在滑面以下足够深的稳定岩土层内得以潜伏,也可以把它看作是网状结构的树根桩模式,在这种模式中,用连梁链接桩顶,用桩土混合的形式来共同承受荷载,复合型结构的挡土墙由周围的岩体和微型钢管桩共同组成,用于边坡的治理,承受较高强度的弯矩以及剪力,起到挡墙抗滑的作用。

(二)减少微型钢管桩之间的缝隙间隔

微型钢管桩在使用的时候,桩与桩之间可能存在间隙的问题,导致抗滑桩之间的土体及其容易发生变形,使泥土从微型钢管桩之间流出,对于这类问题的解决,要在微型钢管桩之间设置挡板,在使用微型钢管桩进行坡形治理和加固时,要使用梅花形且其间距小的布局方式,结合微型钢管桩的压力注浆模式,防止加固区域泥土流失现象的发生。

(三)微型钢管桩的网络状分布模式

如图一所示,在滑坡体中,微型钢管桩呈网络状分布的形式,横向的滑坡对微型钢管桩具有推力的作用,能够改造和加固微型钢管桩之间以及和邻近土体之间的凝固力,提高土体之间的强度,起到治理滑坡、加固边坡的作用,当微型钢管桩之间的距离较小时,就形成了网状结构树根桩的模式,可以把这个模式看作是微型钢管桩在土体中修筑的三维模式结构[1],根据受力分析学解释,就是把微型钢管桩和泥土混合在一起,形成重力式的挡土墙结构,使微型钢管桩在泥土中起到加固的作用,使周围土体的刚度发生变化,减少微型钢管桩的变形,提高微型钢管桩的使用效率。

二、微型钢管桩在边坡治理中的应用状况

(一)微型钢管桩如何起到治理边坡的作用

对于边坡工程的治理而言,边坡内如果有滑坡存在时,微型钢管桩主要起到抗滑的作用,在这种结构下,微型钢管桩主要承受滑坡的推力,如果坡体内没有滑面存在,微型钢管桩在坡体内主要起到支挡的作用,加固和支挡边坡的结构,

在这种结构下,微型钢管桩主要承受滑坡的推力和土压力,具体的荷载数据用现有的理论和方法加以核算。

微型钢管桩主要依靠钢管桩前的土体和钢管桩与周身岩土的复合体来共同作用于边坡加固,起到共同抗滑的目的,微型钢管桩受自身空间体系的约束,在三向应力的调整下,强化内部土体的应力,提高桩土之间的强度,在微型钢管桩的受力过程中,水平荷载的作用最为明显,水平荷载力使桩间土体之间具有土拱效应,土拱效应不仅可以使排架范围内的土体得到约束,而且还可以传载荷载,提高微型钢管桩之间的稳定性,强化复合结构的承受力,微型钢管桩的压力注浆模式可以使微型钢管桩的钢管柱刚度得以增大,使微型钢管桩之间的土体得以固化,使土体的性质得以改善,提高桩土复合结构的承受力。

(二)微型钢管桩治理边坡时的适用条件

微型钢管桩在边坡的治理中也存在一定的缺点,不是所有的边坡治理都能使用微型钢管桩,微型钢管桩在边坡的治理中具有一定的使用条件,通过大量的可靠数据表明,当地下水不丰富,当滑体为块石土堆积体、硬粘土和混合土,并且中小型的滑坡处于静止状态或者蠕滑状态时[2],才能使用微型钢管桩进行边坡的加固。

在具体的施工过程当中,一般采用多排布置或者两排布置的形式,如果采用两排布置的方式,土压力和滑坡的推力就有一定的限制,T不能超过300kN/m,如果微型钢管桩采用三排布置的形式,T不能超过400kN/m,当T超过400kN/m时,就必须采用抗滑桩或者其他效益好、安全性高的支挡结构。微型钢管桩的排桩的桩位也有一定的限制,比如在滑坡的断面上,应设在地基较高、滑坡体较强的地段,滑体的方向和排桩轴线的走向垂直呈现出折线形或者直线形。微型钢管桩在滑体中的设置应该考虑到安全和稳定性的因素,提高滑坡的治理能力。

三、微型钢管桩在边坡治理过程中的具体步骤和内容

微型钢管桩在边坡加固的过程当中,应该充分的考虑到资金状况,在微型钢管桩的截面尺寸和桩间距,以及桩长和排桩的平面布局上都应该仔细确量,具体有一下几个步骤:一是根据边坡的地形和地质特点以及施工的条件,确定微型钢管桩的排列位置和范围,二是根据地质的勘查报告,计算滑动带土或者带岩体的抗剪性强度,还可以计算滑坡和边坡的纵剖面,从而推算出滑坡的推力,根据微型钢管桩的使用条件和周围地质的状况,确定微型钢管桩的前面是否施加边坡的支撑抗力。三是计算微型钢管桩的铺固深度,以此来拟定桩长,除此以外还应计算出微型钢管桩的排数和确定微型钢管桩的材料,四是要根据相关的数据计算出确切的结果,并且绘制出相应的设计效果图[3]。

微型钢管桩在边坡加固以后还需进行稳定性的评价,在实际的操作当中,微型钢管桩和土的参数大都参考本国的具体实践经验,没有形成完整的理论体系,因此对土和微型钢管桩之间的相同作用特性尚未作出精确的分析,微型钢管桩的设计主要受两方面的影响,一是微型钢管桩与土之间的作用和联系,二是微型钢管桩和微型钢管桩之间的作用和联系,由于国内外技术的限制,没有一套完整的方法来模拟微型钢管桩在加固边坡中的具体操作方法和产生的作用,因此不利于微型钢管桩的设计和稳定性分析,只能根据不同的工程对微型钢管桩进行不同的布置方式。除此以外,对边坡的治理还应采用类比的方法和安全系数法进行边坡的稳定性测试,以提高微型钢管桩的使用效率,能更好的治理边坡,增加边坡的稳定性。

结语:微型钢管桩作为支挡的结构,运用到滑坡和边坡的治理当中,微型钢管桩的使用具有一定的限制条件,微型钢管桩的桩的桩长一般不超过30m,直径一般控制在90mm到300mm之间,设计人员应该依据边坡和滑坡的具体情况来确定微型钢管桩的具体排列方式,界定微型钢管桩的主要使用条件,完善设计的主要内容,在微型钢管桩对边坡和滑坡进行加固后,根据相关的数据进行边坡稳定性的测试,提高边坡的稳定性。

参考文献:

[1]朱宝龙,陈强,巫锡勇. 微型桩群加固边坡受力特性离心模型试验研究[J]. 四川大学学报(工程科学版),2012,02:1-8.

[2]余丽,扶名福,张田,涂斌. 含地裂缝岩质边坡采用微型钢管桩加固效果分析[J]. 铁道建筑,2013,05:119-121.

[3]张峰,尹改梅. 微型钢管桩在高填方基坑边坡支护中的应用[J]. 山西建筑,2013,28:54-56.

论文作者:王晓明,郑玉彬

论文发表刊物:《基层建设》2015年32期

论文发表时间:2016/10/21

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