微型钢管桩在滑坡治理中的应用

微型钢管桩在滑坡治理中的应用

微型钢管桩在建筑基础加固工程中已得到广泛使用，而在地质灾害治理特别是滑坡治理工程中的应用在近几年才刚刚开始。2008年“5.12”汶川大地震后，作为重灾县之一的勉县，在滑坡治理工程中大量使用了微型钢管桩技术。通过对已完工的6处滑坡治理工程一年来的观测，滑坡体均处于稳定状态，达到了预期的治理效果。下面，本人以微型钢管桩技术在勉县镇川乡安咀村滑坡综合治理工程中的应用为例，谈一谈微型钢管桩在滑坡治理工程中的设计与施工。

一、工程概况

勉县安咀滑坡位于勉县镇川乡安咀村，滑坡主要由H1、H2两个小滑坡组成，分别位于安咀村1组与4组居民点后的斜坡上，且处于一道山梁相背的两面坡面上。H1滑坡位于山梁东侧，滑坡体宽约180m，长约100m，平均厚约4.0m。主滑方向315°，体积约12.93104m3，滑坡上、下缘高差约20.0m，属中型膨胀土滑坡，滑坡体上、下缘各有一口鱼塘；H2滑坡位于山梁西侧，滑坡体宽约210m，长约180m，平均厚约6.0m。主滑方向190°，体积约22.63104m3，下缘高差约35.0m，属中型膨胀土滑坡。该滑坡首次变形出现于1981年7月，滑坡后缘出现一条长20—50m、宽0.03m的裂缝，附近居民房屋变形严重，院内出现多处裂缝。2008年“5.12”地震致使该滑坡裂缝加宽，局部出现滑塌。该滑坡隐患威胁居民80户，人口550人、房屋350间。滑坡危害等级三级。

根据稳定性分析结果，H2在工况Ⅰ（自重）条件下处于稳定状

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态，在工况Ⅱ（自重+暴雨）条件下处于欠稳定状态，在工况Ⅲ（自重+地震）条件下处于不稳定状态；H1在工况Ⅰ条件下处于欠稳定—稳定状态，在工况Ⅱ条件下处于欠稳定—不稳定状态，在工况Ⅲ条件下处于不稳定状态，滑坡主因是受地下水影响所致。

根据本工程滑坡的成因分析及地貌特点，采取完善排水系统、设置支挡的综合治理措施。

排水系统为：以地下排水为主，地面排水为辅。地下排水采用排水盲沟排除土体内多余水分，H1区设置纵向排水盲沟1条，横向排水盲沟4条；H2区设置纵向排水盲沟1条，横向排水盲沟6条；两区排水盲沟均为树枝状分布，以纵向排水盲沟为干沟。地面排水主要是对梁顶两侧沿滑坡体上缘已有的两条灌溉渠道进行砌护，减小渠道渗漏，同时顺畅排除坡面雨水。对后缘的鱼塘进行回填处理。

支挡措施为： H1、H2区均采用微型钢管桩（以下简称微型桩）支挡，微型桩设置位置位于滑坡体下缘侧1/3处。H1区设置微型桩2段，总长度 m，H2区设置微型桩2段，总长度 m。

本工程于2009年6月26日开工，2009年12月20日竣工。经一年多来的观测，该滑坡体已基本稳定。

二、微型桩设计 1、设计参数的确定

a、暴雨强度：根据勉县气象水文资料，重现期20年时为30mm/h，重现期50年时为35mm/h。

b、本地区地震加速度为0.1g，地震动反应谱特征周期为0.4s，

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基本地震烈度Ⅶ度。

c、根据规范，计算滑坡推力时的安全系数为：工况Ⅰ：K=1.15，工况Ⅱ、Ⅲ：K=1.05。

d、根据《滑坡治理工程设计与施工技术规范》（DZT0219-2004），微型桩设计抗剪断安全系数Rs=1.7～2.0，本工程取1.7；校核抗剪断安全系数Rj=1.2～,1.5，本工程取1.2。

2、力学计算

根据《勉县镇川乡安咀村滑坡勘察报告》，经计算，H1区代表断面微型桩设置处在工况Ⅱ条件下滑坡最大推力的水平分力为Fx12 =255.16KN/m，工况Ⅲ条件下滑坡最大推力的水平分力Fx13 =357.22KN/m；H2区代表断面微型桩设置处在工况Ⅱ条件下滑坡最大推力的水平分力为Fx22 =337.36KN/m，工况Ⅲ条件下滑坡最大推力的水平分力Fx23 =472.3KN/m。

根据《滑坡治理工程设计与施工技术规范》（DZT0219-2004）要求，不考虑注浆加固后复合土体的作用，按最不利原则考虑滑坡推力由钢管全部承担，按工况Ⅱ计算微型桩钢管设计截面面积，计算公式如下：

A= Rs2Fx2 /（1000[τ] ) 式中：Rs——抗剪断设计安全系数 [τ]——钢管抗剪强度（125 MPa） A——钢管截面积（m2/m）

Fx2——设计工况滑坡推力的水平分力（KN/m）

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经计算，H1区微型桩钢管截面面积为34.7 cm2，H2区微型桩钢管截面面积为45.88 cm2。

3、微型桩布置

根据力学计算和《地堪报告》并结合现场条件， H1区微型桩设置2排，梅花形布置，桩距、排距均为1.0m，微型桩孔径200mm，内插钢管为1D10237mm无缝钢管，桩长6.0m，单根钢管截面积20.89cm2，钢管总截面面积41.78cm2/m；H2区微型桩设置3排，梅花形布置，桩距、排距均为1.0m，微型桩孔径200mm，内插钢管为1D10236mm无缝钢管，桩长9.0m，单根钢管截面积18.1cm2，钢管总截面面积54.3cm2/m。为保持微型桩带与滑坡主滑方向垂直，根据地形和滑坡主滑方向的变化，H1区微型桩分为2段，其中A-B段长 52.0m，C-D段长77.0m，共设置微型桩256根；H2区微型桩分为2段，其中E-F段长79m，G-H段长81m，共设置微型桩480根。微型桩孔内注入M25水泥净浆，水灰比0.45:1，注浆压力0.5—3.0MPa。桩顶设置3003300mm钢筋混凝土冠梁，为保护环境其上铺设30cm厚素土，满足耕种需要。

4、抗剪断安全校核：

根据《滑坡治理工程设计与施工技术规范》（DZT0219-2004）要求，按工况Ⅲ校核抗剪断安全系数，计算公式如下：

Rj=(1000n [τ]A)/Fx3

式中：Rj——抗剪断校核安全系数 n——每米微型桩数量

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[τ]——钢管抗剪强度（125 MPa） A——钢管截面积（m2/m）

Fx3——校核工况下滑坡推力的水平分力（KN/m） 经计算，H1区微型桩抗剪断校核安全系数1.46＞1.2，H3区微型桩抗剪断校核安全系数1.43＞1.2，均满足规范要求。

三、微型桩施工

微型桩施工工艺流程为：场地平整——测量放线——成孔——钢管安装——注浆——冠梁浇筑——回填。

1、成孔工艺及机型选择

根据设计要求及施工现场条件，本工程采用机械成孔。成孔选用100型地质钻机为主要设备，采用螺旋钻和岩芯管配套使用以保证工程进度。

2、场地平整

由于微型桩位于坡面上，且为带状分布，场地表面起伏较大，给桩顶高程控制带来不便，且不利于冠梁施工，故在控制测量的基础上，对施工场地进行了平整，带状宽度方向内、外侧高差≤5.0cm，长度方向消除陡坎和急变坡，做到表面平整，坡度顺畅。

3、放线

根据设计图提供的桩位平面图和坐标，用全站仪测放微型桩轴线点（特征点）。轴线点（特征点）订木桩用水泥砂浆固定，作为桩定位和校核的基准点。中间桩位用花杆和钢尺测放，用φ20钢筋打孔填白灰灌实标记。测量放线的精度要求为轴线偏差±10mm。桩位偏

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