微型鋼管壓力注漿抗滑樁的應用
——某處置場滑坡應急搶險治理工程

劉晶晶， 任海波

(核工業(yè)西南勘察設計研究院有限公司， 四川成都 610061)

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微型鋼管壓力注漿抗滑樁的應用
——某處置場滑坡應急搶險治理工程

劉晶晶， 任海波

(核工業(yè)西南勘察設計研究院有限公司， 四川成都 610061)

【摘要】微型鋼管壓力注漿抗滑樁具有地層適應性強、樁位布置靈活、施工作業(yè)面小、擾動小、施工迅速、樁體發(fā)揮作用所需時間短等優(yōu)點，成為地質災害應急搶險治理工程的首選，其作用機理主要是通過壓力注漿，將鋼管和巖土體通過漿液進行包裹，形成一個整體，共同起到抗滑的作用。文章以某處置場滑坡應急搶險治理工程為例，介紹了滑坡的形成機制，采用微型鋼管壓力注漿抗滑樁結合回填壓腳進行治理，通過分析深部位移監(jiān)測結果，鋼管樁在較短時間內即有效地控制了滑坡體的變形，治理效果明顯，達到了應急搶險治理的目的。

【關鍵詞】微型鋼管壓力注漿抗滑樁；滑坡地質災害；應急搶險

近幾年，為了應對滑坡類突發(fā)性地質災害，已經形成了一套完善的地質災害應急搶險系統(tǒng)，應用的治理措施也具有工藝簡單、施工工期短、治理效果明顯等特點，進而保障了人民群眾的生命安全。其中微型鋼管壓力注漿抗滑樁在應急搶險中得到了廣泛的應用[1]。

本文以某處置場滑坡應急搶險工程為例，通過分析滑坡變形特征及演化機制，結合滑坡位移監(jiān)測資料，論述采用微型鋼管壓力注漿抗滑樁的適用性以及加固效果。

1微型鋼管壓力注漿抗滑樁特點

微型鋼管樁具有地層適應性強、樁位布置靈活、施工作業(yè)面小、擾動小、施工迅速、樁體發(fā)揮作用所需時間短等優(yōu)點[2]，成為地質災害應急搶險治理工程的首選。其主要是在滑坡抗滑段采用兩排或多排鉆孔，下鋼管進行壓力注漿，鋼管、漿液與巖土體形成一個樁體，共同起到抗滑作用。其抗滑作用機理主要有以下兩點：

(1)對滑坡體的支擋作用。壓力注漿是鋼管及周圍巖土體形成一個完整的樁體，穿過滑面嵌入穩(wěn)定基巖，多排微型樁密布在滑坡體的抗滑段，對滑坡體起到支擋作用；

(2)提高滑帶巖土體物理力學性質。通過劈裂注漿，漿液進入滑帶與滑帶巖土體結合，凝固后形成復合體，增加了滑帶巖土體的c、φ值，從而改善了滑帶的抗滑作用。

2滑坡形成機制

某處置場滑坡位于四川省某廠內，河右岸，坡腳為在建處置庫，滑坡發(fā)生之前，該邊坡正在進行治理工程施工，治理措施主要為格構錨索、噴射混凝土護面分級支擋。

2.1滑坡體基本特征

處置場場地高程606 m，正在治理邊坡位于處置場南側，為巖質邊坡。滑坡前緣為治理邊坡的616 m平臺，坡腳為已建處置單元，后緣至646 m平臺。滑坡橫向寬約60 m，長約40 m，面積約2.4×103m2，最大厚度5 m，總體積為0.9×104m3，為牽引式淺層巖質滑坡。滑坡后緣下錯，形成2～3 m的臨空面，已建好的噴射混凝土護面破壞嚴重，646～656 m坡面格構錨索失效(圖1)。

圖1　 邊坡治理工程遭到破壞(滑坡后緣)

2.2滑坡危害性

盡管滑坡規(guī)模不大，但由于其所處位置特殊，同時在發(fā)生后幾天內仍呈現蠕滑變形特征，因此若滑坡繼續(xù)變形破壞，將在滑坡后緣形成高陡臨空面，后緣邊坡在重力作用下可能逐級解體，最終將誘發(fā)整個邊坡失穩(wěn)，威脅在建13#、14#處置庫和邊坡施工人員、機械的安全。

2.3滑坡體形成機制分析

滑坡的發(fā)生大多受內、外因素綜合影響，內因主要包括滑坡體的地層、地質構造、巖土體特性等，外因主要包括暴雨、地震、人類工程活動等。本滑坡形成主要有以下幾個方面，現分別進行分析。

2.3.1地形地貌

滑坡區(qū)為斜坡地貌，坡體前緣由于修建處置庫形成高陡臨空面，為滑坡體的剪出提供了地形條件。

2.3.2地層巖性

滑坡區(qū)域地層巖性主要為泥質頁巖或粉砂質泥質頁巖互層、夾薄層粉砂巖或透鏡體狀細砂巖，滑塌區(qū)巖層傾向坡外，傾角34°。泥質頁巖屬于極軟巖～軟巖，遇水易軟化，屬于易滑地層。

2.3.3地質構造

通過初步調查，認為場區(qū)有非能動斷層通過，受斷層影響，構造裂隙發(fā)育，巖體破碎。同時，坡體發(fā)育有褶皺，致使邊坡巖層產狀凌亂，呈現中部和西側外傾、東側反傾的不規(guī)則狀況，滑坡所處的中部區(qū)域巖層產狀外傾，對坡體穩(wěn)定極為不利。

2.3.4持續(xù)降雨

滑坡所處區(qū)域為山區(qū)，年平均降雨量較大，最大降雨量集中在7月～9月。2014年7月8日～10日連續(xù)降雨，7月18日又迎來一輪強降雨，截止20日17時降雨量達到115.6 mm。雨水沿巖體裂隙滲入坡體，在增加坡體自重的同時降低巖體結構面力學性質，入滲的地下水通過裂隙密集帶滲流并在616 m平臺集中出露，最終導致坡體在該位置發(fā)生剪出破壞。

2.3.5人類工程活動

坡腳修建處置庫，需對邊坡進行切坡，切坡造成坡體應力狀態(tài)重新分布，坡腳處應力集中，極大影響坡體穩(wěn)定性。

此外，由于地質條件復雜，前期勘查對巖層產狀作出了不正確判斷，致使后期針對外傾產狀邊坡區(qū)域僅采用噴射混凝土護面進行治理，治理措施不當是誘發(fā)本滑坡發(fā)生的原因之一。

3應急搶險治理措施

3.1微型鋼管壓力注漿抗滑樁設計

為了盡快、有效地控制坡體變形，分別在滑坡前緣(616 m)和中部(636 m)設置兩級鋼管樁，每級設置兩排樁，樁間距1 m，排距0.8 m，梅花形布置(圖2、圖3)，這樣注漿時，漿液就會將兩排鋼管之間的巖土體全部包裹，起到膠結加固作用，同時鋼管樁伸出地面1.5～2 m，用E20a槽鋼焊接(圖4)，增加了鋼管樁的整體性和剛度。

圖2　鋼管樁布置平面

圖3　鋼管樁布置剖面

圖4　鋼管樁結構

616 m平臺鋼管樁共設置鋼管樁120根，平面布置長度60 m，設計樁長20 m，嵌固段長10 m；636 m平臺鋼管樁共設置鋼管樁102根，平面布置長度50 m，設計樁長20 m，嵌固段長10 m。各級鋼管樁均采用直徑φ170，內插φ127，壁厚9 mm的S135石油鋼管，注漿漿液采用M30水泥砂漿，注漿前鋼管與孔壁間填入米石(5～10 mm)，注漿管采用φ20PVC管，注漿壓力為0.3～0.5 MPa。

3.2堆載反壓

由于滑坡體后緣下錯，使得后緣邊坡坡腳形成了新的臨空面(圖1)，若不及時治理，極可能形成次級滑坡，為了確保后緣邊坡的穩(wěn)定，在636 m平臺鋼管樁頂采用編織袋填砂卵石回填對后緣邊坡進行壓腳，對616 m平臺鋼管樁采取同樣措施，以消除636 m平臺增加荷載，同時增加滑坡體抗滑段的阻滑力。

3.3原有排水系統(tǒng)修復

降雨是滑坡形成的主要誘因，因此有效疏排地表水是控制滑坡變形的重要措施。受滑坡影響，原邊坡地表排水措施遭到了嚴重破壞，因此，需對坡面上原建排水溝進行重新修復、疏通。

4應急搶險施工

為了確保滑坡變形盡快得到控制，消除失穩(wěn)隱患，二十天內必須完成現場所有鋼管樁、土方回填的施工。

為了加快工期、達到應急搶險目的，項目部利用腳手架搭設臨時人行梯步，減小不同工種之間交叉作業(yè)的影響，同時在場地狹窄處利用鋼管樁搭設施工平臺，人為拓寬作業(yè)面。在設備與材料轉運時，利用吊車等機械的配合，盡量縮短人工搬運的距離，減小對工期的影響。

此外，為了掌握滑坡變形情況，確保施工安全，施工期間現場布設了監(jiān)測網絡，每天對滑坡進行變形監(jiān)測，并及時提交、分析監(jiān)測數據；同時對坡面已產生的裂縫進行標記監(jiān)測，觀察其變形情況。

5治理后滑坡穩(wěn)定性評價

施工期間和竣工后滑坡體深部位移監(jiān)測位移-時間曲線顯示，監(jiān)測孔孔口位移相對最大，滑面附近(5 m深度)位移次之，而滑床(10 m深度)位移基本可以忽略，說明鋼管樁施工完成前，滑坡位移持續(xù)增大，施工完成一半以上后，滑坡位移增長速率減小，待鋼管樁和土方回填全部施工完成后一個星期內，滑坡位移即已趨近穩(wěn)定，之后的一個月，位移沒有明顯變化(圖5、圖6)。

圖5　JC1監(jiān)測孔位移-時間曲線

圖6　JC2監(jiān)測孔位移-時間曲線

由此可以認為本工程采用微型鋼管樁結合回填壓腳作為應急搶險治理措施效果明顯，鋼管樁有效地控制了滑坡體的變形，消除滑坡失穩(wěn)的隱患，確保了處置場的安全。

6結論

(1)某處置場滑坡為牽引式淺層巖質滑坡，巖性為泥質頁巖，性質差，滑坡體巖層傾向坡外，巖體受斷裂構造影響破碎，在持續(xù)降雨條件下，地表水入滲增加了滑體的自重，降低了滑帶的力學性質，最終誘發(fā)滑坡發(fā)生。

(2)微型鋼管壓力注漿抗滑樁樁身本身具有一定的強度，加上壓力注漿，將鋼管和巖土體通過漿液進行包裹，形成一個整體，共同起到抗滑的作用。本工程滑坡由于具有突發(fā)性和特殊的危害性，導致應急搶險治理施工要求高，因此，采用微型鋼管壓力注漿抗滑樁這種施工工藝簡單、工期短、見效快的治理措施，在極短的時間內完成了搶險工程施工，確保了處置庫的安全。

(3)通過深部位移監(jiān)測結果，認為本工程采用微型鋼管樁結合回填壓腳治理措施效果明顯，鋼管樁在較短時間內即有效地控制了滑坡體的變形，達到了應急搶險治理的目的。

參考文獻

[1]朱寶龍.鋼管壓力注漿型抗滑擋墻在京珠高速K108滑坡治理中的應用[D] .成都：西南交通大學，2006.

[2]王樹豐.汶川地震滑坡微型樁防治工程研究——以陜西略陽鳳凰山滑坡為例[D] .西安：長安大學，2010.

[作者簡介]劉晶晶(1981～),女，碩士，高級工程師，主要研究方向為巖土工程。

【中圖分類號】U416.1+4

【文獻標志碼】B

[定稿日期]2015-10-08