小直径钢管排桩在滑坡治理中的应用与研究

加应 力甚 微 ， 工 时 对原 有 基 础 影 响 小 ， 干 扰构 造 施 不
物 的正常使 用 ； 邻近 建筑 物没 有 不利 影 响 ， 在小 对 可
面积 现场 进行 非 常密 集 的打 桩施 工 ； 工 噪音 小 ， 施 非
常适 合在 城市 居 民集 中的地 带施 工 。 （ ）小直 径 钢 管桩 可 以 在地 质 条 件 非 常复 杂 的 ５
担， 而是桩土复合结构共 同承担 ， 类似于挡土墙 的工
作 原理 ， 承 受 较 大 弯 矩 和 剪 力 ， 着 抗 滑 挡 墙 的 可 起
作用 。 从众 多试 验结 果看 出 ， 当联 系梁 的刚度 相对 于钢
管桩 的刚度足 够 大 时 ， 钢管 桩 顶 部 由于联 系 的作 用 ，
下特 点 。 （ ）钢管 桩 与钢管 桩之 间 、 １ 钢管 桩 与岩 层 之 间能
个 较坚 固的抗 滑整体 。 小 直径 钢管 桩体 系 和桩 间土 体形 成桩一 土复合 结
２２ 小 直径钢 管桩 的钢 管加 固机 理概 述 ． 构 ， 复合 结构 共 同承受 滑坡 推力 的作用 。受 力模 型 该 类似 于钢 筋 混 凝 土 结 构 体 系 ， 间 岩 土体 代 表 ？凝 桩 昆
（）挤 密 加 固 作 用 。通 过 水 泥 浆 体 的充 填 、 ２ 挤
２ 小 直 径 钢 管 排 桩 加 固机 理 分 析
小 直径 钢管桩 是 一 种 将 注浆 方 法 与 小 直 径 桩方
密， 使岩土体密度加大 ， 孔隙减少 ， 渗透系数减小 ， 从 而减 少地 表水 的渗 入 ， 高 滑体 的稳定 性＿ 。 提 ３ ］
进 行 ｌ研 究 。 『 关 键 词 ： 直 径 钢 管 排 桩 ； 滑 桩 ； 坡 治 理 小 抗 滑
中图分类号 ： １ ． ＿ Ｕ４ ３ １ Ｕ４ ６ １ Ｔ ７ ．
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： ６３５ ８ （０ １ ０ ６ ００ １７ ７ １ ２ １ ）５０ ７—４
０ 引
统 桩 的施 工 ， 小直 径钢 管桩 在这 种地 质条件 较 差 的地 基 上施 工有 不可替 代 的优势 。此 外 ， 由于传统 桩 中的
注 浆混合 物要 采用 承受 荷 载 ， 凝 土 是 不二 选 择 ， 混 而
作用。
（）增 阻作 用 。浆 液 凝 固时具 有 粘 聚性 和 吸水 １ 性 ， 滑 体和 不动 体 粘 聚形 成 一 个 扩散 状 的复 合 体 ， 将 使 滑带 土 的性 质得 到改 善 ， 提高 ｃ 值 ， 大 摩 阻力 ， 、 增
收 稿 日期 ：０ Ｏ 一８ ２ ¨ ７（ ）
质钻机 甚 至是 手摇 钻 就 能 成 孔 。在 施 工 条 件 受 到 限 制， 以至 于传统 桩 的施 工 设 备 无 法展 开 的情 况 下 （ 如
桥 面下净 空 面积 很 小 时 ， 者 施 工 场 地 在 偏 远 地 区 或 时 ） 钢管 桩施 工非 常方便 。 ， （ ）桩孔 孔径 小 ， ４ 因而 对基 础 和地 基 土产 生 的 附
斜布 成桩 ， 可成排 布置 或交 叉成 网状 布置 。网状 布 也 置 的小 直 径钢 管桩 群桩体 系具 有较 好 的承载 能力 ， 群
桩中的单桩可以承受拉应力 、 压应力、 剪力和弯曲应 力 ， 可 以单独 使 用或 与其 它支挡 工程 如锚 杆 等配合 也
使用 。 （ ）施工 迅 速 安 全 ， 工 机 具 小 轻 ， 普 通 的地 ３ 施 用
型 支挡 结 构 一
言
小直径钢 管桩应用于 滑坡处治 、 边
应用 于滑 坡处 理 ， 它集 中 了钢 管桩 和小 直径 钢管 桩两 种桩 型各 自的优点 ， 主要 应 用 于 边 坡 工程 、 坑 支护 基
工程 、 基础加 固工程 等 。 桩
本 文 以西南 地 区某 高 速 公 路 工 程 为 依 托 ， 新 将
土， 而钢管桩则代表混凝土 中的钢筋 ， 结构类似于 该 挡土墙 结 构 。利 用 钢 管 的抗 剪 、 拉 、 压 及 其 桩 间 抗 抗 土的组合效应 ， 以有 效的阻止滑体沿结构 面的滑 可
动。在桩一 土复合结构 中， 钢管桩形成 了空间框架结
构 ， 框架 结构 具有 较 大 的 刚度 和强 度 ， 桩 间 土体 该 对
环境 下施 工 ， 如在 卵石 和漂石 地基 上 ； 软黏 土地基 、 流
沙地基 以及地 下水 位 相 对较 高 的地 基 上 都 不 利 于传
作者简介 ： 米志健（ ９ ４ ， ， １ ７ 一） 男 湖南邵阳人 ， 武警 交通第 六支队工程师 ６０ 《 ７ 工程与建设》 ２ １ ０ １年第 ２ ５卷第 ５期
（）抗滑 作 用 。加 固桩 周 围和 桩 间 的岩 土体 ， ３ 提 高 了岩 土体 的侧 向抗力 ； 同时 ， 过注浆 ， 固钢 管周 通 加 围的滑坡 体 、 滑动 带及 滑 床 下 的稳定 岩 土 体 ， 小 直 使 径 钢管 桩及其 周 围 的滑 体 、 滑带及 滑床 下 的岩土 形成
内压入 水泥 砂浆 。水 泥 砂 将 通 过 钢管 上 的溢 浆 孑 或 Ｌ 钢 管底 部 的预 留孔 隙向钢 管外 翻浆 ， 管外水 泥 砂浆在 压 力作 用下 向周 围 土体 渗 透 ， 通 过 挤 压 、 裂 和 固 再 劈 化 等方 式 ， 桩周 一 定 范 围 内 的土 体 得 到 加 固 ， 形 使 并 成 钢管 ＋水 泥砂 浆 土复 合 体 ， 而 改 善 其 力 学性 质 ， 从 达 到 提 高 抗 滑 能 力 的 目的 ， 种 注 浆 主 要 有 ３个 这
独 立 布置 的小直 径钢 管排 桩桩 顶是 自由的 ， 其桩
整体 ， 高 了滑 坡局 部不 稳定 土层 的稳 定性 。 提
（ ）可 以有 效 控 制 坡 面 上 拉 裂缝 的形 成 、 展 ， ３ 开 对 于减 小拉 裂缝 中充填 水 对 边 坡 稳定 性 的不 利 影 响 有积极 作 用 。 （ ）可 以起 到 坡 面 防 护 的 作 用 。而 且 联 系 梁 的 ４
小 直 径 钢 管 排 桩 在 滑 坡 治 理 中 的应 用 与 研 究
米 志健
（ 武警பைடு நூலகம்通第 六支队 ， 安徽 合肥
摘
２０４ ） ３ ０ １
要： 小直径钢管桩是一种新型 的支挡结构 ， 它集 中了钢管桩和小直径钢管桩两种桩型各 自的优点 。这种新 型桩近年来 已由单
纯 的抢险 、 救灾 、 应急的工程措施逐渐扩展到滑坡治理 、 路堤加固等工程 ， 该文对小直径钢管排桩作为抗滑桩在 滑坡治理 中的应用
内高压灌 注 水泥 砂 浆 。滑 坡 治 理 中多 在其 顶 部 用 刚 性联 系 梁将 其牢 固 连 接 ， 成 一个 超 静 定 框 架 结 构 ， 形 成 为排 桩与 桩周 的改 良土 体共 同起 到抗 滑作 用 ｌ 。 ＿ １ ］
小 直径 钢管抗 滑排 桩 是 由 直径 小 于 ３ ０ｍｍ 的 ０ 钻孔 桩 与桩 问和 桩周 的岩 土体 共 同构成 的 ， 而不 是简 单地 把 岩土体 看 作 荷 载 的 支挡 措 施 。它侧 重 于对 地 质体 的改造 和与 地 质体 的有 利 组 合 去 适 应 不 良工 程 地 质环 境 ， 消除或 大 幅度 削弱 致灾地 质作 用 。这 便是 它 和普 通 抗 滑 桩 以及 一 般 “ 型 桩 群 ”的 实 质 性 微 别 ］ 。 １２ 小 直径 钢 管排桩 的特 点 ． 小 直径 钢 管 桩 是 在小 型 钻 孔 中， 插入 钢 管 ， 进 再 行压 力 注浆 或灌 注 混凝 土 ， 成 钢 管混 凝 土 钻 孔 桩 。 形
小直 径钢 管排 桩作 为抗 滑桩 用 来 替 代 传统 桩 承
坡 支 挡 工 程 ， 实 为 工 程 实 际 服 务 。 通 过 此 项 研 切 究 ， 安 全 、 济 、 时 地 处 治 滑 坡 基 础 上 ， 促 进 在 经 及 可
该 新 型结 构 的广 泛 推 广 ， 以期 获 得 良好 的 经 济 效 益 和 社会 效 益 。
顶 没有 弯矩 和剪 力 ， 身 刚 度 较 小 、 桩 弯矩 较 大 。而排 桩 结构 桩顶 用联 系梁 刚接 为一个 整 体 ， 成空 间框架 形 结构 ， 有效 提高 了钢管 桩抗 弯 刚度 。在滑坡 推力 的作
体 积较 小 ， 有利 于施作 植被 护坡 。
２ １ 小直 径钢 管排 桩注 浆加 固机理 概 述 ． 小 直径 钢管 桩采 用预 成孔插 管 压浆 法施 工 ， 先 首 要 钻孔 ， 孔后将 钢 管 放 入钻 孑 内居 中 ， 后 向钢 管 成 Ｌ 然
从 而改 善 了滑面处 岩土 体 的抗滑作 用 。
在 小直 径钢 管桩 中 ， 载几 乎 全 部 由钢 筋 承 受 ， 以 荷 所
注 浆混合 物 的设计 灵 活 ， 因此在 地质 条件 非常 恶劣 的
情 况下 ， 以设计 出能 够抵 抗地 下水 或基础 土 壤侵蚀 可 的注浆 混合 物来保 护 钢筋 。
用下， 系梁会使桩顶产生负弯矩并使弯矩沿桩身重 联
新 分配 ， 身 的最大 弯矩会 减小 。 桩 小 直径 钢管 排桩 为多排 设置 ， 用联 系梁 将桩 顶相 互 连接 起来 ， 形成 空 间 刚架 体 系 ， 样 整 个 排 桩体 系 这 和 桩 间岩土体 形成 一个 整体 工作 ， 载不单 独 由桩承 荷
够更 加 紧密 的联系 在 一 起 ， 成 共 同工 作 的体 系 ， 形 桩 与桩 之 间的相互 作 用 得 到 加 强 ， 顶变 形 得 到 控 制 ， 桩 可 以改善 钢管桩 的受力状 态 ， 充分 发挥 每一根 桩 的工 作潜 力 。
（ ）联 系梁把 桩顶 联系起 来 ， 空 间上 形 成一 个 ２ 在
ｌ 小 直 径 钢 管 排 桩 的定 义 及 特点
ｉ １ 小 直径 钢管 桩 的定义 ． 小 直径 钢 管 桩 属 于微 型 桩 （ ｃｏｐｌ） 的 一 ｍｉ — ｉ 中 ｒ ｅ 种 。利 用人 工预 成孔 插 入 或 轻 型 机 械 打入 带孔 的小 直径 空 心钢 管 ， 在 平 面 上 布 设 成一 定 形 状 ， 向管 并 再
受荷 载 ， 时候 能完 成 传 统 桩 无 法 完成 的任 务 ， 是 有 这
由微 型桩 的特 点所 决定 的 。总体来 说 ， 小直 径钢 管桩
与传 统 的抗滑 结构 相 比 ， 具有 以下 特 点 。
（ ）比等 直径 的普 通抗 滑桩 抗弯 强度 高 。 １
（ ）布桩 形 式 灵 活 多 变 。可根 据 需 要 或 垂 直 或 ２
的变形起到了约束作用 ， 使桩和土形成一个整体共同 承担外 部荷 载 。这 样 ， 土 都起 到 了承 担 荷 载 、 桩 应力 传递和扩散 的作用 。通过桩体的应力扩散作用， 将不 稳定滑体中的应力传递到稳定的岩土体中， 从而起到 稳 定边 坡 的作用 Ｌ ］ ４。
２３ 小直 径钢 管排 桩联 系梁 作用 分析 ．
一
法联 合使 用 的技术 ， 即把小 直径 桩与 注浆体 结合 在一 起， 其最 大特 点是 将滑 坡 中的一 部分 滑动 体加 固成抗 滑体 来达 到对 滑坡 治 理 的 目的。从 上 面 的分 析 可 以 看 出 ， 根小 直径 钢 管桩 虽 然 有 一 定 的抗 剪 能 力 ， 单 但 其抗 弯 能力较 差 ， 以即使 承担很 小 的滑坡 推力 也会 所 产生 很大 的位 移 。但 是 当 布置 两排 或 者 更 多 排 钢管 桩， 并把 它们 用联 系 梁连 接 到 一 起 的 时候 ， 就会 形 成 各排 桩协 同工 作 的空 间排 架结 构 ， 成群 桩 效 应 ， 行 同 时提 高 了抗滑 能力 。与 独立 布 置 小 直 径 桩 体 系 的加 固方 式相 比 ， 这种 空 间刚架 小直径 桩结 构体 系具 有 以