摘 要：在分析现有微型桩挡墙计算方法的基础上，通过一处工程实例，分析了其应用效果，并提出了应 用建议。
关键词：微型桩 挡墙
微型桩挡墙是由微型桩群与挡墙结合构成，是一种新型的抗滑支挡结构型式(图1)，挡墙砌体一般由片石混凝土筑成，而微型桩群竖向设置，上部与挡墙砌体联结，下部通过插入钢筋束(钢管)和浆液锚固在稳定的地层中。由于微型桩间距较密，之问又采用箍筋联结，另外在高压注浆的作用下与桩周岩土体形成一种复合加筋土体，既避免了一般抗滑挡墙截面较大、基础埋置较深、不便施工的缺点，又增强了挡墙的抗滑、抗倾覆能力及地基的承载能力，减少了基坑开挖及墙身圬工量，加之施工中对滑坡扰动小，所以对于中小型的浅层滑坡和正在滑动中的滑坡的治理具有很强的适用性。
1 微型桩挡墙的特点
作为一种新型抗滑支挡结构，微型桩挡墙具有施工简便、工艺简单、结构可靠的特点，具体如下：
(1)由于微型桩体的加入，微型桩挡墙抗剪、抗滑移、抗倾覆能力得到显著增强，对基底承载力要求也明显降低。
(2)微型桩用轻型机械成孔、成桩，不受场地空问的限制，施工时噪音小，振动也小，对坡体扰动也小；另外，由于微型桩体的加入，可以适当减小挡墙截面尺寸和基础埋深，造成土石方开挖量减少，因此可以应用于处在滑动状态下的滑坡治理工程。
(3)由于施工挡墙前，微型桩群已施工完毕，微型桩群可以起到临时支护作用，维持坡体一定程度的力学平衡，避免挡墙墙体施工引起滑坡速滑而造成安全隐患。
2 微型桩挡墙的计算
2.1 微型桩挡墙的破坏模式
讨论微型桩挡墙的计算，首先要分析微型桩挡墙在水平荷载下的破坏模式。大致可分为整体破坏和非整体破坏。整体破坏的特征是，挡墙、桩、岩土体3者呈整体平移或偏转，桩群基础随地基滑移而破坏。非整体破坏的特征是：桩、挡墙、桩问岩土体之问产生相对位移，一方面可能造成微型桩群顶部位置挡墙产生可观的水平位移，该水平位移使挡墙墙体和微型桩脱节，造成不能正常使用，另一方面可能造成微型桩体一定深度处折断，挡墙破坏。
微型桩一般长细比大于30，桩身强度比较低，相对较具柔性，在水平荷载作用下，挡墙内微型桩下段嵌固于土中而不能转动，桩身主要发生挠曲变形，当桩中弯距超过其截面抗矩时，微型桩便趋于破坏。同时，由于桩顶挡墙墙体一定的嵌固作用，尽管桩体抗弯刚度明显提高，桩身弯距减小，桩顶弯距加大，若推力过大，在嵌固处可能出现桩材料屈服而形成塑性铰。
2.2 微型桩挡墙的计算
微型桩挡墙的稳定性验算与抗滑挡土墙的稳定性验算项目相同，主要包括抗滑移稳定性验算、抗倾覆稳定性验算、地基基础强度验算，可以按照常规的方法进行。由于挡墙中加入微型桩，微型桩埋置较深，且伸人稳定地层中，相当于悬臂抗滑桩，计算时既要考虑利用桩的抗弯性能抵抗滑坡推力，又应考虑墙前被动土压力对挡墙的作用。同时，微型桩挡墙中，微型桩类似于理想块体中的土钉，微型桩在灌注桩体的同时，挤压周边的土体，把松散破碎的岩土层胶结起来，改善了岩土体性质，提高了岩土层的强度和承载能力，如果桩距不 大，则桩与桩之间的土体就产生一种“纽结效应” (KnotEffecl，)，使周围形成一个以桩体为中心的周围土层得到加强的大的岩土混合柱体，但是这部分的影响难以计算。
(1) 微型桩墙倾覆稳定性计算
(2)微型桩挡墙抗滑移稳定性计算式中：K一抗滑移稳定系数；墙体自重力、滑坡推力的垂直分力之和；L一滑坡推力的水平分力沪一墙体与地基摩擦系数；R一每延米内微型桩内钢筋的抗剪力。
(3)微型桩挡墙的地基基础强度验算：由于微型桩墙体位于滑床之上，滑床本身承载力就高，加之微型桩内浆液的胶结作用，承载力又得到相应提高，另外微型桩周摩阻力和桩端阻力共同参加荷载的传递，所以地基基础强度肯定能满足上覆荷载，可以不验算。www.tmgc8.com
3 微型桩挡墙的施工工艺
整体上微型桩挡墙施工工艺比较简单，先开挖分段挡墙基础，砌筑至地面，预留微型桩的孔位，然后成孔、下放钢筋笼、注浆，最后砌筑基础以上部分挡墙。关键技术就是微型桩的施工工艺。
微型桩成孔一般采用工程地质钻机，分段钻进成孔，钻头可根据地层情况选用合金肋骨式钻头、合金钻头或钢粒钻头，钻孔时，注意场地的平整，保证施工的安全，微型桩的钻孔严禁开水钻进，避免在施工中由于水的作用，造成滑塌体恶化。钢筋笼按设计和施工规范要求施工，当施工空间较小时，可以将钢筋笼分段制作，在沉放时进行焊接。埋设钢筋笼时，要对准孔位吊直扶稳，顺其缓缓下沉，避免碰撞孔壁，若发生钢筋笼沉不下去时，必须将钢筋笼吊出孔位，进行清孔，然后再次放人。
注浆工艺是微型桩挡墙施工过程中的关键工艺，初次注浆管可采用30cm镀锌钢管，每节长度宜为2m，在初次注浆管接头处采用内缩节，使外管壁光滑，以便于拔出。二次注浆管选用48cmPV(：高抗压劈裂注浆管，每隔50cm开一个注浆孔，以橡皮套封闭，管底密封。注浆水泥采用425号普通硅酸盐水泥，使用前先对其进行质量检查，其细度和体积安定性必须符合要求，水泥浆用水必须清洁，无污染，在注浆前30min左右开始制备水泥浆，在搅拌器中充分搅拌，搅拌均匀后从出浆口流出，经过滤网过滤，进入泥浆泵，再泵送至注浆管，水泥浆的水灰比控制在0.4～0.5。初次注浆时工作泵正常工作压力控制在0.3MPa左右，注浆工作时，注浆液应均匀上冒，直至灌满，孔口冒出浓，压浆才告结束，注浆完毕，立即拔出初次注浆管，每拔2m补注一次，直至拔出为止。注浆应连续进行，不得中断，如发生堵塞，应及时采取适当处理措施。待初次注浆液达到初凝，一般是5～7h后开始二次注浆，注浆压力为0.8～1.0MPa，一般从底部向上分层注浆，注浆时边注边徐徐上拔，上拔速度宜控制在每米15s左右。
微型桩挡墙墙体砌筑比较简单，只要按相关规范执行就可以，需要说明的一点就是，挡墙基础一定要分段开挖，分段长度根据地层情况确定，施工顺序是先两边后中间，逐渐推进，待挡墙施工高出地面后方可开挖相邻段基坑，避免带来安全隐患。
4 微型桩挡墙的工程应用
4.1 滑坡的基本概况
国道317线妥坝～昌都公路K397+205．+350段滑坡规模约10万方，为中层中型牵引式碎石土滑坡。滑坡周界清晰，周边裂缝已完全贯通，剪出口位于公路内侧坡脚岩土分界处。滑体主要由坡积的碎石、角砾构成，滑带位于上覆松散层与基岩的接触带上，滑床为三叠系下统甲丕拉组的粉砂质泥岩。
滑坡造成坡脚路堑挡墙出现严重开裂、外倾，局部发生倒塌，路面也出现拱起、开裂等现象。根据综合工程地质勘探成果确定目前滑坡处于滑动状态，稳定系数K=O．98。结合相关规范确定设防安全系数为1.15，经计算确定该滑坡剩余下滑力为40kN·m
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4.2 原设计方案及施工情况
根据当地石材充分和施工水平相对较低的特点，原设计采用在滑坡前缘公路内侧设置抗滑挡墙，挡墙墙体采用M7．5浆砌片石砌筑，长35m，顶宽 2.1m，面坡1：0.5，背坡垂直，底宽6.00m，基底坡率0.2：1，墙后设置50cm厚的碎石反滤层。由于抗滑挡墙截面尺寸大，基础埋置深，且位于滑坡前缘，开挖基坑降低了滑坡前缘土体的阻滑作用，加之施工正值雨季，施工队伍对分段开挖执行不力，致使滑体整体向前发生滑动，滑体向前滑动距离达1.5～2.0m，并牵引滑坡向后缘及侧缘发展，若采取原设计抗滑挡墙继续开挖挡墙基础，则有可能造成急剧滑动，带来施工安全隐患，所以原抗滑挡墙方案根本无法付诸实施。
4.3 变更后治理措施及施工情况
考虑到目前状况下如何能够迅速稳定滑坡是当务之急，为防患于未然，对该滑坡处治措施进行变更设计，采用了微型桩挡墙方案，微型桩挡墙墙体采用 (220片石混凝土砌筑，长35m，墙高6m，顶宽1．8m，胸坡1：0.25，背坡垂直，基底坡率1：5。挡墙底部加 微型桩基础，微型桩采用梅花型布置方式，共3排，行距2m，排距0.5m，桩长9m，挡墙基础下埋深5m，深入挡墙4m。微型桩孔径150mm，由三根qb28的 螺纹钢筋组成。经过半个月的施工，安全实施了治理工程，迅速稳定了滑坡。www.tmgc8.com
4.4 实施效果及经济造价对比
采用微型桩挡墙后，每延米开挖量由原来的70.2方减少成17.8方，土石方量明显降低，减少对滑坡体的扰动，同时，由于微型桩体的支护作用，施工的安全明显得到保证。
由于采用片石混凝土替代了浆砌片石，同时微型桩采用机械施工，加快了施工进度，现方案工期比原设计方案工期提前了半个月左右。
根据设计方案的工程数量，结合当地材料单价作施工图预算，现设计方案每延米造价比原设计方案多1000元左右。但是，变更方案施工安全，完工后一年经历了十年一遇的暴雨考验，滑坡体未发生变化，治理工程稳妥可靠，可见变更是必要的。
5 结 语
尽管微型桩挡墙具有良好的适用性，但是计算中仍然存在以下问题，有待于以后深人研究。
(1)未考虑群桩效应，由于微型桩挡墙内微型桩桩间距较小、排列比较紧凑，在施加水平荷载时，微型桩之间要产生相互作用，每根桩的性能和同样条件的独立单桩的性质是不一样的，这就是群桩效应。群桩在水平力作用下的工作性状与破坏机理，一般不同于单桩，而与土质、桩距、桩的入土深度、桩头连接型式和加载方式等因素有关。
(2)未考虑微型桩问土体塑性变形的稳定性。
刘卫民 赵冬 蔡庆娥 尉学勇
(中交第一公路勘察设计研究院岩土工程分院)
《岩土工程界》2007年第2期
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