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微型桩在地灾加固应用中的抗滑稳定性浅析

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【摘 要】建筑工程中的微型桩技术,在开始主要应用于地基的加固,起源于上个世纪中期,随着建筑行业与社会的发展,微型桩技术逐渐成为一些地质灾害中的高边坡治理和深基建筑的支护等实践工程,它被今天广泛应用,得益于微型桩抗滑效果比较突出,在地质灾害中滑体防护发挥了积极作用。本文将微型桩技术的认识谈起,探讨现在微型桩技术的发展及类型,并对其抗滑稳定进行分析。

【关键词】微型桩技术;地质灾害;支护;发展;抗滑稳定性

微型桩在现代工程中的发展已有较长的时间了,其在实际操作中可行性很高,取得的实际效果也明显。在实际施工中的应用,业内有很多有关微型桩的经验总结和案例分析,根据这些我们可以直观地认识微型桩的工作原理,其抗滑稳定性的原因,充分认识到微型桩与我们生活的息息相关。

1、对建筑工程中微型桩的认识

微型桩是一种由钢筋和混凝土加工而成的柱状体,一般直径在70mm到300mm之间。微型桩技术在上个世纪末得到迅速发展,目前在建筑工程中的深基建设和滑坡支护中被广泛应用。尤其在地质条件不稳定的西南地区的道路桥梁、隧道建设中。

微型桩的结构工作原理,通过对施工现场的勘察测绘,再根据桩柱的具体数据,进行相关的计算,最终使用钻孔固护的形式将桩柱与周围岩层进行组合,起到加固抗滑的效果。在微型桩的抗滑施工中,内力计算的方法包括压力计算法和数值计算法两种。

2、微型桩在现实施工中应用成功的新形式

(1)微型桩挡墙。利用重力的作用,在滑体的一侧施工,将微型桩以集群的形式排列在滑体一侧。在施工过程中要深挖滑体根部,使微型桩底部深植岩层,并插入钢筋束,以浆液锚固在结实的岩层中;上部使微型桩与滑体的上部连接起来,可以用混凝土等材料进行砌合。这种结构使得微型桩与滑体成了一个整体,且施工时对滑体自身的影响不大,且地基的承受能力强,不占空间,井井有条,对中小型的滑体具有很强的治理效果。

(2)微型桩补充普通抗滑桩结构。这种方式是结合了微型桩和普通抗滑桩的特性,采取配合的方式,从整体上看与微型桩挡墙相似。先把普通抗滑桩使用钢筋束与灌浆锚固进滑体底部的岩层中,使其作为滑体的主要支护体,然后再在滑体的其它部位使用微型桩进行固护,使微型桩、滑体、普通抗滑桩柱三者进行有效地结合。这种结构可以弥补微型桩与普通抗滑桩各自的不足,达到完美的支护效果,但这种结构相对来说要复杂一些,其整体性要差一些,容易受到外力的影响。

(3)土钉支护技术、微型桩的相结合。这种结合主要以微型桩作为支护主体,在滑体根部岩层中植入相应的微型桩,再利用土钉支护网对滑体面进行固护。这样可以用微型桩弥补土钉支护网不能控制土移的缺点,而土钉支护网可以对滑体的细节进行固护。整个工程使滑体成为一个整体的结构,从某种程度上减小了基坑的变形。

(4)微型桩、预应力锚相结合。这种固护结构适合于滑体的滑面比较深,微型桩群要从滑动面上穿过,下部分被植入滑体下面的岩层中,因为在滑面以上的部位受到来自水平的压力较大,所以上部可以采取梁上的锚索结构进行连接,从而平衡从上部带来的压力。微型桩与预应力锚相结合的技术克服了一些现实性的问题,从力学的角度看缓和了局部受力,具有很好的防护效果,尤其是在周围环境和作业条件比较差的状态下,这种结构具有明显的效果与优势,在抗滑措施中比较常用。

(5)压力注浆技术与微型桩相结合。这种方法采用微型的钢管进行密排,在滑体根部的岩层中进行钻孔,将钢管植入岩层,再进行压力灌浆,使多排钢管与地下岩层形成一个严密结实的整体,能更好地固定滑体。压力注浆技术与微型桩相结合的方法具有有效、快捷的特点,在滑坡治理中属于经典,但其成本相对于其它组合方式有些高。

3、微型桩抗滑存在的问题及建议

在地质灾害的抢修和维护中,微型抗滑桩已发挥了巨大的作用,也得到广大施工者的认可,但在施工过程中微型抗滑桩还是存在着一定的问题,需要在后边的实践中进行不断总结和研究。

(1)在微型桩的实际应用上案例很多,但在其理论研究上缺乏,没有形成一个统一的系统,这样就不能进行试验性的研究,其不足之处没有得到改进和完善,或者在某些实践中进行过改良,但没有形成理论性的东西,只依靠工程人员的自动传播是不够的。因此,广大具有高文化水平的工作者应该加强微型桩理论的研究与整理,使其试验研究更加全面,使理论与试验实践形成一个完整统一的知识系统,能给后边学习者具有很大的帮助。

(2)微型抗滑桩与其它防护结构相结合进行对滑体的固护时,缺乏深入的分析研究,对力学系统不能完全应用,往往只触碰到就止住了。对两种甚至几种结构的具体配合、工作状态、所面临的环境及具体的数据分析则没有详尽的提供和研究,因此在此方面需要进一步研究,明确在什么样的情况下采取哪种措施固护比较有效,成本低,方便施工。

(3)在微型抗滑桩进行数值模拟试验时,对模型参数的选取还需要进一步的优化,在选取和计算中要考虑多方面的因素,包括微型桩的数据参数、滑坡土层的数据参数,这样进行计算就比较符合工程实际情况,获得的数据才能真实有效,能使计算所得与工程施工配合得当。

(4)微型抗滑桩因其理论的不详尽,在目前工程设计中的计算,采用的是普通抗滑桩的计算公式,两者虽有很大的相同,但毕竟有差别,而且微型抗滑桩比较灵活,在滑体的其它部位与某种防护措施进行结合支护时,就造成了计算的误差。因此微型抗滑桩必须拥有自己的计算公式,尤其是采用微型抗滑桩集群、微型抗滑墙进行防护时,更需要合理的计算方法。

(5)微型抗滑桩在近些年来发展较快,其中在08年汶川地震后,对灾区的灾后重建,微型桩起了积极的作用。但随着微型桩被推广后,有些施工人员盲目使用,结果达不到预期的效果,还浪费了资源,增加了成本。因此在施工过程中要进行具体勘察,做到具体问题具体分析,根据地质条件、当地的气候状况、滑体表面所承受的压力等因素,在微型桩与其它防护方法结合治理时,要选择符合施工环境的组合,这样在符合客观规律的前提下做好工程的完美实施。

总之,目前微型抗滑桩及其组合是在诸多滑体防护措施中最有效、最具认可度的方法,积极倡导在中小型的护坡工程中应用,在地质灾害中对滑体隐患抢修防护中也应该积极推广。也要注重微型抗滑桩目前所存在的问题,因为在边坡岩石的施工殊情况太多,不能只凭借以往的经验进行施工,必须建立系统的数据参数,给微型抗滑桩的施工计算提供一个准确的公式,并明确在何种情况下选取何种施工结合。对于这项技术不仅使施工企业进行研究探讨,国家也应该开展相关工作的研究,毕竟我国的山地较多,地形复杂,在未来的发展中农村逐渐城市化,许多工程的建设就更需要这种技术的支撑。通过多年来的实践,证明了微型抗滑桩在实践地质灾害中应用很成功,它的抗滑稳定性也是比较良好的,希望在今后的建设和防护工程中能对其进行不断改良,形成理论体系,使更多的工程享受成果,合理开发,造福人类。

参考文献:

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