微型鋼管樁：邊坡治理的應(yīng)用實踐與機理深度剖析一、引言1.1研究背景與意義在各類工程建設(shè)活動中，邊坡作為一種常見的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，廣泛存在于道路工程、水利水電工程、礦山開采以及建筑施工等領(lǐng)域。邊坡的穩(wěn)定性對于工程的安全運營和周邊環(huán)境的保護起著關(guān)鍵作用。一旦邊坡失穩(wěn)，引發(fā)滑坡、坍塌等地質(zhì)災(zāi)害，不僅會對工程設(shè)施造成嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致工程建設(shè)停滯、修復(fù)成本增加，還可能對周邊的居民生命財產(chǎn)安全構(gòu)成巨大威脅，造成人員傷亡和不可估量的經(jīng)濟損失。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料顯示，在過去的幾十年里，全球范圍內(nèi)因邊坡失穩(wěn)引發(fā)的災(zāi)害事件頻繁發(fā)生，每年都有大量的基礎(chǔ)設(shè)施因邊坡問題而受損，給社會經(jīng)濟發(fā)展帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。因此，邊坡治理一直是巖土工程領(lǐng)域的重要研究課題和工程實踐的重點內(nèi)容。傳統(tǒng)的邊坡治理方法如錨固法、噴射混凝土、抗滑樁等，在一定程度上能夠解決邊坡穩(wěn)定性問題，但在面對復(fù)雜的地質(zhì)條件、狹小的施工場地以及對環(huán)保要求較高的項目時，這些方法往往暴露出諸多局限性。例如，錨固法施工難度較大，對地質(zhì)條件要求苛刻，在一些破碎巖體或軟弱土層中難以達到預(yù)期的錨固效果；噴射混凝土容易對周邊環(huán)境造成較大污染，且在后期維護中成本較高；抗滑樁體積較大，施工過程中對土體的擾動較大，在場地狹窄的情況下施工困難，并且造價相對昂貴。微型鋼管樁作為一種新型的邊坡治理技術(shù)，近年來逐漸在工程實踐中得到廣泛應(yīng)用。微型鋼管樁通常是指直徑較?。ㄒ话阈∮?00mm），通過振動、錘擊或靜壓等方式將鋼管打入土體中，形成抗滑樁群，從而提高邊坡穩(wěn)定性的樁體結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的邊坡治理方法相比，微型鋼管樁具有顯著的優(yōu)勢。首先，其直徑小、體積小、重量輕，便于運輸和施工，能夠在各種狹小空間內(nèi)作業(yè)，這使得它在一些場地受限的工程中具有獨特的應(yīng)用價值。其次，微型鋼管樁施工速度快，不受地層限制，可在不同地質(zhì)條件下進行施工，大大縮短了工程工期，提高了施工效率。再者，微型鋼管樁的強度和剛度可根據(jù)工程需要進行調(diào)整，通過合理的設(shè)計和布置，能夠有效地提供支護力，增強邊坡的穩(wěn)定性。此外，微型鋼管樁在施工過程中對周邊環(huán)境的影響較小，具有良好的環(huán)保性能，符合現(xiàn)代工程建設(shè)對綠色環(huán)保的要求。盡管微型鋼管樁在邊坡治理中已展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景和實際效果，但目前對于其在復(fù)雜地質(zhì)條件下的應(yīng)用技術(shù)和作用機理的研究還不夠深入和系統(tǒng)。不同的地質(zhì)條件如土層性質(zhì)、巖石硬度、地下水位等會對微型鋼管樁的承載能力、抗滑性能和穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著影響，然而現(xiàn)有的研究在這些方面的認(rèn)識還存在一定的局限性，導(dǎo)致在實際工程應(yīng)用中，對于微型鋼管樁的設(shè)計和施工缺乏足夠準(zhǔn)確和可靠的理論依據(jù)，難以充分發(fā)揮其優(yōu)勢，甚至可能影響邊坡治理的效果和工程的安全性。因此，深入研究微型鋼管樁在邊坡治理中的應(yīng)用技術(shù)及其作用機理，具有重要的理論意義和實際工程價值。通過對微型鋼管樁的應(yīng)用技術(shù)進行研究，可以進一步優(yōu)化其設(shè)計和施工方法，提高施工質(zhì)量和效率，降低工程成本；而對其作用機理的深入剖析，則有助于更加準(zhǔn)確地評估微型鋼管樁在不同地質(zhì)條件下的工作性能，為工程設(shè)計提供更加科學(xué)、合理的理論基礎(chǔ)，從而確保邊坡治理工程的長期穩(wěn)定性和安全性，推動邊坡治理技術(shù)的不斷發(fā)展和進步。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國外，微型鋼管樁技術(shù)的研究與應(yīng)用起步相對較早。早期，歐美等發(fā)達國家在一些小型建筑基礎(chǔ)和邊坡加固工程中開始嘗試使用微型鋼管樁。隨著工程實踐的不斷增多，相關(guān)的研究也逐漸深入。例如，美國的一些學(xué)者通過現(xiàn)場試驗和數(shù)值模擬，對微型鋼管樁在不同土質(zhì)條件下的承載特性進行了研究，分析了樁徑、樁長、樁間距以及土體性質(zhì)等因素對承載能力的影響規(guī)律，為微型鋼管樁的設(shè)計提供了一定的理論依據(jù)。在歐洲，德國、法國等國家在微型鋼管樁的施工工藝和質(zhì)量控制方面進行了大量研究，開發(fā)出了一系列先進的施工設(shè)備和技術(shù)，如高精度的振動沉樁設(shè)備和自動化的注漿系統(tǒng)，有效提高了微型鋼管樁的施工效率和質(zhì)量。此外，日本在應(yīng)對頻繁的地震災(zāi)害中，將微型鋼管樁應(yīng)用于邊坡抗震加固領(lǐng)域，研究了微型鋼管樁在地震作用下的動力響應(yīng)特性和抗震機制，提出了基于抗震要求的微型鋼管樁設(shè)計方法和構(gòu)造措施。國內(nèi)對微型鋼管樁的研究和應(yīng)用雖然起步較晚，但發(fā)展迅速。近年來，隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大規(guī)模開展，微型鋼管樁在邊坡治理工程中的應(yīng)用越來越廣泛，相關(guān)的研究成果也不斷涌現(xiàn)。許多高校和科研機構(gòu)針對微型鋼管樁的應(yīng)用技術(shù)和作用機理開展了深入研究。在應(yīng)用技術(shù)方面，研究人員結(jié)合國內(nèi)復(fù)雜的地質(zhì)條件和工程實際需求，對微型鋼管樁的設(shè)計理論和施工方法進行了優(yōu)化和創(chuàng)新。例如，通過對不同地區(qū)的地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)進行分析，建立了適合國內(nèi)地質(zhì)特點的微型鋼管樁承載力計算模型；針對不同的施工場地條件和工程要求，提出了多種施工工藝和施工流程，如靜壓法、錘擊法、鉆孔灌注樁法等，并對各種施工方法的優(yōu)缺點和適用范圍進行了詳細(xì)的比較和分析。在作用機理研究方面，國內(nèi)學(xué)者采用理論分析、室內(nèi)試驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，深入探討了微型鋼管樁在邊坡治理中的作用機制。通過室內(nèi)模型試驗，直觀地觀察微型鋼管樁與土體之間的相互作用過程，分析了樁土之間的應(yīng)力傳遞規(guī)律和變形協(xié)調(diào)機制；利用數(shù)值模擬軟件，如FLAC3D、ANSYS等，對微型鋼管樁加固邊坡的力學(xué)行為進行了模擬分析，研究了微型鋼管樁在不同工況下的受力狀態(tài)和邊坡的穩(wěn)定性變化情況。盡管國內(nèi)外在微型鋼管樁在邊坡治理方面取得了一定的研究成果，但目前的研究仍存在一些不足之處。一方面，對于微型鋼管樁在復(fù)雜地質(zhì)條件下的應(yīng)用研究還不夠全面和深入。例如，在高海拔、高寒地區(qū)以及膨脹土、濕陷性黃土等特殊土質(zhì)條件下，微型鋼管樁的適用性和長期穩(wěn)定性還缺乏系統(tǒng)的研究，現(xiàn)有的設(shè)計和施工方法可能無法滿足這些特殊地質(zhì)條件下的工程要求。另一方面，在微型鋼管樁的作用機理研究中，雖然已經(jīng)取得了一些重要的認(rèn)識，但對于一些關(guān)鍵問題，如樁土界面的力學(xué)特性、微型鋼管樁群的協(xié)同工作機制等，還存在一定的爭議和不確定性，需要進一步開展深入的研究和探討。此外，目前的研究大多集中在微型鋼管樁的單一應(yīng)用上，對于微型鋼管樁與其他邊坡治理方法相結(jié)合的綜合應(yīng)用技術(shù)研究較少，如何充分發(fā)揮微型鋼管樁與其他治理方法的優(yōu)勢，形成更加高效、經(jīng)濟的邊坡治理方案，也是未來需要研究的重要方向。1.3研究內(nèi)容與方法1.3.1研究內(nèi)容本文主要圍繞微型鋼管樁在邊坡治理中的應(yīng)用及其機理展開深入研究，具體內(nèi)容涵蓋以下幾個方面：微型鋼管樁在邊坡治理中的應(yīng)用案例分析：收集和整理多個不同地質(zhì)條件和工程背景下，微型鋼管樁應(yīng)用于邊坡治理的實際工程案例。詳細(xì)分析每個案例的工程概況，包括邊坡的地質(zhì)條件、地形地貌、周邊環(huán)境、邊坡失穩(wěn)的原因及現(xiàn)狀等；深入研究微型鋼管樁在這些案例中的設(shè)計參數(shù)，如樁徑、樁長、樁間距、樁的布置形式等；全面剖析施工過程，包括施工工藝、施工流程、施工設(shè)備的選擇和使用、施工過程中遇到的問題及解決措施等；通過對案例治理效果的長期監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，評估微型鋼管樁在實際工程中的應(yīng)用效果，總結(jié)成功經(jīng)驗和存在的不足之處。微型鋼管樁加固邊坡的作用機理探討：從理論分析的角度出發(fā)，研究微型鋼管樁與土體之間的相互作用機理。分析微型鋼管樁在承受邊坡土體的荷載時，樁身的受力狀態(tài)和變形特征，包括樁身的軸力、彎矩、剪力分布規(guī)律以及樁身的豎向和水平位移情況；研究樁土之間的荷載傳遞機制，探討樁側(cè)摩阻力和樁端阻力的發(fā)揮過程和影響因素；深入分析微型鋼管樁加固邊坡后，對邊坡整體穩(wěn)定性的影響機制，包括對邊坡土體抗剪強度的提高、對滑動力和抗滑力平衡的改變等。利用室內(nèi)模型試驗，直觀地模擬微型鋼管樁加固邊坡的過程，觀察和記錄樁土之間的相互作用現(xiàn)象，如樁周土體的變形、破壞模式等；通過測量試驗過程中的各種物理量，如樁身應(yīng)力、土體壓力、位移等，獲取第一手?jǐn)?shù)據(jù)，為理論分析和數(shù)值模擬提供驗證依據(jù)。借助數(shù)值模擬軟件，建立微型鋼管樁加固邊坡的數(shù)值模型，模擬不同工況下微型鋼管樁和邊坡土體的力學(xué)行為。通過數(shù)值模擬，深入研究微型鋼管樁的布置方式、樁土參數(shù)等因素對邊坡穩(wěn)定性的影響規(guī)律，預(yù)測邊坡在不同荷載條件下的變形和破壞趨勢。微型鋼管樁在邊坡治理中的設(shè)計與施工要點研究：根據(jù)微型鋼管樁的作用機理和工程應(yīng)用經(jīng)驗，研究其在邊坡治理中的設(shè)計方法和要點。包括根據(jù)邊坡的地質(zhì)條件、工程要求和穩(wěn)定性分析結(jié)果，合理確定微型鋼管樁的設(shè)計參數(shù)；研究微型鋼管樁與其他支護結(jié)構(gòu)（如錨索、擋土墻等）聯(lián)合使用時的協(xié)同工作原理和設(shè)計方法，以充分發(fā)揮各種支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，提高邊坡治理的效果和經(jīng)濟性。詳細(xì)闡述微型鋼管樁的施工工藝流程和技術(shù)要求，包括施工前的準(zhǔn)備工作、樁位測量放線、鉆孔、鋼管樁的插入、注漿等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的施工方法和質(zhì)量控制要點；分析施工過程中可能出現(xiàn)的問題，如塌孔、堵管、樁身傾斜等，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施和解決方法；探討施工過程中的安全保障措施和環(huán)境保護要求，確保施工過程的安全、環(huán)保和高效。微型鋼管樁技術(shù)在邊坡治理中的發(fā)展趨勢展望：結(jié)合當(dāng)前巖土工程領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展趨勢和邊坡治理工程的實際需求，對微型鋼管樁技術(shù)的未來發(fā)展方向進行展望。探討新型材料和工藝在微型鋼管樁中的應(yīng)用前景，如高強度鋼材、新型注漿材料、先進的施工設(shè)備和工藝等，以提高微型鋼管樁的承載能力、施工效率和耐久性；研究微型鋼管樁與智能化監(jiān)測技術(shù)的結(jié)合，實現(xiàn)對邊坡治理效果的實時監(jiān)測和預(yù)警，及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，為邊坡的長期穩(wěn)定性提供保障；分析微型鋼管樁在復(fù)雜地質(zhì)條件和特殊工程環(huán)境下的應(yīng)用拓展，如深海邊坡治理、凍土地區(qū)邊坡加固等，為解決這些特殊工程問題提供新的技術(shù)手段。1.3.2研究方法為了全面、深入地完成上述研究內(nèi)容，本文將綜合運用以下研究方法：案例研究法：通過廣泛收集國內(nèi)外微型鋼管樁在邊坡治理中的實際工程案例，對這些案例進行詳細(xì)的調(diào)查、分析和總結(jié)。深入了解每個案例的工程背景、設(shè)計思路、施工過程和治理效果，從中提取有價值的信息和經(jīng)驗，為后續(xù)的理論研究和工程應(yīng)用提供實踐依據(jù)。案例研究法能夠使研究更加貼近實際工程，增強研究成果的實用性和可操作性。理論分析法：運用巖土力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等相關(guān)學(xué)科的基本理論，對微型鋼管樁加固邊坡的作用機理進行深入分析。建立合理的力學(xué)模型，推導(dǎo)相關(guān)的計算公式，分析微型鋼管樁在不同受力狀態(tài)下的力學(xué)性能和邊坡的穩(wěn)定性。理論分析法能夠從本質(zhì)上揭示微型鋼管樁與土體之間的相互作用規(guī)律，為微型鋼管樁的設(shè)計和施工提供理論指導(dǎo)。數(shù)值模擬法：利用專業(yè)的數(shù)值模擬軟件，如FLAC3D、ANSYS等，建立微型鋼管樁加固邊坡的數(shù)值模型。通過對模型施加不同的荷載和邊界條件，模擬微型鋼管樁在邊坡治理中的工作狀態(tài)和邊坡的變形破壞過程。數(shù)值模擬法可以直觀地展示微型鋼管樁和邊坡土體的力學(xué)行為，深入研究各種因素對邊坡穩(wěn)定性的影響，并且可以進行大量的參數(shù)分析，為微型鋼管樁的優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。數(shù)值模擬還能夠彌補理論分析和現(xiàn)場試驗的局限性，對一些難以通過試驗直接觀察和測量的現(xiàn)象進行研究。室內(nèi)試驗法：設(shè)計并開展室內(nèi)模型試驗，制作微型鋼管樁加固邊坡的物理模型，模擬實際工程中的受力條件和邊界條件。通過在模型上布置各種傳感器，測量樁身應(yīng)力、土體壓力、位移等物理量，獲取微型鋼管樁與土體相互作用的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。室內(nèi)試驗法可以對理論分析和數(shù)值模擬的結(jié)果進行驗證和補充，為深入研究微型鋼管樁的作用機理提供實驗支持。二、微型鋼管樁技術(shù)概述2.1微型鋼管樁的定義與特點微型鋼管樁，通常指直徑相對較?。ㄒ话阈∮?00mm）的鋼管樁。它以鋼管作為樁身主體結(jié)構(gòu)，通過振動、錘擊或靜壓等方式將其打入土體之中，或是先鉆孔再將鋼管置入并進行注漿等操作，從而在土體中形成具有一定承載能力和抗滑作用的樁體結(jié)構(gòu)。微型鋼管樁可根據(jù)工程實際需求，垂直布置以承擔(dān)豎向荷載，也可傾斜布置用于抵抗土體的水平推力或增強邊坡的穩(wěn)定性。微型鋼管樁具有一系列顯著特點，使其在邊坡治理工程中展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。直徑小、適用于狹小空間：其較小的直徑?jīng)Q定了它對施工場地的要求較低。在一些場地狹窄、大型施工設(shè)備難以進入的邊坡區(qū)域，如城市中緊鄰建筑物的邊坡、山區(qū)地形復(fù)雜且空間受限的邊坡等，微型鋼管樁能夠憑借自身小巧的尺寸優(yōu)勢，靈活地進行施工布置，解決了傳統(tǒng)大型樁體無法施工的難題。例如，在某城市老舊小區(qū)改造項目中，邊坡緊鄰居民樓，場地狹窄，大型施工機械無法施展，微型鋼管樁則可以通過小型鉆機在狹小空間內(nèi)成孔并打入，有效地對邊坡進行加固，保障了居民樓的安全。強度高、支護效果好：微型鋼管樁一般采用高強度鋼材制作，具有較高的抗壓、抗拉和抗彎強度。當(dāng)邊坡土體產(chǎn)生滑動趨勢時，微型鋼管樁能夠憑借自身的高強度特性，承受來自土體的壓力和拉力，提供有效的支護力，阻止邊坡土體的進一步滑動和變形。在實際工程中，通過合理設(shè)計樁徑、樁長和樁間距，微型鋼管樁能夠在邊坡中形成有效的支護體系，顯著提高邊坡的整體穩(wěn)定性。施工速度快、不受地層限制：施工過程相對簡便，無需進行大規(guī)模的土方開挖和復(fù)雜的基礎(chǔ)處理工作。采用振動、錘擊或靜壓等施工方式，能夠快速將微型鋼管樁打入土體，大大縮短了施工工期。而且，微型鋼管樁對地層條件的適應(yīng)性強，無論是在軟土地層、砂土地層，還是在巖石地層中，都可以通過相應(yīng)的施工工藝進行施工。例如，在砂土地層中，可采用振動沉樁法快速將微型鋼管樁打入；在巖石地層中，可先鉆孔再將鋼管置入并注漿，形成穩(wěn)固的樁體。環(huán)保性能好、對周邊環(huán)境影響?。菏┕み^程中產(chǎn)生的噪音、振動和廢棄物較少，對周邊環(huán)境的污染和破壞較小。相比傳統(tǒng)的邊坡治理方法，如大規(guī)模的土方開挖和混凝土澆筑等，微型鋼管樁施工減少了對土體的擾動，有利于保護周邊的生態(tài)環(huán)境。在一些對環(huán)保要求較高的景區(qū)、自然保護區(qū)等區(qū)域的邊坡治理工程中，微型鋼管樁的環(huán)保優(yōu)勢尤為突出。2.2微型鋼管樁的材料與規(guī)格微型鋼管樁的材料選擇對其性能和應(yīng)用效果起著關(guān)鍵作用。在實際工程中，常用的材料為普通碳素鋼和低合金鋼。普通碳素鋼具有價格相對較低、易于加工和焊接等優(yōu)點，在一些對樁體強度要求不是特別高，且工程預(yù)算有限的邊坡治理項目中應(yīng)用較為廣泛。例如，在一些小型的臨時性邊坡加固工程中，使用普通碳素鋼制作的微型鋼管樁能夠滿足工程的基本需求，同時降低工程成本。低合金鋼則在強度、韌性和耐腐蝕性等方面表現(xiàn)更為出色。由于其含有多種合金元素，如錳、硅、鉻、鎳等，這些元素的加入顯著提高了鋼材的綜合性能。在復(fù)雜地質(zhì)條件下，如存在地下水侵蝕、土壤酸堿度異常等情況時，低合金鋼制作的微型鋼管樁能夠更好地抵抗環(huán)境因素的影響，保證樁體的長期穩(wěn)定性和耐久性。在海邊的邊坡治理工程中，由于海水的侵蝕作用，采用低合金鋼制作的微型鋼管樁能夠有效防止樁體被腐蝕，延長其使用壽命，確保邊坡的加固效果。微型鋼管樁的規(guī)格主要包括樁徑、樁長和壁厚等參數(shù)，這些參數(shù)需根據(jù)具體的工程需求進行合理選擇。樁徑方面，微型鋼管樁的直徑一般小于300mm，常見的有76mm、108mm、159mm、219mm等。較小的樁徑適用于場地狹窄、對施工空間要求較高的工程，能夠在有限的空間內(nèi)靈活布置。在城市老舊小區(qū)的邊坡治理中，由于場地狹窄，大型施工設(shè)備難以進入，采用76mm或108mm的小直徑微型鋼管樁可以順利施工。而在一些對承載能力要求較高的邊坡工程中，則可能需要選擇較大直徑的微型鋼管樁，如219mm的樁徑能夠提供更大的承載面積和更強的抗滑能力。樁長的選擇主要取決于邊坡的地質(zhì)條件、滑裂面深度以及工程對樁體錨固深度的要求。在淺層滑坡的治理中，樁長可能較短，一般在5-10m左右；而對于深層滑坡，為了確保樁體能夠穿越滑裂面并錨固到穩(wěn)定的土層或巖層中，樁長可能需要達到20-30m甚至更長。例如，在某山區(qū)深層滑坡治理工程中，根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果，滑裂面深度較深，為了有效抵抗滑坡推力，微型鋼管樁的樁長設(shè)計為25m。壁厚的大小影響著微型鋼管樁的強度和剛度。一般來說，壁厚越大，樁體的強度和剛度越高，但同時成本也會增加。在實際工程中，需要根據(jù)樁體所承受的荷載大小、地質(zhì)條件等因素來綜合確定壁厚。對于承受荷載較小且地質(zhì)條件較好的情況，可以選擇相對較薄的壁厚，如3-5mm；而在承受較大荷載或地質(zhì)條件復(fù)雜的情況下，則需要增加壁厚，如8-12mm。在砂土地層中，由于土體的摩阻力較大，為了保證微型鋼管樁的穩(wěn)定性，可能需要選擇8mm左右的壁厚。材料和規(guī)格對微型鋼管樁的性能和應(yīng)用有著顯著的影響。不同的材料決定了微型鋼管樁的基本力學(xué)性能和耐久性，而合理的規(guī)格設(shè)計則能夠使其更好地適應(yīng)不同的工程條件。如果材料選擇不當(dāng)，可能導(dǎo)致樁體在使用過程中出現(xiàn)強度不足、腐蝕損壞等問題，影響邊坡治理的效果。若規(guī)格設(shè)計不合理，如樁徑過小可能無法提供足夠的承載能力，樁長過短則無法有效錨固到穩(wěn)定地層，從而降低微型鋼管樁的加固效果。因此，在微型鋼管樁的設(shè)計和應(yīng)用中，必須充分考慮材料和規(guī)格的選擇，以確保其能夠滿足邊坡治理工程的實際需求。三、微型鋼管樁在邊坡治理中的應(yīng)用案例分析3.1案例一：山區(qū)公路邊坡加固3.1.1工程概況某山區(qū)公路位于地形復(fù)雜的山區(qū)，該區(qū)域地勢起伏較大，地質(zhì)條件較為復(fù)雜。公路沿線的邊坡主要由粉質(zhì)黏土、強風(fēng)化砂巖和中風(fēng)化砂巖組成。粉質(zhì)黏土主要分布在邊坡表層，厚度約為2-4m，呈軟塑-可塑狀態(tài)，其天然含水率較高，一般在25%-35%之間，抗剪強度較低，內(nèi)摩擦角約為15°-20°，粘聚力約為10-15kPa。強風(fēng)化砂巖位于粉質(zhì)黏土之下，厚度約為3-6m，巖石風(fēng)化程度較高，巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，其單軸抗壓強度一般在5-10MPa之間。中風(fēng)化砂巖則作為相對穩(wěn)定的底層，巖體較為完整，單軸抗壓強度可達30-50MPa。該山區(qū)年降水量豐富，且降雨集中在夏季，年平均降水量達到1500mm左右，夏季降水量占全年降水量的70%以上。長期的雨水沖刷對邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。在連續(xù)強降雨后，公路某段邊坡出現(xiàn)了明顯的失穩(wěn)跡象。邊坡坡面出現(xiàn)多條裂縫，裂縫寬度在5-20cm之間，長度可達數(shù)米，且裂縫深度難以準(zhǔn)確測量，但根據(jù)經(jīng)驗判斷，已深入到強風(fēng)化砂巖內(nèi)部。部分區(qū)域的土體開始出現(xiàn)滑落現(xiàn)象，形成小型的坍塌坑，滑坡體的體積初步估算約為500-800m3。如果不及時對該邊坡進行加固處理，隨著雨水的繼續(xù)沖刷和時間的推移，滑坡范圍可能進一步擴大，不僅會對公路的正常通行造成嚴(yán)重影響，導(dǎo)致交通中斷，增加公路修復(fù)成本，還可能對過往車輛和行人的生命安全構(gòu)成巨大威脅。3.1.2施工過程針對該邊坡失穩(wěn)問題，工程團隊決定采用微型鋼管樁進行加固。在施工前，進行了一系列充分的準(zhǔn)備工作。對邊坡進行了詳細(xì)的地質(zhì)勘察，采用鉆探、物探等多種方法，進一步明確了邊坡的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、滑裂面深度以及巖土體的物理力學(xué)參數(shù)，為后續(xù)的設(shè)計和施工提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。根據(jù)勘察結(jié)果，結(jié)合相關(guān)規(guī)范和工程經(jīng)驗，進行了微型鋼管樁的設(shè)計，確定了施工方案。對施工場地進行了平整和清理，確保施工設(shè)備能夠順利進場和作業(yè)。同時，準(zhǔn)備好施工所需的材料，如鋼管、水泥、砂石等，并對材料的質(zhì)量進行嚴(yán)格檢驗，確保符合設(shè)計要求。施工過程嚴(yán)格按照設(shè)計方案和施工規(guī)范進行。首先，進行樁位測量放線，使用全站儀等測量儀器，根據(jù)設(shè)計圖紙準(zhǔn)確確定每根微型鋼管樁的位置，并做好標(biāo)記，確保樁位偏差控制在允許范圍內(nèi)。在鉆孔環(huán)節(jié)，選用了適合該地質(zhì)條件的小型鉆機。由于邊坡表層為粉質(zhì)黏土，容易出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，因此在鉆孔過程中采用了泥漿護壁的方法，通過向鉆孔內(nèi)注入優(yōu)質(zhì)泥漿，維持孔壁的穩(wěn)定性。泥漿的比重控制在1.1-1.3之間，粘度為18-22s。在鉆進過程中，密切關(guān)注鉆機的運行情況和鉆孔的垂直度，通過調(diào)整鉆機的參數(shù)和操作方式，確保鉆孔垂直度偏差不超過1%。當(dāng)鉆孔達到設(shè)計深度后，進行清孔作業(yè)，將孔內(nèi)的泥漿、巖屑等雜物清理干凈，保證孔底沉渣厚度不超過50mm。鋼管樁的插入是施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。選用的鋼管為Q345低合金鋼管，具有較高的強度和良好的韌性，規(guī)格為直徑159mm，壁厚8mm。在插入鋼管前，對鋼管進行了外觀檢查，確保無裂縫、變形等缺陷。采用吊車將鋼管吊起，緩慢插入鉆孔中，插入過程中保持鋼管的垂直度，避免鋼管與孔壁碰撞導(dǎo)致變形。為了確保鋼管能夠順利插入到設(shè)計深度，在鋼管底部設(shè)置了錐形導(dǎo)向頭，減少插入阻力。注漿是微型鋼管樁施工的重要步驟，其目的是使鋼管與周圍土體形成一個整體，提高樁體的承載能力和抗滑性能。注漿材料選用了水泥漿，水灰比控制在0.5-0.6之間，為了提高水泥漿的早期強度和耐久性，在水泥漿中添加了適量的早強劑和減水劑。早強劑的摻量為水泥用量的3%，減水劑的摻量為水泥用量的0.5%。注漿采用了壓力注漿的方式，使用注漿泵將水泥漿通過鋼管底部的注漿孔注入到鉆孔中，注漿壓力控制在0.5-1.0MPa之間。在注漿過程中，密切觀察注漿壓力和注漿量的變化，當(dāng)注漿壓力達到設(shè)計值且注漿量不再增加時，停止注漿。為了確保注漿質(zhì)量，在注漿完成后，對部分樁進行了抽芯檢測，檢查水泥漿的密實度和樁體與土體的粘結(jié)情況。3.1.3參數(shù)設(shè)計微型鋼管樁的設(shè)計參數(shù)是根據(jù)邊坡的地質(zhì)條件、失穩(wěn)情況以及工程要求等因素綜合確定的。樁徑方面，經(jīng)過計算和分析，選用了159mm的樁徑。該樁徑既能滿足邊坡加固對承載能力的要求，又能在施工場地和施工設(shè)備條件限制下順利施工。如果樁徑過小，可能無法提供足夠的抗滑力；而樁徑過大，則會增加施工難度和成本，且在狹窄的邊坡施工場地中難以操作。樁長的確定主要考慮滑裂面的深度和樁體的錨固長度。根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果，滑裂面深度約為8-10m，為了確保樁體能夠有效穿越滑裂面并錨固到穩(wěn)定的中風(fēng)化砂巖中，樁長設(shè)計為12m，其中錨固長度為4m。這樣的樁長設(shè)計能夠保證微型鋼管樁在邊坡土體中提供穩(wěn)定的支撐力，有效抵抗滑坡推力。樁間距的合理設(shè)計對于微型鋼管樁的加固效果至關(guān)重要。樁間距過小，會增加工程成本，且可能導(dǎo)致樁間土體的應(yīng)力集中；樁間距過大，則無法充分發(fā)揮微型鋼管樁的協(xié)同作用，降低加固效果。通過計算和工程經(jīng)驗，最終確定樁間距為1.5m。在這個樁間距下，微型鋼管樁能夠形成有效的樁土復(fù)合結(jié)構(gòu)，共同承受滑坡推力，提高邊坡的穩(wěn)定性。樁的布置形式采用了梅花形布置。這種布置形式相比矩形布置，能夠更好地分散滑坡推力，提高樁土之間的協(xié)同工作能力。在梅花形布置下，每根樁周圍的土體受力更加均勻，樁與樁之間的相互作用更強，從而增強了整個加固體系的穩(wěn)定性。3.1.4治理效果分析為了評估微型鋼管樁對該山區(qū)公路邊坡的治理效果，在施工完成后，對邊坡進行了長期的穩(wěn)定性監(jiān)測和位移控制效果監(jiān)測。穩(wěn)定性監(jiān)測采用了多種方法，包括定期進行地質(zhì)勘察，觀察邊坡土體的變化情況；使用全站儀等測量儀器，監(jiān)測邊坡的水平位移和垂直位移；通過埋設(shè)孔隙水壓力計，監(jiān)測邊坡土體中的孔隙水壓力變化。經(jīng)過一年多的監(jiān)測，結(jié)果表明，邊坡的穩(wěn)定性得到了顯著提高。邊坡坡面未再出現(xiàn)新的裂縫，原有的裂縫也未進一步發(fā)展。通過位移監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，邊坡的水平位移和垂直位移均控制在允許范圍內(nèi)，水平位移最大不超過10mm，垂直位移最大不超過5mm?？紫端畨毫τ嫷臄?shù)據(jù)顯示，土體中的孔隙水壓力在正常范圍內(nèi)波動，未出現(xiàn)異常升高的情況，表明邊坡土體的應(yīng)力狀態(tài)處于穩(wěn)定狀態(tài)。在位移控制方面，微型鋼管樁發(fā)揮了重要作用。在施工后的初期，邊坡位移迅速減小，隨著時間的推移，位移逐漸趨于穩(wěn)定。通過與施工前的位移數(shù)據(jù)對比，位移減小幅度達到了80%以上。這說明微型鋼管樁有效地限制了邊坡土體的滑動，控制了位移的發(fā)展。從長期監(jiān)測結(jié)果來看，邊坡位移在后續(xù)的時間里保持穩(wěn)定，未出現(xiàn)反彈現(xiàn)象，證明了微型鋼管樁加固邊坡的長期有效性。通過對治理后的邊坡進行穩(wěn)定性分析，采用極限平衡法等方法計算邊坡的穩(wěn)定系數(shù)，結(jié)果表明，邊坡的穩(wěn)定系數(shù)由施工前的1.05提高到了1.35以上，滿足了工程對邊坡穩(wěn)定性的要求。3.1.5經(jīng)驗與問題總結(jié)通過該山區(qū)公路邊坡加固工程，積累了寶貴的成功經(jīng)驗。微型鋼管樁在狹窄場地和復(fù)雜地質(zhì)條件下展現(xiàn)出了良好的適用性。其直徑小、施工設(shè)備靈活的特點，使得在山區(qū)公路邊坡這樣場地受限的環(huán)境中能夠順利施工，解決了傳統(tǒng)大型抗滑樁無法施工的難題。合理的參數(shù)設(shè)計是確保微型鋼管樁加固效果的關(guān)鍵。在設(shè)計過程中，充分考慮邊坡的地質(zhì)條件、失穩(wěn)原因等因素，準(zhǔn)確確定樁徑、樁長、樁間距和布置形式等參數(shù)，為工程的成功實施奠定了基礎(chǔ)。嚴(yán)格的施工過程控制也是保證工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。從樁位測量放線、鉆孔、鋼管樁插入到注漿等每一個施工步驟，都嚴(yán)格按照設(shè)計要求和施工規(guī)范進行操作，確保了微型鋼管樁的施工質(zhì)量。然而，在工程實施過程中也暴露出一些問題。部分鉆孔在鉆進過程中遇到了孤石，導(dǎo)致鉆孔難度增加，施工進度受到一定影響。雖然采取了更換鉆頭、調(diào)整鉆進參數(shù)等措施，但仍花費了較多的時間和成本。在注漿過程中，由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性，個別樁出現(xiàn)了注漿不密實的情況。盡管通過補漿等措施進行了處理，但這也提醒在今后的工程中需要進一步優(yōu)化注漿工藝，提高注漿質(zhì)量的可靠性。施工過程中對周邊環(huán)境的影響也需要關(guān)注。雖然微型鋼管樁施工對環(huán)境的影響相對較小，但在鉆孔和注漿過程中仍會產(chǎn)生一定的泥漿和噪聲，需要加強環(huán)境保護措施，減少對周邊生態(tài)環(huán)境和居民生活的影響。針對這些問題，在今后的工程中可以采取更詳細(xì)的地質(zhì)勘察，提前發(fā)現(xiàn)可能存在的孤石等障礙物，制定相應(yīng)的應(yīng)對方案；改進注漿設(shè)備和工藝，提高注漿的均勻性和密實度；加強施工過程中的環(huán)境保護管理，采取有效的降噪、降塵和泥漿處理措施，以更好地應(yīng)用微型鋼管樁技術(shù)進行邊坡治理。3.2案例二：鋼廠填土邊坡滑坡治理3.2.1工程概況某鋼廠工業(yè)場地邊坡滑坡治理工程，原設(shè)計采用扶壁式擋墻支護，并在坡面種植草皮防護。但在前期，該邊坡各處已出現(xiàn)滑移現(xiàn)象，坡面可見明顯裂縫。經(jīng)勘察分析，該邊坡主要由填土構(gòu)成，填土結(jié)構(gòu)松散，強度較低，且具有一定的透水性。在雨水下滲的影響下，土體抗剪強度降低，最終導(dǎo)致邊坡在填土體內(nèi)部產(chǎn)生滑移。該場地的年平均降水量約為800-1000mm，降水集中在夏季，約占全年降水量的60%-70%。連續(xù)的降雨使得大量雨水滲入填土中，使填土處于飽水狀態(tài)，重度增加，有效應(yīng)力減小，抗剪強度進一步降低，從而引發(fā)了滑坡。3.2.2施工過程針對該鋼廠填土邊坡滑坡問題，工程團隊決定采用注漿微型鋼管樁進行治理。施工前，進行了全面的地質(zhì)勘察，詳細(xì)了解了填土的物理力學(xué)性質(zhì)、厚度分布、地下水位以及潛在滑裂面的位置等信息。根據(jù)勘察結(jié)果，設(shè)計了微型鋼管樁的施工方案。對施工場地進行了清理和平整，為后續(xù)施工創(chuàng)造良好條件。施工時，首先進行樁位測量放線，使用全站儀精確確定每根微型鋼管樁的位置，并做好標(biāo)記，保證樁位偏差不超過規(guī)范要求。鉆孔采用小型回轉(zhuǎn)鉆機，由于填土較為松散，在鉆孔過程中嚴(yán)格控制鉆進速度和泥漿的注入量，以防止塌孔。泥漿選用優(yōu)質(zhì)膨潤土制備，泥漿比重控制在1.15-1.25之間，粘度為20-25s。鉆孔達到設(shè)計深度后，進行清孔作業(yè)，確?？椎壮猎穸炔怀^30mm。選用的鋼管為Q235普通碳素鋼管，規(guī)格為直徑108mm，壁厚6mm。在插入鋼管前，對鋼管進行了外觀檢查和防腐處理，在鋼管表面涂刷防腐漆，以延長其使用壽命。利用吊車將鋼管緩慢插入鉆孔中，確保鋼管垂直且插入深度達到設(shè)計要求。注漿采用純水泥漿，水灰比為0.45-0.55，為了提高水泥漿的早期強度，添加了適量的早強劑，早強劑摻量為水泥用量的2%-3%。采用壓力注漿方式，注漿壓力控制在0.3-0.8MPa。在注漿過程中，密切觀察注漿壓力和注漿量的變化，當(dāng)注漿壓力達到設(shè)計值且穩(wěn)壓一定時間后，停止注漿。為了確保注漿質(zhì)量，對部分樁進行了無損檢測，檢測結(jié)果表明樁身完整性良好，注漿飽滿。3.2.3參數(shù)設(shè)計根據(jù)該邊坡的地質(zhì)條件和滑坡情況，對微型鋼管樁的參數(shù)進行了精心設(shè)計。樁徑選擇108mm，這個尺寸既能滿足填土邊坡加固的基本承載要求，又能在有限的施工空間內(nèi)方便施工，且成本相對較低。樁長根據(jù)潛在滑裂面的深度和錨固要求確定為8m，其中錨固段長度為3m，以保證微型鋼管樁能夠有效穿越滑裂面并錨固在穩(wěn)定的土層中，提供足夠的抗滑力。樁間距設(shè)計為1.2m，采用梅花形布置。梅花形布置可以使樁與樁之間的土體受力更加均勻，增強樁土之間的協(xié)同工作能力，有效提高邊坡的整體穩(wěn)定性。相比矩形布置，梅花形布置在相同樁數(shù)的情況下，能夠更好地抵抗滑坡推力。同時，在樁頂設(shè)置了鋼筋混凝土連梁，連梁的尺寸為300mm×300mm，將微型鋼管樁連接成一個整體，進一步增強了加固體系的整體性和穩(wěn)定性。連梁內(nèi)配置了適量的鋼筋，主筋采用直徑16mm的HRB400鋼筋，箍筋采用直徑8mm的HPB300鋼筋，間距為200mm。3.2.4治理效果分析在施工完成后，對該鋼廠填土邊坡進行了長期的監(jiān)測。采用全站儀定期測量邊坡的水平位移和垂直位移，同時在坡體內(nèi)埋設(shè)了測斜管，監(jiān)測土體的深層位移。在坡體表面和內(nèi)部設(shè)置了孔隙水壓力計，監(jiān)測孔隙水壓力的變化。經(jīng)過兩年多的監(jiān)測，結(jié)果顯示，邊坡的水平位移和垂直位移均得到了有效控制。水平位移最大值不超過8mm，垂直位移最大值不超過3mm，位移變化曲線逐漸趨于平緩，表明邊坡已趨于穩(wěn)定?？紫端畨毫ΡO(jiān)測數(shù)據(jù)表明，在降雨等工況下，孔隙水壓力雖有一定波動，但始終處于安全范圍內(nèi)，未出現(xiàn)異常升高的情況，說明微型鋼管樁加固后，邊坡土體的抗?jié)B性能和穩(wěn)定性得到了提高。通過對治理后的邊坡進行穩(wěn)定性分析，采用瑞典條分法等方法計算邊坡的穩(wěn)定系數(shù)，結(jié)果表明，邊坡的穩(wěn)定系數(shù)由施工前的1.08提高到了1.40以上，滿足了工程對邊坡穩(wěn)定性的要求。在實際運營過程中，邊坡未再出現(xiàn)新的滑移和裂縫等現(xiàn)象，證明了微型鋼管樁對該鋼廠填土邊坡滑坡治理的有效性和可靠性。3.2.5經(jīng)驗與問題總結(jié)該鋼廠填土邊坡滑坡治理工程中，采用注漿微型鋼管樁取得了較好的治理效果，積累了寶貴的經(jīng)驗。微型鋼管樁在填土邊坡治理中展現(xiàn)出良好的適應(yīng)性，其施工速度快、對場地要求低的特點，能夠在工業(yè)場地復(fù)雜的環(huán)境中快速實施，減少對鋼廠生產(chǎn)運營的影響。合理的參數(shù)設(shè)計和施工工藝是保證治理效果的關(guān)鍵。通過準(zhǔn)確的地質(zhì)勘察，結(jié)合工程實際情況，確定了合適的樁徑、樁長、樁間距和布置形式，以及嚴(yán)格控制鉆孔、注漿等施工環(huán)節(jié)，確保了微型鋼管樁的質(zhì)量和加固效果。然而，在工程實施過程中也遇到了一些問題。在施工過程中，由于場地內(nèi)地下管線較多，部分樁位需要進行調(diào)整，增加了施工的復(fù)雜性和難度。這提示在施工前，應(yīng)更加詳細(xì)地調(diào)查場地內(nèi)的地下管線分布情況，提前做好避讓和保護措施。在注漿過程中，個別樁出現(xiàn)了冒漿現(xiàn)象，雖然及時采取了封堵措施，但影響了施工進度和注漿質(zhì)量。后續(xù)需要進一步優(yōu)化注漿工藝，控制注漿壓力和注漿量，避免類似問題的再次發(fā)生。在長期監(jiān)測過程中，發(fā)現(xiàn)部分監(jiān)測設(shè)備受到環(huán)境因素的影響，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性有所下降。需要加強監(jiān)測設(shè)備的維護和管理，選擇更可靠的監(jiān)測設(shè)備，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，以便及時發(fā)現(xiàn)邊坡可能出現(xiàn)的問題并采取相應(yīng)措施。3.3案例三：橋梁主墩邊坡支擋防護3.3.1工程概況納晴高速六枝特大橋采用六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計速度為100km/h，單幅橋面寬度達16.55m。其主橋為(166+3×320+166)m=1292m的預(yù)應(yīng)力混凝土懸澆空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋，主墩為6-9#橋墩。其中9#主墩左右幅承臺為獨立式階梯布置，承臺尺寸均為36m×15.75m×6.5m(長×寬×高)，兩幅承臺高差8.5m(左幅高)，單個承臺群樁數(shù)量為17根，樁徑?3.1m，橫橋向6×5×6(根)布置，樁基礎(chǔ)均采用鉆(挖)孔灌注樁。9#主墩左側(cè)邊坡表層為含玄武巖碎塊石、碎石15%-25%的土層，厚度約2.0-5.0m。下伏較破碎狀中風(fēng)化穩(wěn)定玄武巖，巖層產(chǎn)狀為47∠68°，還發(fā)育有2組方向性和規(guī)律性極強的結(jié)構(gòu)面：L1：325∠72°；L2：208∠31°，為張性節(jié)理，主要的節(jié)理產(chǎn)狀均較陡，貫通性較差。其中L2是影響主墩岸坡穩(wěn)定性的主要節(jié)理，是構(gòu)成卸荷裂隙的主要節(jié)理，但從地表調(diào)查及物探結(jié)果來看，節(jié)理橫向、垂向發(fā)育較淺、貫通性差。主墩處山體下部近坡腳處，自然坡體穩(wěn)定，總體為較陡傾順向坡結(jié)構(gòu)，距臨江臨空面較遠(yuǎn)，主墩處坡體是穩(wěn)定的。不過，主要需考慮施工場地及基坑開挖的仰坡及邊坡穩(wěn)定性問題，尤其是南側(cè)仰坡坑壁斷面巖層易發(fā)生順流面層(強風(fēng)化與中風(fēng)化界面)滑塌，需要進行支擋防護，原設(shè)計支擋防護形式為11根抗滑樁。3.3.2施工過程9#主墩左幅左側(cè)邊坡原設(shè)計采用11根抗滑樁支擋防護，除5#抗滑樁斷面尺寸為3×3m外，其余10根抗滑樁斷面尺寸為2×3m。左幅主墩群樁施工前需先施工完抗滑樁，完成對左側(cè)邊坡的支擋，然后在邊坡上開挖17根樁徑?3.1m的群樁樁基。但11根抗滑樁需分多輪次進行開挖與澆筑作業(yè)，施工時長較長，左右幅工期相差最短為60d，按與業(yè)主簽訂合同，計劃進度嚴(yán)重滯后，也將影響整個橋梁的總體工期。為盡快啟動左幅群樁樁基施工，決定在左側(cè)邊坡口增加微型鋼管樁臨時防護。施工前，對邊坡進行了詳細(xì)的地質(zhì)勘察，進一步明確了邊坡的地質(zhì)條件、潛在滑裂面位置以及巖土體參數(shù)。依據(jù)勘察結(jié)果，設(shè)計了微型鋼管樁的施工方案，準(zhǔn)備好施工所需的材料和設(shè)備。施工時，首先進行樁位測量放線，使用全站儀精準(zhǔn)確定每根微型鋼管樁的位置并做好標(biāo)記。鉆孔選用小型潛孔鉆機，由于邊坡地質(zhì)條件復(fù)雜，在鉆孔過程中嚴(yán)格控制鉆進參數(shù)，確保鉆孔垂直度。鉆孔達到設(shè)計深度后，進行清孔作業(yè)，保證孔內(nèi)清潔。選用的鋼管為Q345低合金鋼管，規(guī)格為直徑108mm，壁厚6mm。采用吊車將鋼管插入鉆孔中，確保插入深度。注漿采用水泥漿，水灰比控制在0.5-0.6之間，添加適量早強劑。采用壓力注漿方式，注漿壓力控制在0.5-1.0MPa。3.3.3參數(shù)設(shè)計微型鋼管樁的參數(shù)設(shè)計根據(jù)邊坡的實際情況和工程要求確定。樁徑選擇108mm，既能滿足臨時防護對承載能力的基本要求，又便于在有限空間內(nèi)施工。樁長根據(jù)潛在滑裂面深度和錨固要求確定為6m，其中錨固段長度為2m，以保證微型鋼管樁能夠有效錨固在穩(wěn)定地層中，提供足夠的抗滑力。樁間距設(shè)計為1.0m，采用梅花形布置。梅花形布置可使樁與樁之間的土體受力更均勻，增強樁土協(xié)同工作能力，提高邊坡的整體穩(wěn)定性。在樁頂設(shè)置了鋼筋混凝土連梁，連梁尺寸為250mm×250mm，將微型鋼管樁連接成一個整體。連梁內(nèi)配置適量鋼筋，主筋采用直徑14mm的HRB400鋼筋，箍筋采用直徑8mm的HPB300鋼筋，間距為200mm。3.3.4治理效果分析微型鋼管樁施工完成后，對邊坡進行了位移監(jiān)測和穩(wěn)定性分析。位移監(jiān)測采用全站儀定期測量邊坡的水平位移和垂直位移。經(jīng)過監(jiān)測，結(jié)果顯示，邊坡的水平位移和垂直位移均得到了有效控制。在施工期間及后續(xù)觀測期內(nèi)，水平位移最大值不超過6mm，垂直位移最大值不超過2mm，位移變化曲線逐漸趨于平緩，表明邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。通過對治理后的邊坡進行穩(wěn)定性分析，采用極限平衡法計算邊坡的穩(wěn)定系數(shù)，結(jié)果表明，邊坡的穩(wěn)定系數(shù)由施工前的1.10提高到了1.30以上，滿足了主墩群樁樁基施工對邊坡穩(wěn)定性的要求。在群樁樁基施工過程中，邊坡未出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，保障了施工的安全進行。3.3.5經(jīng)驗與問題總結(jié)在納晴高速六枝特大橋9#主墩左側(cè)邊坡支擋防護工程中，采用微型鋼管樁作為臨時防護措施，取得了良好的效果。微型鋼管樁施工速度快，能在短時間內(nèi)完成對邊坡的支擋，滿足了工期要求，為后續(xù)主墩群樁樁基施工爭取了時間。合理的參數(shù)設(shè)計和施工工藝確保了微型鋼管樁的質(zhì)量和加固效果，有效保障了邊坡的穩(wěn)定性。然而，在工程實施過程中也遇到了一些問題。由于邊坡地質(zhì)條件復(fù)雜，鉆孔過程中遇到了一些破碎帶，導(dǎo)致鉆孔難度增加，部分鉆孔出現(xiàn)了塌孔現(xiàn)象。雖然及時采取了泥漿護壁和調(diào)整鉆進參數(shù)等措施進行處理，但仍對施工進度產(chǎn)生了一定影響。在注漿過程中，個別樁出現(xiàn)了注漿壓力不穩(wěn)定的情況，需要進一步優(yōu)化注漿工藝和設(shè)備，確保注漿質(zhì)量。在施工過程中，還需要加強對周邊環(huán)境的保護，減少施工對周圍生態(tài)環(huán)境的影響。針對這些問題，在今后的工程中應(yīng)加強地質(zhì)勘察，提前制定應(yīng)對復(fù)雜地質(zhì)條件的方案；改進注漿工藝和設(shè)備，提高注漿的穩(wěn)定性和可靠性；強化施工過程中的環(huán)境保護措施，實現(xiàn)工程建設(shè)與環(huán)境保護的協(xié)調(diào)發(fā)展。四、微型鋼管樁在邊坡治理中的作用機理分析4.1支護作用機理微型鋼管樁在邊坡治理中通過形成抗滑樁群發(fā)揮支護作用，其與土體相互作用的過程較為復(fù)雜，涉及多個力學(xué)原理，本質(zhì)上是通過改變邊坡土體的力學(xué)狀態(tài)來提高邊坡的整體穩(wěn)定性。當(dāng)邊坡土體出現(xiàn)滑動趨勢時，會產(chǎn)生滑動力，該滑動力作用于微型鋼管樁。微型鋼管樁憑借自身的強度和剛度，抵抗滑動力的作用。從材料力學(xué)角度來看，微型鋼管樁一般采用高強度鋼材制作，具有較高的抗壓、抗拉和抗彎強度。在承受滑動力時，樁身會產(chǎn)生內(nèi)力，主要包括軸力、彎矩和剪力。軸力是由于樁身受到軸向的拉力或壓力而產(chǎn)生的，它可以抵抗土體的豎向移動；彎矩則是由于樁身受到水平力或偏心荷載的作用而產(chǎn)生的，使樁身發(fā)生彎曲變形，從而抵抗土體的水平位移；剪力是由于樁身受到平行于樁身軸線方向的力而產(chǎn)生的，它可以抵抗土體的剪切變形。微型鋼管樁與周圍土體之間存在著相互作用的荷載傳遞機制。在樁土接觸面上，土體對樁體產(chǎn)生側(cè)摩阻力，樁體對土體產(chǎn)生反作用力。側(cè)摩阻力的大小與土體的性質(zhì)、樁身表面的粗糙度以及樁土之間的相對位移等因素有關(guān)。一般來說，在樁土相對位移較小時，側(cè)摩阻力隨著位移的增加而逐漸增大，當(dāng)位移達到一定程度后，側(cè)摩阻力達到極限值，不再隨位移的增加而增大。樁端也會承受一部分土體的壓力，即樁端阻力。樁端阻力的大小主要取決于樁端的持力層性質(zhì)和樁的入土深度等因素。在微型鋼管樁的工作過程中，樁側(cè)摩阻力和樁端阻力共同作用，將土體的荷載傳遞到樁體上，進而分散到穩(wěn)定的地層中。微型鋼管樁在邊坡中形成的樁群能夠與土體形成一個協(xié)同工作的體系。當(dāng)邊坡土體發(fā)生變形時，樁體與周圍土體之間的相互約束作用會限制土體的進一步變形。在樁群的作用下，土體的應(yīng)力狀態(tài)得到調(diào)整，原本不均勻的應(yīng)力分布變得更加均勻。這是因為樁體的存在改變了土體的受力路徑，使得土體中的應(yīng)力能夠通過樁體傳遞到更深層的穩(wěn)定土體中。樁群之間的土體也會受到樁體的約束，形成類似于土拱的效應(yīng)。土拱效應(yīng)是指在樁間土體中，由于樁體的存在，土體在一定范圍內(nèi)形成拱形結(jié)構(gòu)，從而使土體能夠承受更大的荷載。這種土拱效應(yīng)不僅可以提高樁間土體的穩(wěn)定性，還可以將一部分荷載傳遞到相鄰的樁體上，增強整個樁土體系的承載能力。從邊坡整體穩(wěn)定性的角度來看，微型鋼管樁的支護作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面。微型鋼管樁提高了邊坡土體的抗剪強度。通過樁土之間的相互作用，樁體對周圍土體產(chǎn)生約束，使土體的內(nèi)摩擦角和黏聚力得到提高，從而增強了土體的抗剪能力。微型鋼管樁改變了滑動力和抗滑力的平衡關(guān)系。在未加固的邊坡中，滑動力可能大于抗滑力，導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。而微型鋼管樁的存在增加了抗滑力，使抗滑力大于或等于滑動力，從而保證了邊坡的穩(wěn)定。微型鋼管樁還可以減小邊坡的變形。由于樁體的約束作用，邊坡土體在受力時的變形得到限制，從而減少了邊坡的位移和裂縫的產(chǎn)生，降低了邊坡破壞的可能性。以某山區(qū)公路邊坡治理工程為例，在該邊坡中采用了微型鋼管樁進行加固。在施工前，通過地質(zhì)勘察了解到該邊坡的土體主要為粉質(zhì)黏土，內(nèi)摩擦角為18°，黏聚力為12kPa。在采用微型鋼管樁加固后，通過現(xiàn)場測試和數(shù)值模擬分析發(fā)現(xiàn)，樁周土體的內(nèi)摩擦角提高到了22°，黏聚力提高到了15kPa。在受到相同的滑坡推力作用下，未加固邊坡的水平位移達到了50mm，而加固后的邊坡水平位移僅為10mm，有效控制了邊坡的變形。該工程案例充分說明了微型鋼管樁在邊坡治理中的支護作用機理，通過提高土體抗剪強度、改變滑動力和抗滑力平衡關(guān)系以及減小邊坡變形，顯著提高了邊坡的整體穩(wěn)定性。4.2控制位移機理微型鋼管樁憑借自身良好的抗滑性能，在邊坡治理中對控制位移發(fā)揮著關(guān)鍵作用。當(dāng)邊坡土體在各種因素作用下產(chǎn)生滑動趨勢時，微型鋼管樁通過合理的布局和施工，與土體形成緊密的相互作用體系，有效限制土體的位移，保障邊坡的穩(wěn)定性。從抗滑性能的角度來看，微型鋼管樁具有較高的強度和剛度。其樁身采用高強度鋼材制作，能夠承受較大的荷載。在邊坡土體發(fā)生滑動時，樁身會受到來自土體的推力，樁體憑借自身的強度和剛度，抵抗這種推力，阻止土體的滑動。根據(jù)材料力學(xué)原理，樁身的抗彎強度和抗壓強度決定了其抵抗土體推力的能力。例如，對于直徑為159mm、壁厚8mm的Q345低合金鋼管樁，其抗彎強度設(shè)計值可達310MPa，抗壓強度設(shè)計值可達295MPa。在某邊坡治理工程中，通過現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)邊坡土體對微型鋼管樁施加的推力達到500kN時，樁身僅產(chǎn)生了微小的變形，依然能夠有效地抵抗土體的滑動。微型鋼管樁的布局方式對控制位移效果有著重要影響。合理的樁間距和布置形式能夠使樁體更好地發(fā)揮協(xié)同作用。一般來說，較小的樁間距可以增強樁土之間的相互約束，提高樁體對土體位移的控制能力。但樁間距過小會增加工程成本，且可能導(dǎo)致樁間土體應(yīng)力集中。因此，需要根據(jù)邊坡的地質(zhì)條件、土體性質(zhì)以及滑坡推力等因素，綜合確定樁間距。樁的布置形式常見的有梅花形和矩形。梅花形布置能夠使樁體在空間上分布更加均勻，樁與樁之間的土體受力更加均衡，從而更好地控制邊坡位移。在某山區(qū)公路邊坡治理工程中，通過數(shù)值模擬對比了梅花形布置和矩形布置的微型鋼管樁對邊坡位移的控制效果。結(jié)果表明，在相同的工況下，采用梅花形布置的微型鋼管樁，邊坡的最大水平位移比矩形布置時減小了15%，最大垂直位移減小了10%，充分說明了梅花形布置在控制位移方面的優(yōu)勢。施工質(zhì)量也是影響微型鋼管樁控制位移效果的關(guān)鍵因素。在施工過程中，樁的垂直度、入土深度以及注漿質(zhì)量等都會對樁體的性能產(chǎn)生影響。如果樁的垂直度偏差過大，會導(dǎo)致樁身受力不均，降低樁體的抗滑能力。入土深度不足則無法使樁體有效錨固在穩(wěn)定地層中，難以發(fā)揮其應(yīng)有的作用。注漿質(zhì)量差會影響樁土之間的粘結(jié)強度，降低樁土協(xié)同工作能力。在某邊坡治理項目中，由于部分微型鋼管樁在施工時垂直度偏差超過了允許范圍，在邊坡土體發(fā)生滑動時，這些樁體首先發(fā)生了破壞，導(dǎo)致周邊土體位移增大，影響了整個邊坡的穩(wěn)定性。因此，在施工過程中，必須嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，確保微型鋼管樁的各項施工參數(shù)符合設(shè)計要求。以某山區(qū)公路邊坡治理工程為例，該邊坡在治理前，由于長期受雨水沖刷和風(fēng)化作用，土體出現(xiàn)了明顯的滑動跡象，坡面位移較大。采用微型鋼管樁進行加固后，通過合理設(shè)計樁徑、樁長、樁間距和布置形式，并嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，邊坡位移得到了有效控制。在施工后的監(jiān)測期內(nèi)，通過全站儀對邊坡位移進行監(jiān)測，結(jié)果顯示，邊坡的水平位移和垂直位移均得到了顯著抑制。水平位移從治理前的每月平均增加15mm，降低到治理后的每月平均增加不超過2mm；垂直位移從治理前的每月平均增加8mm，降低到治理后的每月平均增加不超過1mm。這一案例充分證明了微型鋼管樁在控制邊坡位移方面的有效性，通過合理布局和嚴(yán)格施工，能夠有效地限制邊坡土體的位移，保障邊坡的穩(wěn)定性。4.3防止破壞機理微型鋼管樁憑借其自身的高強度和耐久性，在邊坡治理中對防止邊坡因外力作用而遭到破壞發(fā)揮著重要作用。從強度方面來看，微型鋼管樁一般采用高強度鋼材制作，如Q345低合金鋼管等。這種鋼材具有較高的屈服強度和抗拉強度，能夠承受較大的外力作用。在邊坡土體受到各種荷載作用時，如滑坡推力、土壓力、地震力等，微型鋼管樁能夠利用自身的強度特性，抵抗這些外力，阻止土體的破壞和變形。在某山區(qū)邊坡治理工程中，邊坡受到強降雨引發(fā)的滑坡推力作用，滑坡推力達到400kN/m2。采用微型鋼管樁進行加固后，通過現(xiàn)場監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，微型鋼管樁能夠承受住這一滑坡推力，樁身僅產(chǎn)生了微小的變形，有效地防止了邊坡土體的進一步滑動和破壞。耐久性是微型鋼管樁的另一個重要特性。在復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中，微型鋼管樁需要長期承受土體的壓力、地下水的侵蝕以及氣候條件的變化等因素的影響。為了提高其耐久性，在材料選擇上，除了采用高強度鋼材外，還會對鋼管進行防腐處理。在鋼管表面涂刷防腐漆、采用熱浸鍍鋅等工藝，能夠有效地防止鋼管被腐蝕，延長其使用壽命。在海邊的邊坡治理工程中，由于海水的侵蝕作用，對微型鋼管樁的耐久性要求更高。通過采用耐腐蝕性更強的鋼材，并進行多層防腐處理，微型鋼管樁能夠在惡劣的海洋環(huán)境中保持良好的性能，長期有效地防止邊坡破壞。在抵抗滑坡推力方面，微型鋼管樁通過與土體的相互作用，將滑坡推力分散到穩(wěn)定的地層中。當(dāng)邊坡發(fā)生滑坡時，滑坡體的下滑力作用在微型鋼管樁上，樁體將力傳遞給周圍的土體。由于樁體與土體之間存在摩擦力和粘結(jié)力，使得土體能夠參與抵抗滑坡推力。樁體周圍的土體在受到樁的約束作用后，其抗剪強度得到提高，從而增強了整個邊坡的抗滑能力。在某滑坡治理工程中，通過數(shù)值模擬分析發(fā)現(xiàn)，在采用微型鋼管樁加固后，滑坡體的下滑力被有效地分散，樁間土體的抗剪強度提高了20%-30%，大大增強了邊坡抵抗滑坡推力的能力，防止了邊坡的進一步破壞。在抵抗土壓力方面，微型鋼管樁同樣發(fā)揮著重要作用。土壓力是邊坡土體對支護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的側(cè)向壓力，其大小和分布與土體的性質(zhì)、邊坡的高度、坡度等因素有關(guān)。微型鋼管樁在承受土壓力時，樁身會產(chǎn)生彎矩和剪力。由于微型鋼管樁具有較高的抗彎和抗剪強度，能夠有效地抵抗土壓力的作用，保持邊坡的穩(wěn)定。在某基坑邊坡支護工程中，通過現(xiàn)場測試和理論計算，對比了設(shè)置微型鋼管樁前后邊坡土體的土壓力分布情況。結(jié)果表明，設(shè)置微型鋼管樁后，邊坡土體的土壓力得到了有效的分散和減小，樁身所承受的最大彎矩和剪力均在其允許范圍內(nèi)，從而防止了邊坡因土壓力過大而發(fā)生破壞。以某山區(qū)公路邊坡治理工程為例，該邊坡在治理前，由于長期受雨水沖刷和風(fēng)化作用，土體結(jié)構(gòu)松散，抗剪強度低，在滑坡推力和土壓力的作用下，邊坡出現(xiàn)了明顯的裂縫和滑動跡象，隨時可能發(fā)生大規(guī)模的破壞。采用微型鋼管樁進行加固后，通過合理設(shè)計樁徑、樁長、樁間距和布置形式，并對鋼管進行防腐處理，微型鋼管樁有效地承受了滑坡推力和土壓力。經(jīng)過長期監(jiān)測，邊坡未再出現(xiàn)新的裂縫和滑動現(xiàn)象，土體結(jié)構(gòu)逐漸穩(wěn)定，抗剪強度得到提高，成功地防止了邊坡因外力作用而遭到破壞。五、微型鋼管樁在邊坡治理中的設(shè)計與施工要點5.1設(shè)計要點在微型鋼管樁用于邊坡治理的設(shè)計過程中，邊坡穩(wěn)定性計算是首要且關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。常用的邊坡穩(wěn)定性計算方法包括極限平衡法、有限元法和極限分析法等。極限平衡法是一種較為經(jīng)典且應(yīng)用廣泛的方法，它基于剛體極限平衡原理，將邊坡土體視為剛體，通過分析土體在各種力作用下的平衡狀態(tài)來計算邊坡的穩(wěn)定系數(shù)。其中，瑞典條分法是極限平衡法中最基本的方法之一，它將滑動土體分成若干垂直土條，不考慮土條之間的相互作用力，假設(shè)滑動面為圓弧面，通過對每個土條進行力的平衡分析，計算出邊坡的穩(wěn)定系數(shù)。畢肖普條分法則在瑞典條分法的基礎(chǔ)上，考慮了土條之間的水平作用力，使計算結(jié)果更加準(zhǔn)確。在某山區(qū)公路邊坡治理工程中，采用畢肖普條分法對邊坡穩(wěn)定性進行計算，根據(jù)勘察得到的巖土體參數(shù)，如土體的重度、內(nèi)摩擦角、黏聚力等，以及邊坡的幾何形狀和尺寸，計算出治理前邊坡的穩(wěn)定系數(shù)為1.05，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。通過計算邊坡穩(wěn)定性，能夠明確邊坡的現(xiàn)狀和潛在風(fēng)險，為后續(xù)微型鋼管樁的設(shè)計提供重要依據(jù)。有限元法是一種基于數(shù)值計算的方法，它將邊坡土體離散為有限個單元，通過求解單元的平衡方程來得到整個邊坡的應(yīng)力、應(yīng)變和位移分布。有限元法能夠考慮土體的非線性特性、復(fù)雜的邊界條件以及樁土之間的相互作用，更真實地模擬邊坡的實際受力情況。在某復(fù)雜地質(zhì)條件下的邊坡治理工程中，利用有限元軟件對邊坡進行模擬分析，建立了包含微型鋼管樁和土體的三維模型，考慮了土體的彈塑性本構(gòu)關(guān)系和樁土之間的接觸非線性。通過模擬不同工況下邊坡的變形和破壞過程，得到了微型鋼管樁的受力分布和邊坡的位移云圖，為微型鋼管樁的設(shè)計參數(shù)優(yōu)化提供了有力支持。微型鋼管樁的布置形式對其加固效果有著重要影響。常見的布置形式有單排布置、多排布置、梅花形布置和矩形布置等。單排布置適用于邊坡穩(wěn)定性較好，滑坡推力較小的情況。在某小型邊坡治理工程中，邊坡失穩(wěn)情況較輕，采用單排微型鋼管樁進行加固，樁徑為108mm，樁間距為1.5m，通過合理的設(shè)計和施工，有效提高了邊坡的穩(wěn)定性。多排布置則適用于滑坡推力較大，單排樁無法滿足加固要求的情況。多排樁能夠形成更強大的支護體系，共同抵抗滑坡推力。在某大型滑坡治理工程中，采用三排微型鋼管樁進行加固，前排樁主要承受淺層土體的推力，后排樁則深入穩(wěn)定地層，提供更大的錨固力，通過多排樁的協(xié)同作用，成功地治理了滑坡。梅花形布置和矩形布置是常見的平面布置形式。梅花形布置能夠使樁體在空間上分布更加均勻，樁與樁之間的土體受力更加均衡，從而提高樁土之間的協(xié)同工作能力，增強邊坡的整體穩(wěn)定性。在某山區(qū)公路邊坡治理工程中，通過數(shù)值模擬對比了梅花形布置和矩形布置的微型鋼管樁對邊坡穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明，采用梅花形布置的微型鋼管樁，邊坡的最大水平位移比矩形布置時減小了15%，穩(wěn)定系數(shù)提高了10%，充分說明了梅花形布置在提高邊坡穩(wěn)定性方面的優(yōu)勢。矩形布置則相對簡單，施工方便，但在抵抗不均勻荷載時的能力相對較弱。在一些對施工速度要求較高，且邊坡荷載分布相對均勻的工程中，矩形布置也能取得較好的加固效果。樁間距的設(shè)計直接影響到微型鋼管樁的加固效果和工程成本。樁間距過小，會增加工程成本，且可能導(dǎo)致樁間土體應(yīng)力集中，影響樁土之間的協(xié)同工作。樁間距過大，則無法充分發(fā)揮微型鋼管樁的支護作用，降低加固效果。樁間距的確定需要綜合考慮邊坡的地質(zhì)條件、土體性質(zhì)、滑坡推力以及微型鋼管樁的直徑和長度等因素。一般來說，可以通過理論計算、數(shù)值模擬和工程經(jīng)驗相結(jié)合的方法來確定合理的樁間距。在某工程中，通過理論計算得到樁間距的初步值，然后利用數(shù)值模擬軟件對不同樁間距下微型鋼管樁加固邊坡的效果進行分析，最終確定了最佳的樁間距為1.2m。在實際工程中，還可以根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果對樁間距進行調(diào)整和優(yōu)化。樁長的設(shè)計主要取決于邊坡的地質(zhì)條件、滑裂面深度以及工程對樁體錨固深度的要求。樁長應(yīng)確保微型鋼管樁能夠穿越滑裂面，并錨固到穩(wěn)定的地層中，以提供足夠的抗滑力。在淺層滑坡治理中，樁長一般較短，通常在5-10m左右。在某淺層滑坡治理工程中，根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果，滑裂面深度為6m，設(shè)計樁長為8m，其中錨固長度為2m，通過合理的樁長設(shè)計，有效地阻止了滑坡的進一步發(fā)展。對于深層滑坡，樁長可能需要達到20-30m甚至更長。在某深層滑坡治理工程中，滑裂面深度達到20m，為了確保樁體能夠有效錨固，設(shè)計樁長為25m，其中錨固長度為5m，經(jīng)過治理后，邊坡穩(wěn)定性得到了顯著提高。在設(shè)計樁長時，還需要考慮施工工藝和設(shè)備的限制，確保樁長能夠在實際施工中得以實現(xiàn)。不同地質(zhì)條件對微型鋼管樁的設(shè)計參數(shù)有著顯著影響。在軟土地層中，土體的抗剪強度較低，壓縮性較大，因此需要適當(dāng)增加樁徑、樁長和樁的數(shù)量，以提高微型鋼管樁的承載能力和抗滑性能。在某軟土地層邊坡治理工程中，采用直徑為159mm的微型鋼管樁，樁長為10m，樁間距為1.0m，通過增加樁的剛度和密度，有效地抵抗了軟土地層的變形和滑動。在巖石地層中，雖然巖石的強度較高，但存在節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)面，可能影響微型鋼管樁的錨固效果。因此，在設(shè)計時需要根據(jù)巖石的完整性和結(jié)構(gòu)面情況，合理確定樁的錨固方式和錨固長度。在某巖石邊坡治理工程中，通過地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)巖石存在較多節(jié)理裂隙，采用了加長錨固段和增加注漿壓力的方法，確保微型鋼管樁能夠牢固地錨固在巖石中，提高了邊坡的穩(wěn)定性。工程需求也是影響微型鋼管樁設(shè)計的重要因素。對于永久性邊坡治理工程，對微型鋼管樁的耐久性和長期穩(wěn)定性要求較高，需要選擇耐腐蝕、強度高的材料，并采取有效的防腐措施。在海邊的邊坡治理工程中，由于海水的侵蝕作用，采用了耐腐蝕性強的低合金鋼管，并對鋼管表面進行了多層防腐處理，以確保微型鋼管樁在長期使用過程中的性能穩(wěn)定。對于臨時性邊坡治理工程，在滿足工程安全的前提下，可以適當(dāng)簡化設(shè)計，降低工程成本。在某臨時施工場地的邊坡加固工程中，采用了普通碳素鋼管，在保證邊坡穩(wěn)定的同時，降低了工程成本。對于對變形控制要求較高的工程，如緊鄰建筑物的邊坡治理工程，需要更加嚴(yán)格地控制微型鋼管樁的布置和參數(shù)，以減小邊坡的位移。在某緊鄰建筑物的邊坡治理工程中，通過優(yōu)化微型鋼管樁的布置形式和增加樁的數(shù)量，將邊坡的水平位移控制在5mm以內(nèi)，滿足了工程對變形控制的要求。5.2施工工藝在微型鋼管樁的施工過程中，準(zhǔn)備工作至關(guān)重要，是確保后續(xù)施工順利進行的基礎(chǔ)。施工前，首先要對邊坡進行詳細(xì)的地質(zhì)勘察，這是施工的關(guān)鍵前提。通過地質(zhì)勘察，能夠準(zhǔn)確了解邊坡的地質(zhì)條件，包括巖土體的類型、性質(zhì)、分布情況，以及潛在滑裂面的位置和特征等信息。采用鉆探、物探等多種勘察方法，鉆探可以直接獲取巖土體的樣本，進行室內(nèi)試驗分析其物理力學(xué)性質(zhì)；物探則可以通過地球物理方法，如地震波法、電法等，快速了解邊坡內(nèi)部的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。在某山區(qū)公路邊坡治理工程中，通過鉆探確定了邊坡土體的分層情況，表層為粉質(zhì)黏土，下層為強風(fēng)化砂巖，再下層為中風(fēng)化砂巖，并通過室內(nèi)試驗得到了各層巖土體的內(nèi)摩擦角、黏聚力等參數(shù)，為后續(xù)的施工設(shè)計提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。依據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果，結(jié)合工程的具體要求，進行微型鋼管樁的設(shè)計，確定施工方案。設(shè)計內(nèi)容包括樁徑、樁長、樁間距、布置形式等參數(shù)的確定，以及施工工藝的選擇和施工流程的規(guī)劃。在某邊坡治理工程中，根據(jù)邊坡的地質(zhì)條件和滑坡推力計算，確定采用直徑108mm的微型鋼管樁，樁長8m，樁間距1.2m，梅花形布置，施工工藝采用鉆孔注漿法。對施工場地進行平整和清理，清除場地內(nèi)的雜物、障礙物，確保施工設(shè)備能夠順利進場和作業(yè)。在場地狹窄的施工區(qū)域，合理規(guī)劃設(shè)備停放和材料堆放位置，保證施工過程的有序進行。在某城市邊坡治理工程中，由于場地緊鄰建筑物，施工空間有限，通過合理規(guī)劃，將施工設(shè)備和材料放置在不影響建筑物安全和交通的位置，為施工創(chuàng)造了良好的條件。施工時，樁位測量放線是保證微型鋼管樁位置準(zhǔn)確性的重要環(huán)節(jié)。使用全站儀等高精度測量儀器，根據(jù)設(shè)計圖紙精確確定每根微型鋼管樁的位置，并做好標(biāo)記。測量過程中，嚴(yán)格按照測量規(guī)范進行操作，確保樁位偏差控制在允許范圍內(nèi)。在某工程中，要求樁位偏差不超過50mm，通過精確測量和多次復(fù)核，實際樁位偏差均控制在30mm以內(nèi)。鉆孔是微型鋼管樁施工的關(guān)鍵步驟之一，其質(zhì)量直接影響到樁體的承載能力和穩(wěn)定性。根據(jù)邊坡的地質(zhì)條件選擇合適的鉆孔設(shè)備和鉆進方法。在軟土地層中，可選用回轉(zhuǎn)鉆機，其具有鉆進速度快、成孔質(zhì)量好的特點。在某軟土地層邊坡治理工程中，使用回轉(zhuǎn)鉆機，通過調(diào)整鉆進參數(shù)，如轉(zhuǎn)速、鉆壓等，順利完成了鉆孔施工，成孔垂直度偏差控制在1%以內(nèi)。在巖石地層中，則可采用沖擊鉆機或潛孔鉆機。沖擊鉆機通過沖擊作用破碎巖石，適用于較硬的巖石地層；潛孔鉆機則利用風(fēng)動沖擊器在孔底沖擊破碎巖石，具有鉆進效率高、鉆孔垂直度好的優(yōu)點。在某巖石邊坡治理工程中，采用潛孔鉆機，配合優(yōu)質(zhì)的鉆頭和鉆桿，成功完成了鉆孔作業(yè)，滿足了工程要求。在鉆孔過程中，為了保證孔壁的穩(wěn)定性，防止塌孔現(xiàn)象的發(fā)生，通常需要采取泥漿護壁措施。泥漿的作用主要有兩個方面，一是在孔壁形成一層泥皮，阻止孔壁土體的坍塌；二是通過泥漿的壓力平衡孔壁周圍土體的側(cè)壓力。泥漿一般由膨潤土、水和添加劑混合而成，其性能指標(biāo)如比重、粘度、含砂率等需要根據(jù)地質(zhì)條件進行調(diào)整。在粉質(zhì)黏土等易塌孔的地層中，泥漿比重可控制在1.1-1.3之間，粘度為18-22s，含砂率不超過4%。在某邊坡治理工程中，由于鉆孔穿越粉質(zhì)黏土層，通過調(diào)整泥漿性能，有效地防止了塌孔現(xiàn)象的發(fā)生，保證了鉆孔的順利進行。鉆孔達到設(shè)計深度后，進行清孔作業(yè)，將孔內(nèi)的泥漿、巖屑等雜物清理干凈，確?？椎壮猎穸确显O(shè)計要求，一般要求孔底沉渣厚度不超過50mm。鋼管樁的插入需要確保其垂直度和插入深度。選用合適的吊裝設(shè)備，如吊車等，將鋼管樁吊起并緩慢插入鉆孔中。在插入過程中，使用經(jīng)緯儀或垂球等工具監(jiān)測鋼管樁的垂直度，及時調(diào)整，保證垂直度偏差不超過1%。為了保證插入深度達到設(shè)計要求，在鋼管樁上做好標(biāo)記，當(dāng)標(biāo)記與孔口平齊時，表明插入深度已滿足要求。在某工程中，通過嚴(yán)格控制鋼管樁的插入垂直度和深度，確保了鋼管樁的施工質(zhì)量。注漿是微型鋼管樁施工的重要環(huán)節(jié)，其目的是使鋼管樁與周圍土體形成一個整體，提高樁體的承載能力和抗滑性能。注漿材料通常選用水泥漿，水泥漿的水灰比一般控制在0.45-0.6之間。在某邊坡治理工程中，根據(jù)工程要求和地質(zhì)條件，將水灰比確定為0.5，通過室內(nèi)試驗驗證了該水灰比下水泥漿的強度和流動性能夠滿足工程需求。為了提高水泥漿的早期強度和耐久性，可在水泥漿中添加適量的早強劑和減水劑。早強劑能夠加速水泥的水化反應(yīng)，提高水泥漿的早期強度；減水劑則可以減少水泥漿中的用水量，提高水泥漿的流動性和密實度。早強劑的摻量一般為水泥用量的2%-3%，減水劑的摻量為水泥用量的0.5%-1%。在某工程中，通過添加早強劑和減水劑，水泥漿的早期強度得到了顯著提高，28天抗壓強度達到了設(shè)計要求的1.2倍，且水泥漿的流動性良好，注漿過程順利。注漿采用壓力注漿的方式，使用注漿泵將水泥漿通過鋼管樁底部的注漿孔注入到鉆孔中。注漿壓力根據(jù)地質(zhì)條件、樁長等因素確定，一般控制在0.3-1.0MPa之間。在某工程中，根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果和試樁情況，將注漿壓力確定為0.6MPa，在注漿過程中，密切觀察注漿壓力和注漿量的變化，當(dāng)注漿壓力達到設(shè)計值且穩(wěn)壓一定時間后，停止注漿。為了確保注漿質(zhì)量，在注漿完成后，對部分樁進行質(zhì)量檢測，可采用低應(yīng)變法檢測樁身的完整性，通過檢測樁身的波速、波幅等參數(shù)，判斷樁身是否存在缺陷；采用抽芯法檢測水泥漿的密實度和樁體與土體的粘結(jié)情況，直接抽取樁身的芯樣，觀察水泥漿的密實程度和樁土粘結(jié)界面的情況。在某工程中，通過對10%的樁進行低應(yīng)變檢測和抽芯檢測，結(jié)果表明樁身完整性良好，水泥漿密實度達到95%以上，樁體與土體粘結(jié)牢固，滿足工程要求。5.3施工中常見問題及解決措施在微型鋼管樁施工過程中，可能會出現(xiàn)多種問題，這些問題若不及時解決，將直接影響施工質(zhì)量和邊坡治理效果。樁體彎曲變形是較為常見的問題之一。其產(chǎn)生原因主要有兩個方面。一是樁體材料強度不足，當(dāng)微型鋼管樁所承受的荷載超過其自身強度極限時，就容易發(fā)生彎曲變形。若選用的鋼管材質(zhì)不符合設(shè)計要求，其屈服強度較低，在受到較大的滑坡推力或土壓力作用時，樁體就可能出現(xiàn)彎曲。二是施工工藝不完善，如在打樁過程中，樁錘的沖擊力不均勻，或者樁身垂直度控制不佳，都可能導(dǎo)致樁體受到不均勻的外力作用，從而引發(fā)彎曲變形。在某邊坡治理工程中，由于打樁設(shè)備的樁錘磨損嚴(yán)重，在打樁時沖擊力不穩(wěn)定，導(dǎo)致部分微型鋼管樁在打入過程中出現(xiàn)了彎曲現(xiàn)象。為解決樁體彎曲變形問題，可采取以下措施。在材料選擇上，嚴(yán)格把控鋼管的質(zhì)量，確保其強度符合設(shè)計要求。在采購鋼管時，要求供應(yīng)商提供產(chǎn)品質(zhì)量證明文件，并對鋼管進行抽樣檢驗，檢測其屈服強度、抗拉強度等指標(biāo)。在施工過程中，要優(yōu)化施工工藝。使用性能良好的打樁設(shè)備，定期對設(shè)備進行維護和保養(yǎng)，確保樁錘的沖擊力穩(wěn)定。加強對樁身垂直度的控制，在打樁前，使用經(jīng)緯儀等測量儀器對樁身垂直度進行校準(zhǔn)，在打樁過程中，實時監(jiān)測樁身垂直度，一旦發(fā)現(xiàn)偏差，及時進行調(diào)整。注漿不飽滿也是施工中可能遇到的問題。造成注漿不飽滿的原因主要有注漿壓力不足、注漿管堵塞以及漿液配合比不當(dāng)?shù)?。注漿壓力不足時，漿液無法充分填充鉆孔，導(dǎo)致樁體與土體之間存在空隙，影響樁土之間的粘結(jié)強度和樁體的承載能力。注漿管堵塞則會使?jié){液無法正常注入，造成局部注漿缺失。漿液配合比不當(dāng)，如水泥用量過少、水灰比過大等，會導(dǎo)致漿液的流動性過大或強度不足，也難以保證注漿的飽滿度。在某工程中，由于注漿泵出現(xiàn)故障，注漿壓力無法達到設(shè)計要求，使得部分微型鋼管樁注漿不飽滿。針對注漿不飽滿問題，可采取相應(yīng)的解決措施。要確保注漿設(shè)備的正常運行，定期對注漿泵等設(shè)備進行檢查和維護，在施工前，對設(shè)備進行調(diào)試，保證注漿壓力能夠滿足設(shè)計要求。在注漿過程中，密切關(guān)注注漿壓力的變化，若發(fā)現(xiàn)壓力異常，及時排查故障。為防止注漿管堵塞，在注漿前，對注漿管進行清洗和檢查，確保管道暢通。合理設(shè)計漿液配合比，通過室內(nèi)試驗確定最佳的水灰比和外加劑摻量，保證漿液具有良好的流動性和強度。在某工程中，通過優(yōu)化注漿設(shè)備和調(diào)整漿液配合比，有效地解決了注漿不飽滿的問題。塌孔是鉆孔過程中可能出現(xiàn)的問題，特別是在土質(zhì)較差的地層中，如砂性土、粉質(zhì)土等。塌孔的原因主要是土體的穩(wěn)定性差，在鉆孔過程中，由于泥漿護壁效果不佳、鉆進速度過快或孔內(nèi)水位過低等因素，導(dǎo)致孔壁土體失去支撐而坍塌。在某邊坡治理工程中，由于鉆孔穿越砂性土地層，泥漿比重偏低，無法形成有效的泥皮護壁，在鉆進過程中出現(xiàn)了塌孔現(xiàn)象。為預(yù)防塌孔，在施工前，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件選擇合適的泥漿性能參數(shù)。在砂性土地層中，適當(dāng)提高泥漿比重，一般可控制在1.1-1.3之間，增加泥漿的粘度，一般為18-22s，以增強泥漿的護壁能力。在鉆進過程中，控制鉆進速度，避免過快鉆進對孔壁造成過大的擾動。保持孔內(nèi)水位高于地下水位一定高度，一般應(yīng)高出1-1.5m，利用水位差形成的壓力來維持孔壁的穩(wěn)定。若發(fā)生塌孔，應(yīng)立即停止鉆進，將鉆具提出孔外，然后采用回填土或優(yōu)質(zhì)泥漿等方法對塌孔部位進行處理，待孔壁穩(wěn)定后，再重新進行鉆孔。六、微型鋼管樁在邊坡治理中的應(yīng)用優(yōu)勢與局限性6.1應(yīng)用優(yōu)勢微型鋼管樁在邊坡治理中展現(xiàn)出諸多顯著優(yōu)勢，使其在工程實踐中得到廣泛應(yīng)用。在支護能力方面，微型鋼管樁表現(xiàn)出色。其采用高強度鋼材制作，具備較高的抗壓、抗拉和抗彎強度。當(dāng)邊坡土體出現(xiàn)滑動趨勢時，微型鋼管樁能夠憑借自身強度有效抵抗滑動力，承受來自土體的壓力和拉力。通過合理設(shè)計樁徑、樁長和樁間距，微型鋼管樁在邊坡中形成的樁群與土體緊密結(jié)合，共同作用，形成一個穩(wěn)定的支護體系。在某山區(qū)公路邊坡治理工程中，采用微型鋼管樁加固后，邊坡的穩(wěn)定系數(shù)從治理前的1.05提高到了1.35以上，有效增強了邊坡的穩(wěn)定性。相比傳統(tǒng)的邊坡治理方法，如噴射混凝土，其主要是通過在坡面上形成混凝土層來提供一定的防護和加固作用，但在抵抗較大的滑坡推力時，其支護能力相對有限。而微型鋼管樁能夠深入土體內(nèi)部，與土體形成更緊密的相互作用，提供更強的支護力。施工方便是微型鋼管樁的另一大優(yōu)勢。其直徑小、體積小、重量輕，便于運輸和施工。在場地狹窄、大型施工設(shè)備難以進入的區(qū)域，微型鋼管樁可以通過小型設(shè)備進行施工，如小型鉆機、吊車等。在城市老舊小區(qū)的邊坡治理中，場地空間有限，大型施工機械無法施展，微型鋼管樁則可以通過小型鉆機在狹小空間內(nèi)成孔并打入，順利完成施工。微型鋼管樁的施工速度快，不受地層限制。無論是軟土地層、砂土地層還是巖石地層，都可以采用相應(yīng)的施工工藝進行施工。在砂土地層中，可采用振動沉樁法快速將微型鋼管樁打入；在巖石地層中，可先鉆孔再將鋼管置入并注漿，形成穩(wěn)固的樁體。與抗滑樁相比，抗滑樁體積較大，施工時需要大型機械設(shè)備進行作業(yè)，施工過程復(fù)雜，對場地條件要求較高，且施工工期較長。而微型鋼管樁施工相對簡便，能夠大大縮短施工工期，提高施工效率。微型鋼管樁的適用范圍廣泛。它可以根據(jù)邊坡的地質(zhì)條件、工程要求和穩(wěn)定性分析結(jié)果，靈活調(diào)整設(shè)計參數(shù)，如樁徑、樁長、樁間距和布置形式等。在不同的地質(zhì)條件下，微型鋼管樁都能發(fā)揮其加固作用。在粉質(zhì)黏土、砂土等軟土地層中，微型鋼管樁可以通過與土體的相互作用，提高土體的抗剪強度，增強邊坡的穩(wěn)定性；在巖石地層中，微型鋼管樁能夠錨固在巖石中，提供額外的支撐力。微型鋼管樁還可以與其他支護結(jié)構(gòu)聯(lián)合使用，如錨索、擋土墻等，形成更加強大的支護體系。在某大型邊坡治理工程中，將微型鋼管樁與錨索相結(jié)合，充分發(fā)揮了微型鋼管樁的抗滑作用和錨索的錨固作用，有效提高了邊坡的穩(wěn)定性。環(huán)保性能好也是微型鋼管樁的重要優(yōu)勢之一。在施工過程中，微型鋼管樁產(chǎn)生的噪音、振動和廢棄物較少，對周邊環(huán)境的污染和破壞較小。相比傳統(tǒng)的邊坡治理方法，如大規(guī)模的土方開挖和混凝土澆筑，微型鋼管樁施工減少了對土體的擾動，有利于保護周邊的生態(tài)環(huán)境。在一些對環(huán)保要求較高的景區(qū)、自然保護區(qū)等區(qū)域的邊坡治理工程中，微型鋼管樁的環(huán)