微型钢管抗滑桩在某高速公路边坡中的应用

微型钢管抗滑桩在某高速公路边坡中的应用

【摘要】：微型抗滑桩作为一种新型的支挡结构，具有自身独特的优势，已被广泛应用于岩土工程实践中。本文简要介绍了微型抗滑桩的特点，分析了抗滑机理。结合丽水某高速公路边坡微型钢管抗滑桩工程实例，重点对其施工工艺进行了论述，并通过与传统人工挖孔桩施工的对比分析，指出了微型钢管抗滑桩在安全、工期等方面具有的优势，是以后抗滑桩施工的发展方向。

【关键词】：抗滑桩微型桩气动潜孔锤

1、引言

抗滑桩是滑坡治理施工中最常用的抗滑结构之一，由于桩孔断面大，一般都大于1.25m，无法用普通钻孔机械进行桩孔施工，只有采用人工开挖。抗滑桩施工中如果遇到坚硬岩石，靠传统人工施工非常困难，很难满足施工工期要求。滑坡治理工程施工中一般都不允许使用炸药进行爆破开挖，以免爆破产生的强烈震动及冲击波等影响滑坡稳定性及周边建筑物、构筑物的安全。

微型桩，又称树根桩或迷你桩，一般指桩径在70~300mm，长径比较大（一般大于30），采用钻孔、强配筋和压力注浆工艺施工的灌注桩。微型钢管桩是在小型钻孔中，下入钢管，再进行压力注浆，形成钢管灌注钻孔桩。微型钢管桩是将钢管桩与微型桩技术结合起来的一种新型抗滑措施，集中了钢管桩与微型桩的优点，近年来主要用于边坡工程、基坑支护工程、桩基础加固工程等。

2、微型钢管抗滑桩机理分析

微型钢管桩作为抗滑桩用于边坡加固工程时有以下特点：

⑴.钢管及周围的水泥浆体形成的微型桩，密布在滑体上，并嵌入潜在滑面以下的稳定土（岩）层足够深度，从而对滑体产生支挡作用，提高抗滑力。微型桩一般竖向或近似竖向设置，与岩层面（潜在滑动面）夹角较小，可以承受较大剪切力和弯曲。

⑵.微型钢管抗滑桩不仅对滑坡体具有抗滑作用，而且微型钢管抗滑群桩能够加固桩周及桩间土体。在横向力作用下，由于桩土之间的摩擦，粘聚力等原因，

在钢管桩内产生了抗拉应力增量，同时在土体中产生了相应的压应力增量，导致

土体的抗剪强度增加。

⑶.可以将多排微型钢管桩与桩周被加固土体看作是一种新的宏观上连续的

桩土复合体，分析发现该桩土复合体具有硬化特征，其整体的抗剪强度得到大的

提高。

⑷.微型钢管抗滑桩一般是成排布置，主要有独立成单排布置和呈平面或空

间刚架体系布置。根据微型钢管桩在边坡治理工程中布置方式的不同，微型钢管

抗滑桩所起到的作用也不用。若独立成单排布置，桩与桩之间的间隔较大，荷载

主要由桩承担，故微型钢管抗滑桩的作用相当于常规桩。若微型钢管抗滑桩作为

多排群桩的形式布置，桩与桩之Array间的间隔较窄，且桩顶用联系梁

相互连接起来，则荷载由桩土复

合结构共同承担，微型钢管抗滑

桩及其周围的岩土体共同形成了

一个复合型挡土墙，起着抗滑挡

墙的作用。

如图2-1所示：微型钢管抗

滑群桩呈网状密布在滑坡体上，

在桩后的横向滑坡推力作用下，

对桩间和临近土体具有改造和加固作用，从而使土体的强度得到提高。

3、工程实例

3.1、工程概况

丽水某高速公路段边坡治理工程，边坡地表以下12m为中风化片麻岩，以

中风化片麻岩为滑动面，上部为滑坡体，中风化片麻岩层为滑坡床。若使用传统

的人工挖孔施工，则挖深较深，安全性难以保证，同时施工周期较长。为保证安

全性和工期，最终设计采用120根微型钢管抗滑桩进行加固。如上所述，该桩型

结合了钢管桩与微型桩的优势，采用钻孔机械进行片麻岩地层坚石、特坚石的抗

滑桩施工作业，可以在无爆破震动、无冲击波、无飞石等条件下破碎岩石，具有

非常高的安全性和工作效率，同时兼具钢管桩的抗剪抗弯性能，抗滑效果非常显著。

微型钢管抗滑桩呈双排梅花型布置，桩径150mm，桩间距600mm，各桩嵌入中风化片麻岩。以基岩（中风化片麻岩）面以上为受荷段，以下为嵌固段，桩型的设计参数见表3-1。

表3-1：抗滑桩参数表

3.2、施工机具的选择

本工程采用气动潜孔锤作为施工机具。气动潜孔锤是以压缩空气为功力的一种风动冲击工具。它所产生的冲击功和冲击频率可以直接传给钻头，然后再通过钻机和钻杆的回转驱动，形成对岩石的脉动破碎能力，同时利用潜孔锤排出的压缩空气，将破碎后的岩石颗粒排出孔外，从而实现了孔底冲击回转钻进清孔的目的。机械设备配备详见表3-2。

表3-2：机械设备配备表

3.3、施工方法

⑴.施工准备

①根据设计的桩位图，按施工顺序将桩逐一编号，依桩号对应的轴线，按尺寸要求施放桩位。

②施工放样应在施工场地调整平整后进行，桩位采用全站仪放样。根据原始确认坐标点，测放桩位点，施工轴线必须严格按设计坐标点引测，并经多次复核后确认。施工现场轴线控制点位置应设在不受打桩作业影响的地方，并加以保护。桩位放样允许误差<10mm，设置桩点用0.5米钢筋头打入地坪，外露0.1米，并在打桩前进行复核。

⑵.冲钻成孔

空气潜孔锤的钻机型号为KS-100；空气压缩机型号为MAM-880，公称容积流量10m3，额定排气压力0.9Mpa，可以满足凿岩、排渣清孔的需要。钻孔产生的渣由潜孔锤排渣孔排出。

先启动空气压缩机，当气压达到0.9Mpa压力时，潜孔锤形成随旋转振动，开动钻机内外动力头进行冲钻。为防止偏孔，开孔时要采取慢速冲击。

①冲钻过程中采用匀速慢进，遇阻力大时

潜孔锤向上提升，提升距离约0.30-0.50米，再

次随旋转振动冲击进尺，孔深钻至5.00-8.00米，

上下提升钻杆彻底排除钻渣一次，钻至孔深钻

至10.00米进行第二次排除钻渣，孔深达到设

计要求后，采用空压机气压达到0.9Mpa压力清

孔2-3分钟，提升钻杆排除钻渣。

②钻进参数：MAM-880空压机，钻进过程

中为0.9Mpa气压，钻进过程中应保持机架的稳

定；按设计要求桩端进入中风化片麻岩4米，

潜孔锤进入岩石层时，从钻机钻进的转动声音

以及上返的钻渣可直观地判断，所以入岩深度

便于控制。

孔深及孔底沉渣经检验符合要求后终孔。

⑶.清孔

钻孔达到设计孔深后潜孔锤孔底通过气压清孔2-3分钟随钻杆提升排除沉渣，经检测沉渣厚度≤50mm，满足设计要求后停止。当检测沉渣厚度>50mm时，应将潜孔锤再次下入孔内进行第二次请孔，直到满足实际要求。

⑷.钢管制作与吊装

钢管采用现场加工，钢管底端预留10cm

垫环，以利于砂浆注入。钢管吊装由潜孔钻

机配套的微型吊臂负责。

⑸.砂浆灌注