摘要:结合泉三高速公路K104+925~K105+094段高边坡滑坡的实际情况,根据微型桩在边坡病害处理中的的应用,简要介绍钢筋混凝土微型桩的作用原理,施工工艺及在工程实践中的应用。
关键词:边坡滑塌;钢筋混凝土微型桩;应用。
引言:
随着我国国民经济的发展,国家交通基础建设近年来发展较快,已建成或在建多条高速公路及铁路、客专等项目。在公路、铁路等建设过程中,特别是山区丘陵地区,需要进行边坡开挖,对于山体较高的一些地区,在边坡开挖后,对山体的挠动较大,破坏了山体的稳定性,在受到地表雨水的冲刷,或者地下水的侵蚀、推动,极易造成边坡的蠕滑,或者滑塌等地质灾害。边坡的防护,支挡结构在治理边坡的病害过程中起到了很大的作用。传统的病害处理措施,已然可以解决大部分的地质灾害,但是使用却受到一些条件的制约,然而微型桩作为一种新型支挡结构,也逐渐开始应用于边坡的滑坡处理中。本文在以下将介绍钢筋混凝土微型桩的作用原理,施工工艺及在工程实践中的应用。
一、微型桩作用原理
微型桩在边坡整治过程中,单桩并无任何优势,它的优势是通过群桩的整体作用,微型桩并不直接承受外荷,而是由于桩周土体在自重或外荷发生变形或运动而受到影响,因而属于被动桩一类。由于微型桩桩身直径较小,因此抗滑稳定作用通过桩的组合来实现,其作用来自两个方面:①群桩的表面摩阻力,它将土体滑动面以上的部分土体通过桩之间的摩阻力,将滑动面以上的土体的重力传至滑动面以下,从而减少了滑动力;②群桩本身刚度提供的抗滑力,它直接阻止土体的滑动。微型桩属于钻孔就地灌注桩,水泥砂浆的渗透无疑提高桩周一定厚度地层的强度,桩与地层的粘结咬合十分紧密,在滑动面以上推力作用下,群桩可以把滑动面上的土体固结成一整体,使滑动面形成以整体,从而削弱土体的滑动力,同桩一起抗滑。微型桩的作用原理及功能要求设计应满足以下原则:①整个滑坡体具有足够的稳定性。②群桩桩身要有足够的强度和稳定性。桩的断面和配筋合理,能满足桩内应力和桩身变形的要求;③群桩桩周的地基抗力和滑体的变形都在容许范围内;④微型桩的间距、尺寸、埋深等都比较适当,保证安全,方便施工,并使工程量最省。
微型桩的平面位置和间距一般应根据滑坡的地层性质、推力大小、滑动面坡度、滑坡厚度、施工条件及锚固深度等因素综合考虑。微型桩由于其桩身直径小,一般适用于滑坡厚度较小的浅层滑体,滑动面坡度较小的滑坡体,对于滑层较大,滑动面较陡的滑坡使用需要对滑坡体进行深层的分析后,选择适合的防护形式。
二、微型桩的技术特点
微型桩作为一种新型的施工加固措施,目前主要应用在软土地基加固处理、基坑支护、建筑物改造加固、边坡防护等方面,它的应用可以极大的改善地基的承载力,在基坑支护、建筑物改造加固、边坡防护等方面表现也是不错的。
微型桩的施工具有以下特点:用轻型机械成孔、成桩,不受场地空间的限制;施工时噪音小,振动也小,对坡体扰动也小;桩孔孔径小,因而对基础和地基土几乎都不产生附加应力,施工时对原有基础影响小;长细比一般大于30,长细比大,单桩耗用材料少。能穿透各种障碍物,适用于各种不同的土质条件。
三、工程实例
(一)边坡简况:
泉三高速公路K104+925~K105+094段:第一级边坡设计坡率为1:1,采用窗式护面墙防护;第二至五级设计坡率为1:1.5~1:2.5,其中第二级边坡采用预应力框架锚索加固,第三至六级边坡采用植草防护。第四级边坡顶平带上设有15根抗滑桩,坡面上设置两组支撑渗沟。现K104+925~ K105+003段边坡状态良好,但K105+003~ K105+094处于凹形地形上,山坡汇水面积大,在雨水作用下,边坡冲刷,流土流泥,涌堵平台排水沟。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆水无法顺利排出,地表水渗入抗滑桩后部土体,因抗滑桩前的坡体阻断地下水排水路径,致使地下水在第三、四级边坡土体渗流,造成土体湿软饱和,在重力作用下,土体慢慢向下发生濡滑,造成第三级边坡土体鼓胀隆起,第四级边坡后(抗滑桩前)行成直立陡坎,坎高2~3.5米,最大为4米。据该处施工时的勘探情况,该蠕滑体厚度不大,约2.5~3m,最大4m,属于坡体浅层滑动。由于高速公路已通车,考虑到混凝土微型桩施工便捷,施工机具小,单桩材料节省等优势,在该边坡治理中采用次方法施工。
(二)微型桩设计
根据本处施工调查及勘测情况,该处采用C25钢筋混凝土微型桩群桩进行治理,桩身直径Φ150mm,桩长5~8米。桩间距1.2m,一般采用梅花形布置。
(三)微型桩的施工工艺及流程
微型桩的施工一般按以下工序进行:测量放样---钻机就位、钻孔---成孔---清孔---钢筋笼加工吊装---注浆投砾。
1、测量放线确定桩位点。
2、调整钻机位置,慢速钻进。
3、开动水泵注入清水,待孔深钻至1米左右后,加快钻进速度,以保证成孔的位置和垂直度。
4、成孔至设计深度后,往复提降钻杆,并不停抽入泥浆,尽量将孔内土屑排出。
5、检查排出泥浆无大颗粒状土屑后,即可停止抽入泥浆,并将钻杆头部卸掉,接上注浆管准备注浆。
6、钢筋笼的加工和吊装
钢筋笼的加工应在成孔之前完成,钢筋笼主筋保护取25mm,加工的步骤大致分为以下五步:
加劲箍的制作→主筋的配料→主筋定位→箍筋设置→对中支架安装
7、灌注混凝土
由于桩身直径较小,且有配筋,因此必须采用细骨料,流塑性好的混凝土,以确保桩身的完整性。由于桩孔较小,所以,在震捣时,采取边浇筑边对钢筋笼震动的方式,使混凝土达到密实的状态。
各工序完成后移走钻机,用木板或其它材料覆盖孔口,避免掉入其它东西。
(四)质量检测及工后跟踪监测效果
施工完成后,经过对桩体采用小应变检测,桩体I型桩占比98%,满足正常使用标准。
该边坡在施工完成后,经地方交通管理部门的连续检查监测,边坡稳定,未发生沉降及再次滑移。通过微型桩在泉三高速K104+925~K105+094段的应用表明,微型桩可以有效的解决高边坡滑坡问题。
四、结束语
通过本次微型桩工艺在该段边坡滑坡中的应用,微型桩工艺作为一种新的技术,应用前景非常广泛,目前微型桩主要应用于软土地基加固处理、基坑支护、建筑物改造加固、边坡防护等方面,随着微型桩的广泛应用及建筑行业的需求,相信微型桩将以自身的优势,在不同的施工环境,施工条件中得以应用,微型桩不但可以单独作为一种支挡结构,加固措施,还可以根据相关的工程需求,配合其他的加固、支挡措施一同使用,同时小直径,长细比大,单桩材料用量省,施工便捷也将节约很大的建筑成本。
参考文献:
1《工业建筑》2010年第S1期
2《岩石力学与工程学报》 2001年第20卷第A01期
论文作者:路志钢
论文发表刊物:《基层建设》2016年27期
论文发表时间:2017/1/6
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