微型桩加固边坡的原位监测及效果评价

龙万学邱树茂李昌龙李 鑫

微型桩加固边坡的原位监测及效果评价

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(1.贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州贵阳 550081; 2.北京交通大学土木建筑工程学院，北京 100044)

针对某高速公路滑坡的加固方案，对加固后桩侧土压力与桩身的变形情况进行了监测，并分析了支挡结构物的受力状态，评价了集约式微型桩群加固滑坡的效果，为边坡的加固设计提供参考。

边坡，微型桩，变形监测，土压力

0 引言

近年来，随着滑坡地质灾害的多发，学者对滑坡危害的认识及其发生发展机理的深入研究，防治工程也在向轻型化、小型化、经济性方向发展。微型桩作为一种轻便快速的支挡措施，目前广泛的应用到滑坡的防治工程中。为了直观的反映微型桩群加固滑坡时桩群内部受力的发展机制，本文基于实际工程对该轻型支挡综合处治措施加固路基边坡进行了长期的跟踪监测试验，并评价其加固效果。

1 试验点概况

1.1 试验边坡地质条件

K19+560～K19+680段填方路基位于厦门至成都公路贵州境毕节至生机(黔川界)段高速公路工程第2合同段境内，设计中线最大填高约10 m。左侧最高为一级，右侧最高为二级，右侧填方坡脚设抗滑挡墙。设计荷载为公路Ⅰ级。K19+560～K19+ 680填方基础滑坡处治过程中，受切角临空及地质、雨水作用，左侧上边坡产生牵引式滑坡，滑坡体呈圈椅状，滑坡体后缘扩张至距路基水平距离约100 m处平台，滑坡体中部出现明显滑坡壁，滑坡体上张拉裂缝发育，填方路堤右侧锁脚墙开裂。滑体下方是居民区，该滑坡严重威胁到生命财产安全，制约了毕生高速公路的建设。

1)地层岩性。根据地质调绘、钻探，场区内出露的地层为第四系全新统残坡积层(Qel+dl)、侏罗系下统自流井组(J1z)，地层特征如下:a.第四系全新统坡积层(Qel+dl):粉质粘土:紫褐色，软塑状，局部夹砂，表层土降雨之后强度极低，受到太阳暴晒后强度非常高;一般情况，承载力基本容许值400 kPa，摩阻力标准值100 kPa。b.侏罗系下统自流井组(J1z):粉砂质泥岩:褐红色，中厚层状，节理裂隙发育，岩体破碎，岩质软，岩芯呈碎块状，强风化。粉砂质泥岩:褐红色、灰褐色，中厚层状，岩体完整，岩石新鲜，岩质较软，岩芯呈柱状及少量块状，中风化。

2)地质构造。勘察区无断裂构造，岩层呈单斜产出，岩层产状270°∠8°，岩体较破碎。

3)滑坡特征。该滑坡为路基填方引起坡体沿着软弱层滑动，属于推移式滑坡。通过深部位移监测滑动面大致可分为两层:第一层位于覆盖层和强风化泥岩的分界处，第二层位于强风化泥岩中，滑面最大深度约为10 m。

1.2 边坡加固方案

整体治理方案。一级平台用2×3 m(间距6 m，共4根)和3×4 m(间距7 m，共5根)两种抗滑桩支挡，二级平台用1.8× 2.4 m(间距6 m，共5根)抗滑桩支挡，三级平台用钢管桩加固(桩径为150 mm，钢管φ108、壁厚6 mm，内置3根φ32螺纹钢筋，桩间距为2 m，梅花形布置，共90根，滑坡剪出口采用挡土墙固脚(墙高5 m，总长35 m)，见图1。

图1 治理断面图（比例：1∶400）

2 监测点位的选择与元器布设

为直观的反映滑坡推力作用下集约式微型桩群内部受力发展机制，评价轻型支挡结构综合治理措施，本文对滑坡的深孔位移、微型桩弯曲应力及桩群内部土压力分布等情况开展长期监测。

1)监测仪器。本次微型桩监测采用振弦式土压力盒、测斜管配合使用，其具体参数见表1。

表1 监测仪器主要参数

2)监测方案。采用土压力盒监测微型桩所受的侧向应力，即滑坡推力分解后作用在桩上的点荷载;测斜管监测微型桩在滑坡推力作用下的变形。仪器布置见图2，土压力盒沿着桩长向布置间距为2 m，随着滑动面的变化稍有调整。

图2 监测仪器布置图

2.1 桩间土压力分布特征分析

设土压力盒主要用于监测轻型支挡措施完成后，微型桩群内部各排桩的水平向土压力增减量随时间的分布特征，即滑坡体对微型桩的水平推力变化情况。土压力盒紧贴微型桩布置，分别埋设在微型桩1号、2号、3号、4号桩侧，深度分别为1.5 m，3.2 m 和5.9 m。

现场实测土压力变化量与时间关系曲线如图3所示，分析图3曲线特征，可得如下结论:1)轻型支挡结构综合治理措施完成以后，随着时间的增长，各深度处土压力值均表现为先减小后增大再缓降的趋势。2)由图3可见，各排桩侧土压力值的增减均表现出较好的一致性，说明微型桩群内部土压力传递介质——顶板和桩间土体共同发挥作用，微型桩群的整体抗滑机制得以体现。此外，1号～3号及2号～4号桩侧土压力的变化量表现出依次递减的分布规律，以1.0 m深度处土压力变化量为例，1号～3号桩侧土压力最大减量比为1.3∶0.7，体现出微型桩群的抗滑效果显著。从经济的角度出发，以后在类似工程设计中建议加强第一排桩桩身配筋，降低第三排桩身配筋。3)各排桩侧土压力的变化量峰值均表现为随着深度的增加而减小，说明微型桩综合治理措施完成以后，支挡结构对深部滑体应力分布的影响大于浅层滑体，深部滑体的蠕滑趋势得到有效遏制。

图3 桩侧土压力变化曲线

2.2 桩身变形监测

桩身变位采用测斜仪进行采集数据，累计采集两次，微型桩施工完毕采集第一次作为初始值，桩身变形情况见图4和图5。

图4 1号桩桩身变位曲线

图5 2号桩桩身变位曲线

根据两根微型桩变位监测情况分析，可得如下结论:

1)从监测数据不难看出，1号微型桩受力后产生的变形较大，2号微型桩仅产生微小的变形，说明第一排微型桩承受了大部分的下滑力，第二排微型桩承担少量下滑力。2)微型桩的变形主要以弹性变形为主;且直接与桩土接触部分的岩土体坚硬程度及桩周岩土体所传递给桩的应力分布形式有关。3)滑动面位置在5 m深度处。4)微型桩变形很小，最大变形不到2 mm，说明微型桩起到了很好的支挡效果。

3 结语

针对K19+560～K19+680滑坡加固方案，开展了桩侧土压力、桩身变形的长期监测，深入分析支挡结构物的受力状态，并对集约式微型桩群加固K19+560～K19+680滑坡的效果进行评价，取得了以下结论:1)微型桩内部各排桩土压力的增减存在一致性，说明桩群内部土压力传递介质——顶板和桩间土体共同发挥作用，体现出微型桩群的整体抗滑机制。2)第一排微型桩受力和变形均大于第二排微型桩。考虑经济，可以在微型桩的设计计算过程中，建议增加第一排微型桩的桩身配筋，减少第二排微型桩桩身配筋。3)该工程中，微型桩的变形以弹性变形为主，说明微型桩支护体系的治理效果显著。

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In situ monitoring and effect evaluation of micro pile reinforced slope

Long Wanxue1Qiu Shumao2Li Changlong1Li Xin2
(1.Guizhou Transportation Planning Survey＆Design Academe Co.，Ltd，Guiyang 550081，China; 2.School of Civil Engineering，Beijing Jiaotong University，Beijing 100044，China)

In light the highway landslide reinforcing scheme，the paper monitors the reinforced lateral pile earth pressure and pile deformation conditions，analyzes the retaining structure stress conditions，and evaluates intensive micro-pile group reinforcing the landslide effect，provide reference for slope reinforcement design.

slope，micro-pile，deformation monitoring，earth pressure

U416.14

:A

1009-6825(2016)35-0081-03

2016-10-10

龙万学(1971-)，男，硕士，研究员