１６ 西部探矿工程 ２０１７年第１期 微型抗滑桩在滑坡治理工程中的应用 延 延 （中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西西安７１００７７） 摘要：依据工程实例，在分析了复活老滑坡主要变形特征和其他影响因素的基础上，结合滑坡设计 安全系数值，选取以微型抗滑桩为主要工程措施的加固方案，不但解决了在狭小空间内滑坡治理工 程占用资源多、工期长、难度大的特点，而且控制了造价成本，达到了预期目标。 关键词：微型抗滑桩；预应力锚索；滑坡治理 中图分类号：ＴＵ７５３文献标识码：Ｂ文章编号：１００４—５７１６（２０１７）０１—００１６—０３ 在滑坡治理工程中，特别是应急抢修工程，具有占 用资源多、施工工期紧、作业难度大、造价成本高等特 点。而微型抗滑桩具有桩位布置灵活、施工速度快、适 用性强、可在较狭窄作业面施工、工程造价低等特点， 特别是对于抢险加固工程可以争取宝贵的时间 ］。虽 然目前对于微型抗滑桩与周围岩土体的共同作用没有 形成系统深入的理论认识，且在工程应用中的一些重 要参数的选取通常是通过试桩试验或参照其他工程的 图１滑坡体相对位置图 经验取值而确定的盟］，但施工后桩体与岩土体形成的复 合土工材料能充分发挥岩土体自身抗滑力这一优点已 经得到了广泛的认可 。文章正是基于微型抗滑桩的 这些特点，在某省省道滑坡应急抢修工程的应用实例 中，选取以微型抗滑桩为主要加固措施的治理方案，对 同类型的滑坡治理工程起到了借鉴作用。 １工程概况 根据滑坡区域钻孔资料及地质调查，地层由老至 新分述如下：（１）侏罗系中统延安组（Ｊ ），厚度大约 ２００ｍ，主要分布于滑体上部，中下部局部人工切坡地 段基岩出露；（２）第四系上更新统黄土状土（Ｑ４ｄ ），厚度 ４￣１０ｍ不等，少量分布于滑体两侧坡底处；（３）第四系 坡积土（Ｑ４ ），广泛分布于区内滑坡段，是主要的滑体 堆积物，结构松散，厚度随滑坡规模变化。该滑坡区域 滑坡体地处陕北南缘山区，属残坡积层滑坡，坡度 ２３。～４０。，极端高差约９０ｍ，地貌单元属山侧坡地，地形 起伏较大。滑体前缘毗邻过境省道，省道南侧依次为 在建河道和某矿业集团在建电厂，省道两侧村民民房 散落分布（见图１）。在当地改河工程河道开挖施工过 地下水为第四系松散层裂隙孔隙水，含水层岩性为山 间冲积平原的砂卵石土，其孑Ｌ隙水的分布与降水及河 流有关。 ３滑坡变形因素特征分析 ３．１主要变形特征分析 滑坡纵向长约９０ｍ，主滑方向１７０。，纵向坡面坡度 程中，坡面、省道及民房出现大量裂缝，其中滑体中上 部有４道明显裂缝，缝宽最大达２ｍ左右，错台高度约 ｌ～２ｍ左右。若滑体一旦失稳滑移将发生大面积滑 坡，阻塞河道及周边交通，直接威胁电厂安全、人民生 ２３。～４０。，后缘滑面坡度达６５。，相对高差５３ｍ，面积９× １０。１ＴＩ ，总体积约为１１．４ｘ１０ ＩＴＩ。。滑体主要为坡积土及 全一强风化砂质泥岩风化壳组成的残坡积层，厚度８～ １８ｍ，平均厚度约１２ｍ，结构松散，裂隙发育，空间上呈 中间厚，‘后缘及两侧较薄；滑床为下伏中风化砂岩，位 于强风化与中风化岩层交界面上，滑面较陡，属中型残 命财产安全和社会稳定，造成的环境破坏和间接损失 不可估量。 ２工程地质及水文地质条件 收稿日期：２０１６—０４—２７修回日期：２０１６—０４—２８ 作者简介：延延（１９８０－），男（汉族），陕西西安人，工程师，现从事工程地质及基建建设等方面的研究工作。 ２０１７年第１期 西部探矿工程 １７ 坡积层复活的老滑坡。由于改河工程及过境省道的修 筑，滑体前缘大量开挖取土降低了阻滑段应力，破坏了 原有的稳定状态，使滑体土疏松并发育裂缝，地下水易 富集于滑体内的残坡积层与基岩的接触带，并对接触 带进行泥化、软化，降低力学强度，从而形成软弱带；滑 共３排１５９根，桩长均为２０ｍ；第二组位于滑体前缘，共 ４排２４８根，桩长均为１５ｍ。钻孔孔径１５０ｍｍ，梅花型 布桩，桩间距１．５ｍ，排距０．７５ｍ，桩体人中风化基岩不 少于２ｍ。桩顶均布置砼框架梁，截面尺寸为４００ｍｍｘ ４００ｍｍ，梁身混凝土标号Ｃ２５，梁身间距２５０ｍｍ。 预应力锚索共２组６７根：第一组位于坡面中部的 砼框架梁上，共１排１９根，长度３０ｍ，锚固段长度ｌＯｍ， 角度２５。；第二组位于挡墙的肋柱上，共２排４８根，长度 体后缘在下滑段应力的作用下发生塑性变形，使坡面 产生大量裂缝，导致地表水向沟谷汇集，部分直接垂直 人渗至中风化基岩顶面，使顶面上强风化泥岩层遇水 软化，形成软弱夹层，且老滑坡无排水设施，整体排水 不畅，因而加速了滑体的蠕动变形。当滑体前缘和后 缘的软弱带逐渐软化贯通并最终形成软弱面，在极端 条件下，滑坡将发生整体滑移。 ３．２其他影响因素分析 过境省道是某矿业集团公路运煤专线及当地乡镇 交通要道，当地居民生活用电线路沿道路北侧布置，南 侧依次为在建河道和某矿业集团在建电厂。根据现场 地质调查，过境省道滑体前缘段是较为合理的施工规 划区域，但施工期间道路不能完全封闭，施工场地比较 狭窄，因此，对治理方案的可行性要求高；勘察期间正 直丰雨季节，降雨是诱发滑坡、崩塌等地质灾害产生的 最主要外在因素，尤其是暴雨和绵绵细 ，因此，对治 理方案的工期规划要合理；由于当地改河工程正在施 工作业，所产生的扰动也将加速滑体失稳，且存在交叉 施工作业，因此，对治理方案的安全性要求高；本次滑 坡治理工程是专项拨款项目，因此，对治理方案的工程 造价要控制。 ３．３安全系数的确定 根据滑坡当前失稳状态对村民、省道、在建河道及 在建电厂的影响程度，按照相关设计规范 并结合该 区域以往工程勘察地质资料和本次地质调查资料，对 滑坡Ｃ、 值进行反复演算，最终确定了滑坡设计安全 系数值，即低于稳定性安全系数值的滑坡，要求治理后 数值达标。 综上所述，在分析了复活老滑坡主要变形特征和 其他影响因素的基础上，结合滑坡设计安全系数值，最 终选取了以微型抗滑桩为主要工程措施的加固方案， 不仅解决了在狭小空间内滑坡治理工程占用资源多、 工期长、难度大的特点，而且能够控制造价，达到预期 目标。 ４滑坡治理方案 ４．１工程措施 微型抗滑桩共两组４０７根：第一组位于坡面中部， 分别为２５ｍ、２０ｍ，锚固段长度分别为ｌＯｍ、８ｍ，角度分 别为２Ｏ。、２５。，排距３ｍ；均由５× １５．２ｒａｍ的１８６０级钢 绞线组成，单根锚索设计拉拔力为４００ｋＮ。 滑坡前缘布设肋柱挡墙，长度９０ｍ，肋柱高度４ｍ， 截面尺寸６００ｍｍｘ６ＯＯｍｍ，间距４ｍ，挡墙底部做地梁与 微型桩连接，肋柱间挡墙厚３００ｍｍ，墙身混凝土标号 Ｃ２５，墙体间距约２４ｍ留２０ｒａｍ伸缩缝。挡墙中间距地 面ｌｍ处布置一组２１根仰斜排水孔，墙后对应设置卵 石堆囊，墙顶至陡坎应顺坡填方并夯实。 滑坡后缘外侧布置一条截水沟，将地表水汇集后 导流至西侧冲沟内；坡面设排水沟，将坡面地表水汇集 后排至西侧冲沟内，最终流人河道。滑坡治理方案工 程措施见图２。 图２滑坡治理方案工程措施示意图 ４．２施工顺序 工程施工总体顺序：坡面及坡脚施工区域局部平 整一微型抗滑桩施工一预应力锚索施工一框架梁、挡 墙施工一排水系统。其中当微抗滑型桩完成大部分工 程量后可以并行其余的工程措施。 （１）微型抗滑桩采用跳排施工，施工工艺：钻进取 土成孔一清孔捞渣一放置钢筋笼一注浆管注浆一成桩 结束。 （２）挡墙及框架梁待微型抗滑桩施工完毕即可进 （下转第３１页） ２０１７年第１期 西部探矿工程 ３１ 对气动潜孑Ｌ锤钻进工艺参数进行优化调整，在钻机转 ［３】王如生，殷琨，谭凡教，胡振阳，陈家旺．泡沫潜孔锤应用于水 文水井钻探的钻进工艺初探［Ｊ］．吉林大学学报：地球科学版， ２００４，３４（４）：６３９－６４２． 速、钻压、空压机风压及供风量等方面形成了一套较为 完善的方案，为气动潜孔锤钻进技术在井下施工大口 径孔的推广和应用建立了较为完善的理论和实践基 础。 ［４］许刘万，刘智荣，赵明杰，史兵言．多工艺空气钻进技术及其新 进展［Ｊ］．探矿工程（岩土钻掘工程），２００９，３６（１０）：８—１４． 总体来看，该工法在井下施工大口径钻孔中具有 较好的经济效益和推广前景，同时在地表狭窄空间开 展应急救援钻孔、水井和基础工程等方面也具有明显 的优势。 参考文献： ［５］鄢泰宁．岩土钻掘工程学［ＭＩ．武汉：中国地质大学出版社， ２００１． ［６】王彦博，顾雪祥，张宗保，董树义．湖北铜绿山矽卡岩型铜铁矿 床同位素地球化学研究［Ｊ】．现代地质，２０１ ｌ，２５（４）：７３０—７３９． ［７】徐惠琴．变频器调速原理及运行过程中存在的问题和解决 方法［Ｊ１．机械管理开发，２０１ １（１）：６３—６５． ［８］陈礼仪．泡沫及泡沫钻进技术的理论与实践［Ｄ】．成都理工大 学博士学位论文． ［９】万里平，何保生，唐洪明，林铁军，赵峰．冲砂洗井泡沫携砂规 律数值模拟研究【Ｊ１．西南石油大学学报：自然科学版，２０１３ ｆ４）：１０１－１０６． ［１】商晓燕．矿山充填孔及尾砂矿充填回采技术的应用与探讨 ［Ｊ］．中国科技博览，２０１４（３２）：２７－２７． ［２］吴贤勇，李伟军．基岩孑Ｌ钻探施工采用气动潜孔锤工艺［Ｊ】．西 部探矿工程，２０１ １，２３（１０）：３６－３７，４１． （上接第１７页） 行，其中，挡墙应分段开挖并一次浇筑。施工工艺：桩 顶基础开挖 框架梁施工一墙体施工一锚索施工一墙 后填土并夯实一仰斜排水孔施工。 ４．３施工注意事项 应性强，安全性高，工程造价低； （２）某省省道滑坡应急抢修工程采用以微型抗滑 桩为主要工程措施的加固方案，经过工后的变形监测， 滑坡体的整体与局部都处于稳定状态，变形得到有效 地控制，达到预期的整治目标，说明采用微型桩进行滑 坡工程治理是可行的，文章提出的加固方案是实用可 （１）微型抗滑桩妊应测放应准确，偏差不得超过±ｌＯｃｍ， 考虑沉渣的影响，钻孔实际深度大于设计深度０．５ｍ，并 靠的，可供同类型滑坡治理工程参考。 参考文献： 【ｌ】林灿阳．微型群桩在滑坡治理工程中的应用［Ｊ］．路基工程， ２０１４（４）：１６４—１６９． 保证进入中风化基岩层不少于２ｍ。 （２）微型抗滑桩成孔采用风动钻进，禁止水钻成 孑Ｌ；成孔直径为１５０ｍｍ，桩长为１５￣２０ｍ。 （３）微型抗滑桩桩孑Ｌ内注灰砂比为ｌ：ｌ（水灰比为 ０．４～０．５）水泥砂浆，砂子采用石英质中细砂，采用从孑Ｌ 底到孔口返浆式注浆，压力不低于０．４￣０．７ＭＰａ，以确 ［２ 吕凡任，陈云敏，梅英宝．２］／Ｊ、桩研究现状和展望【Ｊ１．工业建筑， ２００３，３３（４）：５６—５９． 保孔内浆液饱满。 ５滑坡变形监测 滑坡已经处于蠕动变形阶段，在滑体、省道、河堤 及附近建筑物上共布设地表位移监测点２Ｏ个，其目的： （１）施工过程中监测滑坡的稳定性，确保施工过程 中滑坡体的安全； （２）施工后监测滑坡的稳定性，检验抗滑效果； ［３】ＤＩＮＯ ＫＡＲＴＯＦＩＬＩＳ，ＢＲＩＡＮ Ｏ’ＧＡＲＡ，ＦＲＥＤＴＡＲＱｕＩＮＩＯ， ｅｔ ａ１．Ｔｉｔｕｓ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ Ｍｉｃｒｏｐｉｌｅ Ｒｅｔａｉｎｉｎｇｗａｌｌ［Ｊ］．Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ．２００６（３２）：１０一ｌ３． 『４］谢晓华，刘吉福，庞奇思．微型桩在某滑坡处治工程中的应 用『Ｊ１．西部探矿工程，２００１，１３（２）：１ １０—１ １ １． ［５】唐传政，舒武堂．微型钢管群桩在基坑工程事故处理中的应 用［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００５，２（增刊）：５ ４５９—５ ４６２． 『６ 朱宝龙，胡厚田，张玉芳，等．６］钢管压力注浆型抗滑挡墙在京 珠高速公路Ｋ１０８滑坡治理中的应用『Ｊ］．岩石力学与工程学 报，２００６，２５（２）：３９９—４０６． （３）监测抗滑设施质量及使用期间的安全性。 滑坡治理工程施工完毕后，对省道、河堤、附近建 筑物以及肋柱挡墙的位移进行观测，从现场监测数据 来看，均控制在设计位移之内，达到了预期目标。 ６结束语 （１）微型抗滑桩能适应多变复杂条件，不需大量开 挖土石方，不会形成较大的临空面，故施工速度快，适 ［７】刘卫民，赵冬，蔡庆娥，等．微型桩挡墙在滑坡治理工程中的 应用［Ｊ】．岩土工程界，２００７，１Ｏ（２）：５４—５６． ［８】延延，杜荣军，严芳．空间分析在铜川市耀州区地质灾害易 发性分区中的应用【Ｊ］．水土保持通报，２０１０，３０（１）：１４６—１５０． 【９】ＧＢ ５０３３０—２００２建筑边坡工程技术规范【ｓ】． 【ｌ０】ＤＺ／Ｔ ０２２１—２００６崩塌、滑坡、泥石流监测规范［ｓ］．
