陳偉堅(jiān)，彭立順，陳淺然

（1、廣東建科建筑工程技術(shù)開發(fā)有限公司 廣州510500；2、廣東省建科建筑設(shè)計(jì)院有限公司 廣州510010）

0 引言

自20世紀(jì)50年代意大利學(xué)者Lizzi在既有建筑基礎(chǔ)加固領(lǐng)域提出微型樁技術(shù)以來，隨著防治工程措施向輕型化、小型化方向發(fā)展，已廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)各個領(lǐng)域［1］。無論是從計(jì)算分析模型、微型樁受力機(jī)制，微型樁相關(guān)理論研究成果得到了較廣泛的應(yīng)用。微型樁群應(yīng)用在邊坡加固工程中是將微型樁按小間距密集布置，樁間設(shè)置橫向聯(lián)結(jié)，通過高壓注漿形成樁體，并同時能固結(jié)樁身周邊巖土體，形成復(fù)合加筋土體，對土體起到支護(hù)或加固作用。與常規(guī)支護(hù)形式相比，微型樁群具有施工機(jī)具小、樁位布置靈活、施工速度快、對土體擾動小、施工場地適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。在解決邊（滑）坡穩(wěn)定方面具有明顯的優(yōu)勢，近年來微型樁群開始在國內(nèi)外的一些中小型滑坡防治（尤其是滑坡應(yīng)急搶險）、邊坡支護(hù)（深基坑開挖支護(hù)、路堤）等巖土工程中得到了廣泛應(yīng)用，并取得了較好的工程效果［2-8］。

綜上所述，微型樁群作為一種輕型化、小型化的工程措施，具有工期短、施工便捷，同時配合預(yù)應(yīng)力錨索，特別適合應(yīng)用于滑坡?lián)岆U加固工程中。本文以廣東省清遠(yuǎn)市某人工邊坡的順層滑坡為例，介紹了微型群樁在邊坡加固工程中的應(yīng)用，為類似順層滑坡?lián)岆U加固工程提供參考與借鑒。

1 工程概況

某事故邊坡為一綜合項(xiàng)目建設(shè)中形成的人工邊坡。坡頂為一自來水供水廠，東側(cè)為住宅小區(qū)，坡底為一擬建市政路和在建住宅項(xiàng)目。該處邊坡從上往下由3個部分組成：①坡頂為供水廠內(nèi)部道路及重力式擋土墻，擋土墻墻高約5.0 m，同時沿?fù)跬翂ψ呦虻膱鰞?nèi)道路下分布2根大直徑埋地式供水管；②坡體為自然山體經(jīng)削坡后形成的臨時邊坡，坡高約15.0 m，削坡高度約13.0 m，削坡范圍內(nèi)分為2級，采用土釘+鋼筋混凝土噴射面層進(jìn)行臨時支護(hù)；③坡底為施工便道和在建項(xiàng)目的基坑，基坑開挖深度約10.0 m，采用2級放坡支護(hù)，坡率1∶1.2?；掳l(fā)生時基坑已開挖至坑底。周邊環(huán)境如圖1所示，邊坡平面如圖2所示。

圖1 周邊環(huán)境Fig.1 Surrounding Environment

圖2 邊坡平面Fig.2 Slope Protection Plan

在連日強(qiáng)降雨及坡頂擋土墻內(nèi)側(cè)1條供水管斷裂的綜合作用下，該處邊坡上部重力式擋土墻發(fā)生傾覆倒塌，同時臨時邊坡及底部基坑發(fā)生滑坡?；麦w寬約40.0 m，長約20.0 m，高約10.0 m。現(xiàn)場情況如圖3所示。

圖3 邊坡現(xiàn)場情況Fig.3 Site Conditions of Slope

考慮坡頂水廠內(nèi)供水管以及該處永久邊坡支護(hù)時的使用和施工的安全，保障供水管對市區(qū)正常供水。需對該處邊坡進(jìn)行搶險加固。

2 工程地質(zhì)情況

坡頂水廠場地內(nèi)巖土層從上至下可為：人工填土層、粉質(zhì)黏土、強(qiáng)風(fēng)化砂巖、中風(fēng)化粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r、中風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r。巖土力學(xué)參數(shù)如表1所示。

表1 巖土力學(xué)性質(zhì)參數(shù)Tab.1 Geotechnical Mechanical Parameter

3 微型樁加固邊坡方案

3.1 應(yīng)急處理措施

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況對該處邊坡及擋土墻采取應(yīng)急處理措施。主要為：①因邊坡險情發(fā)生在6月，時值臺風(fēng)及暴雨高發(fā)期，為減少坡面高大樹木受臺風(fēng)影響造成坡體表土進(jìn)一步擾動，及時清除坡面樹木；②從坡頂?shù)缆分疗履_采用彩條布全覆蓋；③在擋土墻倒塌區(qū)域，采用素混凝土對滑坡體表層封閉，防止水進(jìn)一步滲入坡體；④基坑及時進(jìn)行回填反壓；⑤進(jìn)一步加強(qiáng)邊坡監(jiān)測。邊坡應(yīng)急處理措施后實(shí)景如圖4所示。

圖4 邊坡應(yīng)急處理措施Fig.4 Emergency Treatment Measures of Slope

3.2 邊坡?lián)岆U加固設(shè)計(jì)

根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，該處邊坡已基本穩(wěn)定，邊坡進(jìn)一步滑坡的風(fēng)險已暫時排除。但因時值廣東省雨季，且供水廠內(nèi)主供水管仍停止工作，必須保證另一根備用供水管安全使用，確保水廠能夠正常對市區(qū)供水。同時，根據(jù)市政規(guī)劃，將在滑坡體中部擬建一條市政路，人工邊坡需進(jìn)一步削方，坡腳需往坡頂推進(jìn)13.0 m。所以，仍需對該欠穩(wěn)定邊坡進(jìn)行臨時加固。

坡頂采用雙排型鋼樁+預(yù)應(yīng)力錨索對供水管進(jìn)行基礎(chǔ)全托換，同時加固坡頂土體，從而保證山頂水廠內(nèi)1.0 m供水管正常工作。在坡腳新增雙排鋼管抗滑樁的組合形式對邊坡進(jìn)行臨時處理，以達(dá)到臨時穩(wěn)固邊坡的作用。

經(jīng)計(jì)算分析［8-12］，在直徑1.0 m備用供水管間隔2.0 m設(shè)置型鋼樁，根據(jù)地勘及現(xiàn)場施工時鉆渣情況，樁身進(jìn)入中風(fēng)化巖0.5 m，樁長11.5 m。

將備用供水管按照全托換進(jìn)行加固，計(jì)算分析可得單根型鋼樁樁頂標(biāo)準(zhǔn)組合下軸力為45 kN。

根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范：JGJ 94—2008》第5.2.2條及第5.3.9條，新增型鋼樁可采用以下公式計(jì)算：

Ra=Quk/K

Quk=Qsk+Qrk

Qsk=u∑qsikli；Qrk=ξrfrkAp

其中安全系數(shù)K=2.0；型鋼樁樁徑d=0.168 m，則樁周長u=0.528 m；樁端阻力綜合系數(shù)ξr=1；根據(jù)地勘報告，中風(fēng)化灰?guī)r飽和單軸抗壓強(qiáng)度frk=31.2 MPa。

經(jīng)計(jì)算可得型鋼樁入中風(fēng)化巖0.5 m單樁承載力特征值Ra=444.8 kN，滿足設(shè)計(jì)要求。邊坡加固剖面如圖5所示。

圖5 邊坡加固剖面Fig.5 Slope Reinforcement Section

4 邊坡加固施工

4.1 施工重難點(diǎn)

邊坡加固的首要目的是確保邊坡的整體穩(wěn)定，從而保證坡頂備用供水管后續(xù)能夠正常工作。所以，坡頂雙排型鋼樁為施工的重點(diǎn)。

因應(yīng)急搶險工程的特殊性，要求單位時間內(nèi)投入的勞動力、周轉(zhuǎn)材料和機(jī)械數(shù)量均較多，為防止施工期間坡頂超載過高，對邊坡穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響，需合理有序組織施工。

邊坡加固施工涉及單位及工種較多，協(xié)調(diào)工作是否順利將直接影響工程是否順利實(shí)施。

4.2 坡頂供水管基礎(chǔ)托換

按照邊坡加固方案，在備用供水管兩側(cè)新增型鋼樁后，如何在狹小空間內(nèi)對供水管進(jìn)行基礎(chǔ)托換尤其重要。根據(jù)供水廠反饋，備用供水管需不間斷帶壓工作。為保證供水管基礎(chǔ)托換能順利進(jìn)行，合理安排施工順序。主要步驟如圖6及圖7?～圖7?所示。

圖6 供水管基礎(chǔ)托換主要步驟Fig.6 Main Steps of Underpinning of Water Supply Pipe Foundation

⑴采用明挖的方式探明供水管位置，進(jìn)行型鋼樁定位，防止施工時對供水管造成損壞。

⑵首先施工內(nèi)側(cè)型鋼樁樁頂混凝土連梁施工，使內(nèi)側(cè)型鋼樁形成整體受力，保證后續(xù)加固施工順利進(jìn)行。

⑶為提高型鋼樁側(cè)向受力能力，在連梁處新增預(yù)應(yīng)力錨索，進(jìn)一步加固坡頂巖土體。

⑷人工對稱開挖供水管兩側(cè)土體至供水管管底以下100 mm，鋼絞線用橡膠軟管包住后下穿供水管。

⑸為防止供水管管底土體流失，采用素混凝土進(jìn)行填充后黏土分層回填壓實(shí)至連梁梁底。

⑹樁頂其余連梁施工，鋼絞線張拉鎖定進(jìn)行供水管托換，恢復(fù)坡頂?shù)缆贰?/p>

4.3 坡底雙排抗滑鋼管樁

相比坡頂型鋼樁施工，坡底鋼管樁施工場地條件較好，在做好邊坡穩(wěn)定監(jiān)測的基礎(chǔ)上即可進(jìn)行施工。主要施工步驟如下：平整場地?測量放線?孔距定位?鉆孔機(jī)就位鉆孔?鉆至設(shè)計(jì)有效深度且入巖1 m?清孔?成孔提鉆?鋼管制作?下放鋼管?二次清孔?注漿機(jī)安裝?攪拌水泥漿?安裝注漿管?一次注漿→投放碎石?二次補(bǔ)注水泥漿?樁頂連梁施工。坡底施工如圖7?、圖7?所示。

5 總結(jié)

本文介紹了微型樁在邊坡加固工程中的成功應(yīng)用，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，邊坡已基本穩(wěn)定，有效地保障了生命財(cái)產(chǎn)安全，為后續(xù)工程建設(shè)提供了必要條件。

⑴微型樁因具有布置靈活、施工速度快、對土體擾動小、施工場地適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在應(yīng)急搶險工程中具有顯著效果。

⑵微型樁按雙排甚至多排布置后進(jìn)行的高壓注漿形成的“微型樁群抗滑樁”，使樁體間巖土體相互粘結(jié)形成整體，能夠承受更大的剪力及彎矩，有利于邊坡巖土體的穩(wěn)定。

⑶由于微型樁長細(xì)比相對較大，在樁群的頂部設(shè)置框架、蓋板等結(jié)構(gòu)進(jìn)行串聯(lián)，提高微型樁群的整體抗彎能力和相互協(xié)調(diào)能力，以形成更大錨固能力的效果。

⑷為進(jìn)一步提高微型樁群的受力性能，可在樁頭的面板或框架上設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索，使被動受力的微型樁工程調(diào)整為主動受力的支擋工程，能效降低微型樁對巖土體錨固力的要求。