微型钢管桩用于滑坡治理及理论分析

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1、微型钢管桩用于滑坡治理及理论分析?94?路基工程SubgradeEngineering2010年第4期(总第151期)微型钢管桩用于滑坡治理及理论分析肖春锦(湖北省鄂西地质工程勘察院,湖北宜昌443100)摘要:结合长阳县红岩溪滑坡的地质结构特征,对边坡治理工程中的微型钢管桩设计进行了改进,探讨了微型钢管桩的抗滑机理,并通过设计和计算证明,用微型钢管桩能有效地治理滑坡;针对微型钢管桩的抗滑机理尚未形成一套较为成熟的理论,文中以两种计算方法对比分析了微型钢管桩加固边坡的稳定性,结果表明,采用类比法进行微型钢管桩设计是适

2、宜的.关键词:微型钢管桩;边坡加固;抗滑机理;稳定性分析中图分类号:TU413.62文献标志码:A文章编号:1003—8825(2010)04—0094—030引言抗滑桩是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱,用以支挡滑体的滑动力,起稳定边坡的作用,是一种抗滑处理的主要措施,其抗滑能力强,圬工量小,在滑坡推力大,滑动面深的情况下,较其它抗滑工程经济而有效'.微型钢管桩作为一种新的支挡结构,近年来在边坡中得到应用,与传统抗滑桩相比,其特点在于:①造价低,经济性好;②具有一般抗滑桩的作用;③施工速度快且较安全;④适应性强,布置形式

3、灵活.为了指导工程实践,本文通过研究微型钢管桩加固机理,尝试以两种计算方法分析微型钢管桩加固后边坡的稳定性.1微型钢管桩抗滑机理微型钢管桩作为抗滑桩用于边坡加固具有以下特点.(1)通过微型钢管桩灌注的水泥浆渗入到钻孔周围的土体中,水泥浆充满岩土体的孔隙,并与岩土体发生充分混合,提高了滑体,滑带和滑床的粘聚力和摩擦角,提高了微型抗滑桩治理区域岩土体的完整性和整体强度.(2)传统抗滑桩进行抗滑支挡时,桩与桩之间存在较大的间隔,桩与桩之间的滑体容易发生变形,甚至岩土体从桩与桩之间发生局部溜滑破坏.当采用微型钢管桩进行加固时

4、,由于其间距小且呈梅花形布置,再加上微型钢管桩对桩间土体的加固作用,在加固区域发生局部溜滑的可能性大为降低.(3)微型钢管桩一般是成排布置,具有呈平面或空间刚架体系特点.若独立成单排布置,桩与桩之间收稿日期:2010—03—03作者简介:肖春锦(1967一),男,湖jE宜昌人.副教授,从事地质工程勘察设计与研究.E-mail:gregoryqing@126.com.的间隔较大,载荷主要由桩承担,故微型钢管桩的作用相当于常规桩,这种布置形式往往较少采用.若微型钢管桩作为多排群桩的形式布置,桩与桩之间的间隔较窄,且桩顶用

5、联系梁相互连接起来,则载荷由桩一土复合结构共同承受,微型钢管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.微型钢管桩(图1)呈网状密布在在滑坡体中,受到桩后的横向滑坡推力作用时,它对桩间和邻近土体具有改造和加固作用,使土体强度得到图1微型钢管抗滑群桩加固边坡示意提高.当桩与桩间隔较小时,可看作"网状结构树根桩"',将其视为一个修筑在土体中的三维结构,即受力分析时把桩及土结合在一起,将其看作是一个重力式挡土墙.由于桩在土中起到加筋的作用,土的刚度发生了变化,使其桩的变形显着减少.2工程应用与分析2.

6、1工程概况红岩溪滑坡位于湖北宜昌长阳县鸭子口镇,与杨家槽滑坡一岭相隔,岭脊近南北向,宽40～50m,地形坡角27..红岩溪沟底高程130m,右岸边坡坡顶高程220～320m.滑坡长期处于蠕滑状态,其上部公路沿线及两旁房屋出现大量裂缝.该滑坡处于西湾背斜的北翼,在志留系下统龙马溪组,罗惹坪组岩性相对较软弱地带内,岩层倾向北东,倾角25.～6O.,呈斜顺向坡;在志留系上统纱帽组及泥盆系中统云台观组,上统黄家磴组岩性较坚硬地带内,岩层倾北,倾角58.～70..2.2边坡稳定性评价对主滑动剖面进行分析计算,将滑动面分为10个

7、条块(图2),反算当最后一条块剩余下滑力为零,肖春锦:微型钢管桩用于滑坡治理及理论分析?95?即滑坡处于极限平衡状态时,获得坡体安全系数.计算参数:滑动体重度为17.800kN/m,滑动体饱和重度为18.200kN/m,不考虑诸如动水压力和浮托力,承压水的浮托力,坡面外的静水压力的作用以及地震力.当10个条块剩余下滑力为零时,滑坡处于极限平衡状态,此时坡体的安全系数为1.03(图3).10987654321/\——///—一9081726354453627189注:图中1～1O为条块(下同).图3滑体剩余下滑力曲

8、线2.3微型钢管桩设计微型钢管桩设计参数主要有:桩长,桩径,桩距,砂浆强度等.根据计算及工程类比进行钢管桩设计;根据坡体结构及岩土类型,结合相应的设计规范的要求等确定桩长;桩距取决于坡体布桩后产生的群桩效应,岩体性质,嵌固段的锚固力大小等.在滑坡治理区域高程226～245Ill范围内,布置3～5排微型钢管桩,治理工程分A,B,c三个区,A区微型