微型桩应用杂谈(假日专题)
微型桩是一般指桩身直径不大于30cm、长细比较大的一种小型轻型支挡结构,施工速度快,常采用“集群”做战,即利用多排、小间距的桩排,共同提高坡体的稳定性。微型桩筋体材料常采用集束钢筋、钢管、工字钢、钢轨......等一切能放入钻孔中,且能起到有效抗剪作用的材料。如若微型桩用于应急抢险或临时工程时,对筋体材料的要求就相对更为宽松,选择面更广,只要能达到工程目的即可,不宜过分苛求。如笔者曾采用现场仅有的废旧脚手架用于滑坡应急抢险并取得了成功。当然,如若微型桩用于永久工程,则筋体的选择应适当慎重,要确保筋体材料的防腐、性价比等因素。微型桩工程实践中主要应用于工程抢险、临时工程,以及顺层滑坡等锚固力较好的岩质坡体中,而很少应用于松散,或富水状的可塑~软塑状地层,这主要是考虑到这些地层很难提高微型桩的锚固力,造成微型桩在发挥筋体的抗剪能力前就已经大变形或破坏。当然,事无绝对,笔者就曾在某正在运营的高速公路对位于高陡斜坡的软~流塑状粉质粘土滑坡,利用密集微型桩排形成进行临时支挡后,在其前部设置大型抗滑桩对滑坡进行了有效治理。这主要是考虑到高速公路断道的社会影响和造成的后果过于严重,而不得不在工程的经济性上进行让步所致。
微型桩目前工程实践中主流设计是仅考虑筋体的抗剪,而不考虑长细比过大造成的结构抗弯偏弱因素,即微型桩对坡体的稳定性的提高,是以采用单位宽度范围内的桩排筋体总和的抗剪力对坡体的抗滑稳定性贡献。这种考虑问题的方法“简单、粗暴”,特别适合于现场工程师快速应用。由于微型桩在工程中以多排、小间距连续布设,故在桩排数不小于3排、筋体直径较大(抗剪力较大),且桩顶采用框架或面板连接时,有时会在桩顶的联接结构中设置锚索工程,从而形成微型锚索桩。这时,由于锚索的主动受力特性,大大改善了微型型的长细比偏弱的问题,也为锚索提供了良好的反力结构。这在工程中应用也逐渐在推广。此外,如果设计采用合理的注浆模式,如采用劈裂注浆,而非孔底返浆时,利用各桩体的劈裂注浆半径搭接形成类似于“加筋连续墙”,这时可考虑浆体对桩周一定范围内的岩土体加固作用,宜依据复合地基的理念计算注浆后的岩土体强度,并将筋体作为受弯主筋按“抗滑桩模式”进行微型桩排的单位宽度计算。对于微型桩的注浆,如若筋采用自带注浆功能的钢管,且不利用其进行二次注浆时,不应在钢管周边打孔,也不宜将管底切割后打造成小锥。而宜在管底设置高度不大于6cm左右的架立筋后(不设置的话容易造成孔内岩土体堵管后无法注浆),直接利用钢管进行孔底返浆式注浆。而如果要采用二次注浆,且钢管作为二次注浆管使用时,方可在桩身打孔,且必须采用带色胶带缠绕封闭,当然,钢管底也必须是封闭的(防止一次注浆时的浆体进入钢管,造成无法利用钢管进行二次注浆),一次注浆可利用高强PVC管进行孔底返浆(严禁上拔)。因此,笔者在现场多见到利用钢管进行一次注浆时,采用管身密集打孔、管底切割成锥形是不合理的。其不但造成注浆时压力无法保障(压力不难保障,筋体与桩周岩土体的一体化就受到影响,继而影响微型桩抗剪),也造成现场施工难度加固,这是一件多么吃力不讨好的事,但的确是工程实践最为常见的施工方式,应戒之。对于采用钢筋束、型钢等其它材料制作微型桩时,就应在筋体下孔时绑定高强PVC注浆管,以实现孔底返浆而确保压力而达到桩体与周边岩土体的紧密结合。需要说明的是,对于微型桩的设置,不能单纯依据筋体材料抗剪强度设置,还应考虑桩周岩土体的强度,否则在相对软弱的地层中采用过于强大的筋体就有些浪费。毕竟微型桩起到效果的前提是桩周岩土体能提供有效的锚固能力。笔者就曾见技术人员过强调筋体抗剪而采用大截面、大壁厚、高强筋体材料,而忽视软弱地层的控制因素,造成一定的工程浪费,实是可惜。毕竟工程是建立在一定经济性基础上的相对安全。