陳 微，許湘衡，潘 琦

（湖南省核工業(yè)地質(zhì)局三〇六大隊，湖南 長沙 410000）

滑坡是一種比較常見的地質(zhì)現(xiàn)象，它主要是斜坡巖土因為受到剪切破壞而產(chǎn)生的滑動。造成這一現(xiàn)象的主要原因是某一滑移面上剪應力超過其能夠承受的抗剪強度。對斜坡的物質(zhì)組成進行分析可以得知，它主要有松散土層、碎石土以及巖土層等組成，這些成分所具有的抗剪切強度相對比較低，因此在下雨天氣就比較容易形成下滑；堅硬巖石所具有的抗剪強度比較大，在發(fā)生滑坡的時候就不容易出現(xiàn)滑動。如果在這些巖體中存在滑動面，那么在暴雨天氣就比較容易導致浸泡，在抗剪強度下降的時候比較容易出現(xiàn)滑動。降雨對滑坡的影響很大。降雨天氣比較容易使斜坡出現(xiàn)滑動的現(xiàn)象，主要是因為降雨會導致大量的雨水因為沉積而下滲，從而會導致斜坡上的土石層因為飽和而摩擦力降低，同時還會降低土石層的剪切強度，在這些因素的作用下就容易引發(fā)滑坡。在很多滑坡發(fā)生的時候會表現(xiàn)出“大雨大滑、小雨小滑、無雨不滑”的特點。地震對滑坡的影響也很大。對其原有進行分析可以得知，由于受到地震的影響會導致斜坡土石內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞，斜坡原有的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了張裂，同時在斜坡底部也會出現(xiàn)有大量的積水，這些都會造成斜坡不穩(wěn)定。此外，在地震比較強烈的時候還通常會發(fā)生余震，斜坡在受到地震力的反復沖擊影響會導致土石體發(fā)生變形，時間久了就容易發(fā)生滑坡。

筆者結(jié)合常寧市蔭田鎮(zhèn)新華村喜石組滑坡地質(zhì)災害應急治理工程實例及工程防治效果，分析該滑坡形成機制，基于此對微型鋼管樁對滑坡治理的技術進行了詳細的分析和探討，從而可以為以后的滑坡治理提供比較好的指導。

1 滑坡治理工程措施

在應對滑坡地質(zhì)災害治理時采取削坡減載是最有效最直接的辦法，且具有施工簡便、工期短、造價低等特點，但是在工程實例中往往僅采取削坡減載措施達不到治理的效果，必須配合其他的一些工程措施以達到滑坡治理的目的。

1.1 重力式擋土墻

重力式擋土墻主要是借助墻體自身所具有的重力來抵抗斜坡發(fā)生滑坡時所具有的側(cè)壓力。在對重力式擋土墻進行建設中可以采用石塊、片石以及混凝土等多種材料砌體，通常對重力式擋土墻的建設采用梯形結(jié)構(gòu)，這種方法具有施工簡單，選材容易和經(jīng)濟的優(yōu)點。

因為重力式擋土墻自身的重量較大，所以比較平衡和穩(wěn)定。但是如果建設在軟弱的地面上比較耗原材料，成本也比較高，下圖1 是一種重力式擋土墻的具體形貌。

圖1 重力式擋土墻

1.2 抗滑樁

抗滑樁在行業(yè)中也被稱為是治理地質(zhì)災害的核武器，可以用于對各種類型滑坡的治理，因為這種工程具有特殊結(jié)構(gòu)，因此只能采用人工挖樁的方式，所以比較危險。見圖2。

圖2 抗滑樁受力圖

表1 巖土體物理學參數(shù)

抗滑樁在建設中是穿過滑坡體的一種比較深的樁柱，通過采用該樁柱可以實現(xiàn)對滑坡體進行支撐和阻擋，從而具有比較好的穩(wěn)定作用，這種結(jié)構(gòu)的工程比較適用于在淺層和中層進行使用，它是一種對滑坡進行處理的方法，具體結(jié)構(gòu)見圖2 所示。但是在施工過程中面對正在滑動的坡體進行挖樁有比較大的風險，施工過程中還需要注意振動引起滑坡。因此在具體執(zhí)行中需要采用抗滑柱，采用比較小的土方量。依照滑坡的大小和產(chǎn)生的坡體推力在對樁體的建設中可以采用木樁、混凝土樁以及鋼樁等。

抗滑樁相比于其他樁體有比較多的相似之處，主要是用來承載水平負荷。在對滑坡進行治理中抗滑樁應用也比較多，由最早期的木樁已經(jīng)逐步發(fā)展到現(xiàn)在使用的鋼筋混凝土樁，樁體的截面也有圓形和矩形幾種形狀，在施工中所采用的打入方法也有多種。

1.3 錨索樁

錨索樁在應用中主要是采用了預應力，也就是在建設的抗滑柱的上方采取預應力錨索，這樣就可以很好地改變抗滑樁所承受的應力，這種方法在實施中可以有效降低樁體的截面、樁體預埋深度等，因此可以產(chǎn)生比較好的經(jīng)濟效益，大大提高了滑坡穩(wěn)定性。

1.4 預應力錨索

預應力錨索在對滑坡進行治理的過程中主要是在滑坡體的中部和前部打入一定量的排錨索，通過加深錨索在地層中的深度來實現(xiàn)對滑坡的控制，在實施預應力錨索的過程中可以增加對滑動垂直壓力的控制，在應力的作用下可以提高滑坡的穩(wěn)定性。預應力錨索方案在實施中不需要挖滑動體，因此對滑體所產(chǎn)生的干擾比較小。

1.5 框架錨桿

框架錨桿這種工程結(jié)構(gòu)比較簡單，具有比較強的適應性，在對滑坡進行治理中具有比較好的抗震動性能，也是最常用的一種治理滑坡的技術方案。這種方案主要是采用水泥砂漿把錨桿和孔壁進行牢固控制，整個工程造價成本也比較低，下面圖3 是該工程的具體實例。

1.6 微型鋼管樁

微型樁的結(jié)構(gòu)通常是指其半徑不超過400mm，同時樁體的長細比大于30，在具體實施中可以采用鉆孔、壓力關注水泥漿等工藝進行灌注樁。如果在這種工程中采用鋼管作為主體就稱為是微型鋼管樁。微型鋼管樁是將樁體埋入滑動面以下的穩(wěn)定地層中，同時進行高壓注漿形成的復合體從而用于支擋滑動體的滑動。

1.7 綜合治理

在實際工程中以上幾項工程措施一般都不單獨使用，在對造價成本進行充分考慮的情況下可以結(jié)合工程地質(zhì)情況、斜坡規(guī)模以及滑坡產(chǎn)生的原因等多種條件，然后采取合適的滑坡治理方案。以充分發(fā)揮各種工程措施的支擋效果。比如在具體執(zhí)行中可以采用錨桿+抗滑樁，擋土墻+抗滑樁以及微型鋼管樁+錨索等多種組合方案。本文以常寧市蔭田鎮(zhèn)新華村喜石組滑坡作為研究對象，結(jié)合具體情況在分析了微型抗滑樁的應用。

圖3 錨桿、錨索框架梁邊坡支護

2 工程實例

2.1 地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造

通過進行大量的資料查閱和調(diào)查分析，該地區(qū)的斜坡組成結(jié)構(gòu)上主要有殘坡粘土、泥質(zhì)粉砂漿等，這種斜坡所具有的特點有：粉質(zhì)粘土，黃褐-紅褐色，濕潤，可塑，土體松散，主要成分為粘粒、粉粒，干強度韌性一般，厚度約3-4m。下表1 所示是各種材質(zhì)所具有的物理學參數(shù)。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造不發(fā)育，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)合資料分析，未發(fā)現(xiàn)活動性斷裂構(gòu)造跡象。

2.2 滑坡基本特征

該滑坡位于新華村喜石組南側(cè)山坡，總體地形南高北底，滑坡體呈東西向展布，具有高高度差為35m，斜坡所具有的坡度為30°～40°，在滑坡的前面建設有擋土墻，其中擋土墻具有的高度約為3.5m，所有的斜度為15°。該處的滑坡體呈裂縫發(fā)育，形成的裂縫寬度約為0.5m，最大可見深度2.0m，最大錯位1.3m，傾角近于直立。在滑坡的后緣有1 個拉裂縫，通過采用擋土墻可以實現(xiàn)對滑坡所具有的下降力的承受，但是在周圍發(fā)生震動的時候會導致裂縫寬度加大，擋土墻所具有的效果不好，滑坡會出現(xiàn)下滑。

2.3 應急治理措施

（1）在距離坡體邊緣5m 的位置修建水溝，可以攔截強降雨的雨水不深入到坡體，在對坡體進行修建中采用Mu30 片石和M7.5 水泥砂漿進行灌注，整體的長度約為100m。

（2）從最后一道裂縫附近開始自上而下分級削方減載，每級坡高5m，坡比1：75，平臺處留3.0m 寬馬道(外傾4%)。

（3）坡腳損毀擋土墻清除后在原址附近布置一排抗滑樁，樁長6m，懸臂段的長度為2.5m，整個樁體的尺寸為1.2×1.5m，樁體在建設中下沉3m，在滑坡中總共采用了14 根樁柱，每根樁柱之間的間距為4.0m。

（4）在2 級平臺上共設置了2 排鋼管樁，其中每根鋼管樁的長度為9m，每個樁體之間的距離為1m，2 排鋼管樁之間的間距為0.6m。在對樁體建設中采用的鉆孔直徑為130mm，采用鋼管進行高壓灌注，使樁體埋于土中。具體工程布置見圖4、圖5。

該項目微型鋼管樁的作用主要有2 個，一是對滑動體起到一個阻擋的作用以減輕下部抗滑樁所承受的滑動力，可以通過減少抗滑樁的尺寸來降低工程造價。二是確保了抗滑樁施工期間滑動體的穩(wěn)定，為抗滑樁施工提供一個安全的施工條件。

圖4 治理平面圖

圖5 治理剖面圖

3 微型鋼管樁施工的特點

（1）施工比較簡單，同時還可以提高施工速度。這種工程對施工場地的要求比較低，只需要采用鉆機和螺旋鉆進行施工，可采用各種類型的微型鋼管。

（2）具有較強的適應性，在施工中對樁體的布局也比較靈活，可以采用多種類型的樁體排布結(jié)構(gòu)，同時還可以與其他類型的治理方案進行結(jié)合應用。

（3）造價成本低，經(jīng)濟性好。利用樁頂混凝土將單個鋼管微型樁梁形成一個整體，可以起到很好的支擋效果。

（4）該方案還可以起到抗滑樁的作用，在施工中可以把微型鋼管埋入到足夠深的地層以下來承受比較高的剪切力。

（5）可以采用高壓灌注的方法把水泥漿液灌入周圍的裂縫結(jié)構(gòu)體中，從而可以提高微型鋼管柱的抗剪強度，可以有效的抵擋滑動面的滑動。

4 微型鋼管樁技術分析

4.1 微型鋼管樁的錨固深度

首先應該通過現(xiàn)場的勘察以及資料的收集弄清楚滑坡的各項技術參數(shù)，確定滑動面的厚度。微型鋼管在進行埋入地下的時候可以采用錨固深度，這樣可以提高柱體所具有的承受力，提高其抗剪切強度，在施工中如果不考慮其他影響因素，可以把單個微型鋼管柱所具有的承受負載進行計算。實際上每個微型鋼管柱在作用中所具有的承受力會傳遞到穩(wěn)定的地層，提高其整體所具有的抗壓強度。

4.2 微型鋼管樁的布置

不同于抗剪切能力較大的樁，其實微型鋼管樁的單樁抵抗剪切的能力是相當有限的。所以在工程實際中一般的都是采用單排樁、雙排樁或三排樁等等，因為在水平荷載的作用下，每根樁所受到的應力都是不同的，如果樁間距比較小，可以提高樁體的排列密集度來提高其抗滑動能力，這就是所謂的群樁效應。在樁頂設置樁頂梁，可有效提高樁群的整體剛度，使整個樁群形成一個體系，有利于控制樁群體系頂部位移變形，調(diào)整每排樁體受力情況，提高其整體的抗滑安全系數(shù)。

在確定布置群樁位置的時候，應同時考慮地質(zhì)條件、地形條件以及微型鋼管群樁的受力機理和施工工藝等方面因素。地質(zhì)條件主要考慮的是微型鋼管群樁錨固段是否能承受上部滑動體的滑動力。在對地形條件的考慮中主要是要求能夠滿足滑坡推力的一些參數(shù)和施工條件。由于微型鋼管樁群受力機理不同于普通抗滑樁和抗滑擋土墻，其原理依靠多排樁共同受力，可以形成一個結(jié)構(gòu)體系，一般采用2 排～3 排其微型樁共同受力效果較好且具有一定的經(jīng)濟性。在施工工藝方面，影響樁位布設的主要指成孔機械選擇，一般可采用100 型地質(zhì)鉆機成孔，其特點比較明顯，可以化整為零，通過人力或牲畜運輸?shù)绞┕げ课辉龠M行組裝，其成孔效率高且適用于應急治理工程特別是適用于山區(qū)且一般較大型機械無法進場的地段，對作業(yè)面的要求也不高，故在確定樁位時應予以考慮。

4.3 微型鋼管樁壓力注漿加固

微型鋼管樁施工后進行注漿加固，宜采用壓力注漿，具體壓力確定以施工現(xiàn)場進行的壓水試驗為準。進行壓力注漿的主要目的是改善狀體周邊土體的力學性質(zhì)，增加土體的密度，減少孔隙率、滲透系數(shù)以及減少地表水的滲入，將滑動體和穩(wěn)定地層形成一個擴散的復合體以改善滑動面土體的抗滑作用而提高滑動體的整體穩(wěn)定性。當孔口出現(xiàn)冒漿的時候就繼續(xù)進行二次注漿。

5 微型鋼管樁施工

5.1 微型樁施工工藝流程為

測量放線—成孔—鋼管安裝—高壓注漿—頂梁混凝土澆筑（具體見圖6）。

5.2 成孔工藝及機型選

結(jié)合具體的現(xiàn)場施工條件和工程設計要求，可以采用機械成孔的方式，在對工具的選擇上主要是以100 型鉆孔機為主。

5.3 放線

根據(jù)具體的設計要求可以得到其平面結(jié)構(gòu)和坐標信息（特征點）。軸線點（特征點）訂木樁用水泥砂漿固定，作為樁定位和校核的基準點。中間樁為采用的是花桿進行測量，采用φ20 鋼筋進行打孔和標記。測量放線的精度要求為軸線偏差±10mm。樁位偏差±20mm。

圖6 微型鋼管樁施工工藝流程圖

5.4 成孔

5.4.1 鉆孔

在工程中的鉆孔中主要是根據(jù)灌注樁的質(zhì)量進行，基于《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ94－2008）中的相關要求來進行施工。在對鉆機進行安裝的過程中要能夠做到鉆架平穩(wěn)，同時還要保證鉆盤水平，這樣不但可以提高鉆具的使用壽命，同時還可以提高其鉆孔效果。

5.4.2 清孔

在完成鉆孔之后需要對孔的深度進行測量，需要確保其鉆孔的底部沉淀物≤100mm，如果要求未滿足需要繼續(xù)進行鉆孔。清孔后，及時吊放鋼管。在完成鉆孔后并驗收合格可以開展下道工序。

成孔質(zhì)量要求：孔徑偏差：-20 ≤d ≤20mm

孔深：0 ≤h ≤-100mm

垂直度偏差：<1%

沉渣厚度：≤100mm

5.5 鋼管制安

（1）在進行鉆孔中需要對鋼管和鋼筋的具體型號和級別進行設計，嚴格遵守工程要求進行，這就需要對進場的鋼材進行驗收，禁止使用不滿足要求的鋼材。

（2）在對鋼管進行制作的過程中需要嚴格按照圖紙的要求，同時還需要采用臺鉆對鋼管進行焊接和定位。在對鋼管進行制作的時候需要對鋼管的焊接底部進行去銹和去油污等處理，同時還需要使焊條滿足規(guī)格和規(guī)范要求。鋼管制作的具體要求如下。

a、打孔間距±10mm；b、支撐定位筋±20mm；

c、鋼管長度±50mm

（3）鋼管的吊放安裝：工程的吊裝是采用鉆機進行，同時在對樁頂進行設計中還要滿足底部0.4m 的要求，安排專門人員對尺寸信息進行測量和管理。

5.6 注漿成樁

對孔口的封堵需要采用專用封孔器，在完成對孔口的封堵后需要進行注漿處理，注漿要滿足水灰比0.45:1 的要求，水泥采用P.o42.5R 普通硅酸鹽水泥?？變?nèi)的注漿漿液需要采用專用攪拌機進行處理，在對漿液進行攪拌中不能少于3 分鐘，在漿液制備完成后至用完不能超過2 小時。

在注漿處理中要采用UBJ-3 型注漿泵，在這個過程中需要注漿壓力為0.5MPa～3.0MPa，在本文的研究中所設計的工程注漿壓力為1.0MPa～2.2 MPa。在完成對孔的注漿處理后需要對孔內(nèi)的氣體進行排出，然后進行加壓注漿。在注漿過程中如果孔口出現(xiàn)了冒漿可以在補注后停止注漿。

6 結(jié)論

該項目目前已經(jīng)完工，通過一段時間以來的監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，該滑坡已經(jīng)穩(wěn)定了，沒有出現(xiàn)再次滑動的跡象。微型鋼管因為具有比較強的穩(wěn)定性，在對滑坡治理中具有比較好的成效，同時這種工程施工比較方便，所以在對淺層滑坡治理中具有較好的效果。

（1）通過對微型鋼管樁支擋作用的技術分析發(fā)現(xiàn)采用微型鋼管樁對滑坡進行支擋具體表現(xiàn)在微型鋼管樁結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生最大的抵抗力，產(chǎn)生的這種抵抗力主要是來自滑動面的剪切應力。

（2）微型柱主要的組成結(jié)構(gòu)有鋼管、注漿水泥以及土固體等組成，這些結(jié)構(gòu)可以通過抵抗剪切破壞的結(jié)構(gòu)體。通過對微型樁本身的結(jié)構(gòu)進行分析可知，鋼管是這種結(jié)構(gòu)中的主要受力構(gòu)件，注漿水泥在進行阻擋滑坡中所產(chǎn)生的受力結(jié)構(gòu)和力學特性比較復雜。

（3）微型鋼管柱在施工中是要埋入滑動面以下，柱體埋入的深度主要是根據(jù)地層巖性分析而定。在這種工程中不同微型樁之間的間距以及微型樁排間距需要控制在合理范圍。在樁體的頂部需要澆筑混凝土來形成一個完整的結(jié)構(gòu)體。

（4）在微型鋼管柱進行施工中最為關鍵的工序是高壓注漿，在具體施工中需要保證注漿壓力的要求。如果注漿壓力不能滿足具體要求需要結(jié)合工程現(xiàn)場的情況進行試驗和分析，直到注漿壓力達到理想效果。

在對滑坡進行治理中是一項綜合工程，要結(jié)合具體的工程實際狀況來采取有效的治理方案。對滑坡治理方案制定的過程中需要綜合考慮滑坡性質(zhì)、周圍環(huán)境以及滑坡規(guī)模等信息，同時還要參考滑坡產(chǎn)生的具體原因、施工細節(jié)等多種條件，在綜合這些因素下來選擇合理的工程措施，然后制定合理的滑坡治理方案。在對滑坡治理方案進行設計中需要采用具有可靠性、經(jīng)濟性的要求。微型鋼管柱是當前應用相對廣泛的一種新型支擋結(jié)構(gòu)，這種技術具有施工方便、經(jīng)濟可靠、適用性強等特點，在對滑坡治理中具有非常好的應用前景。