微型桩挡墙的施工简述

李湘

广东省核工业地质调查院 广东 广州 510800

1 概况

微型桩又称树根桩，一般是指桩直径不足四百毫米，长细比超过三十，桩体由压力灌注的水泥砂浆或细石混凝土与加强筋等材料组成[1]。20世纪40年代，意大利首次提出了微型桩，而随着80年代的到来，我国也开始大力推广这种技术，近年来，它的发展迅猛，已经被广泛应用于各种建筑工程，如地基承载力不足、建筑物事后出现不均匀沉降、建筑物地基加固、基坑支护、对岩石和土质边坡的稳定加固等。

某工程为河岸边坡崩塌隐患点整治项目。临江一带的民居与河滩坡顶距离较近，一般约为 20～30m，个别房屋甚至直接建在河岸坡顶上。村子的河岸线长约530m，该处河岸坡曾经分别于1988年和1994年在洪水期的退水时发生过2次较大规模的崩岸现象。其中1988年崩塌滑岸较为严重，在河岸坡顶位置形成一个长约80m（沿水流方向），宽约30m，深约3.6m的圆弧状凹坑；1994年崩塌，在河岸坡顶形成一个长约20.0～25.0m（沿水流方向），宽约25m，深约3m的凹岸，造成紧邻的二间房屋开裂，已威胁现有岸上村民的生命财产安全。为确保人民群众生命财产安全，边坡亟待治理。根据河岸坡场地的条件，依据“确保安全，经济合理，方便施工”原则，选取的总体方案如下：

1988年及1994年崩塌段：双排微型桩+挡土墙；

中间连接段：单排微型桩+挡土墙。

2 具体工程措施

2.1 1988年及1994年崩塌段：双排微型桩+挡土墙+植草绿化

双排微型桩。在上部边坡设两排钢管微型桩，前半段桩心距1.90m，排距1.50m。 靠边坡内侧桩长L=30m，外侧桩长L=6m；后半段桩心距与排距均为1.50m，靠边坡内侧桩长L=33m，外侧钢管桩长L=6m。钢管桩成孔直径Ø160mm，内置钢管为φ108×6mm钢管，垂直向下。钢管桩梅花型布置。

挡土墙。采用“L”型钢筋混凝土挡土墙，高 2.5m，底宽 2.0m，墙厚 0.3m，挡土墙 与钢管桩连接牢固。

植草绿化。墙背回填粘土，夯实，坡面三维网植草。

2.2 中间连接段：单排微型桩+挡土墙+植草绿化

单排微型桩。在上部边坡设一排钢管微型桩，桩心距2.0m，钢管桩长 L=6m。钢管桩成孔直径Ø160mm，内置钢管为φ108×6mm 钢管，垂直向下。

挡土墙。采用直立式钢筋捆扎的砼挡土墙，高1.5m，其中入土段不少于0.5m，墙厚0.3m，挡土墙与钢管桩连接牢固。

植草绿化。墙背回填粘土，夯实，坡面三维网植草。

2.3 其他绿化及便道

种植杜鹃花与大红花。坡顶换填营养土或宜于植物成长土壤，交错种植杜鹃花和大红花，其高度及冠幅 均不小于 0.5m，水平间距 0.5m。

便道。挡土墙下方水沟旁设混凝土便道，宽0.8m。4.排水系统 在边坡挡土墙下方设一条排水沟，净空截面尺寸为400mm（宽）×500mm（深）。Ⅰ区边坡东西侧、Ⅱ区东侧各布置一条踏步（急流槽），净空截面尺寸为1000mm（宽）×400mm（深）。 水沟、急流槽水流入沉砂池沉淀后进入中间急流槽，最后流入河道。

3 总体施工顺序及主要施工工艺要点

3.1 总体施工顺序

施工准备→测量放线→边坡分层分段修整（土石方施工）→微型桩施工→挡土墙施工→墙背回填、坡面绿化→排水系统、便道施工→边坡绿化、种花施工。边坡修整时，按设计要求深度开挖，不得超挖。

3.2 主要施工工艺要点

3.2.1 土石方施工

在开挖土石方之前，必须根据边坡工程设计文件制定详细的施工组织设计，其中包括：确定开挖前的准备工作，确保开挖方法与设计工况一致，选择分层、分段、对称、均衡的开挖顺序，设置上下道路，以及合理选择施工设备等。

土方开挖（修整）坚持开挖一层加固一层。边坡开挖应自上而下，按设计规定位置、规定坡率开挖出挡土墙位置，开挖距离不超过30m之后，应立即进行坡面支护施工。土方开挖必须与支护施工相互配合。严禁超量开挖。

土方开挖必须分段开挖，分段开挖长度宜小于30m，按设计坡率进行开挖作业[2]。

对工程难以进行的可实行人工挖掘,局部人工修检路基和底板。应做到下列一些规定:a.严禁与支护构件进行撞击,破坏降水施工设备、原有检测标准和控制元件。b.在边坡上部的20m范围内,禁止堆土以及任何荷载活动。c.在放坡式施工时暴露的一侧应做好防止不良天气下降雨的保护措施,在必要时也应做好覆盖等临时的保护措施,以避免因降雨对边坡结构的过度侵蚀而造成地面塌陷,危及工人正常进行的作业面。

开挖过程中应时刻注意监测信息的反馈资料，及时指导、修正开挖工程。安排好应急准备，遇到有突发情况时，应及时调整开挖方案。若发生紧急情况后,必须采用果断手段,坚持回填逆向压力、坡顶卸载的方式,遏制事故规模的继续增大,而后再行施工现场的处理,消除存在的安全隐患后,才能继续进行。

按规范、设计要求进行土方开挖施工，文明环保作业，减少对周边环境的影响。在对坡面的开挖施工过程中，应该根据现场开挖出的真实地质情况、监测到的边坡变形量等相关数据，动态调整开挖方案。现场开挖宜与排水施工等协调进行，保证土石方开挖不对原有排水系统产生不利影响。

边坡坡面修整清除坡面有机物、边坡修整土石方开挖宜采用人工方法进行。

坡面施工范围较大的树木应予保留，竹子清除。

3.2.2 钢管微型桩施工

施工工艺流程：挖机、人工平整场地→测量人员放线定孔→钻机进场→清洗钻孔→安装注浆机→放入钢管并焊接→接入注浆管→拌制水泥砂浆→按规定压力注浆→2次加压注浆。

清理作业面：根据设计要求开挖出场地，放出微型桩的中心线并放好桩位，安排钻机进场打孔，施工中产生泥浆排至作业面之外。

测量放样：根据施工设计方案中规定的微型桩的排距、双排微型桩的间距及其提供的微型桩标高进行测量放线，定好微型桩位置，并使用竹签、木桩等标志物钉入便于后续施工人员找寻。

微型桩定位：根据测量人员定好的位置，在测量人员钉入的标志物上准确摆放钻机，不得擅自移动位置。

钻孔钻进：将钻机安装好后必须保证水平，防止倾斜；将钻进中所需材料一并放置一旁，循序钻进；每钻进进尺达到3m，需要增加一条钻杆，直至钻进至设计深度。

注浆钢管制作：钻好孔后将钢管放置进钻孔，接长，搭接部位要用套管加固接焊，套接长度不小于200mm，焊接缝应平整并饱满，并应检查钢管的垂直度，焊工必须持有国家认证的焊工证；钢管做成花管状，并在下部1m以下范围内钻出浆口，直径φ6mm，保证2段之间不低于400mm，出浆孔呈梅花状交错布置[3]。

洗孔：注浆前，应对钻孔用清水进行清洗，将钻孔内的残留泥浆排出，最终要求钻孔底部砂土沉渣不得大于0.5m。

注浆准备：在现场固定好注浆机，根据实际情况选择配电箱或柴油发电机接入电源，规格至少采用6m23相5线制的电缆。

下放钢管：待钻孔清洗完成后及时在放入制作好的注浆钢管，如无法放置到设计位置，应重新清洗钻孔然后再放入钢管，钢管上接一段直径的PVC管，PVC管露出地面500mm，用于接入注浆管。

接入注浆管：在将注浆管放入到设计深度后，设置止浆塞，长度1.0m，并马上进行注浆，注浆管由注浆机只接接入到下入孔内的PVC管上，管的接口保证密封完好，注浆管可选用承压大于1.0MPa的橡胶管进行输送。

拌制水泥浆：使用专用的拌制机械进行拌浆，水灰比控制在0.45～0.5之间，把拌制好的水泥浆放入钢制的灰槽内，然后由注浆机进行注浆。

注浆：注浆管加装压力表，首次注浆压力控制在0.5MPa，注浆时，需观察注浆口，直至水泥浆从管外流出为止，拔出注浆管，将钢管顶部密封。

加压多次注浆：注浆过程中一次注浆难以将注浆压力达到1.0MPa，所以需要多次保证时间间隙注浆，一般为二到三次，待观察水泥浆再次从钢管外流出方停止注浆。

施工过程中，需要监测好钻孔的终孔孔深、放入钢管的总长度以及注浆管的长度，严格控制桩顶、桩底标高。不得出现假桩现象，并避免出现断桩现象。

微型桩直径为φ160㎜，内置钢管为φ108×6mm钢管。上部3m范围内不得出现钢管接头，且相邻钢管接头应错开大于2m。

水泥规格采用P.O42.5，注浆料的水灰比为0.5:1，并保证每米钢管水泥用量不少于70㎏。

首次注浆压力0.4～0.5MPa，保证压力不会浆液压出管外注满桩体。第二次起注浆压力不小于1.0MPa，两次注浆的时间间隔应大于1.5小时。

两头处桩位的偏差不得大于1/3桩径，中间桩桩位的偏差不得大于1/2桩径，垂直度不得超过1/1000桩长。

3.2.3 微型桩挡墙施工

(1)施工流程：测量放线→微型桩施工→开挖基槽→绑扎钢筋→支立模板→砼浇筑→拆模→养护。

(2)放线定位：由测量放线员按照设计图纸要求对钢筋及支模边线进行测量定位。

(3)钢管桩施工：见钢管桩施工工艺要求。

(4)挡墙基槽开挖：挖设计要求开挖，验槽。

(5)绑扎钢筋：按设计绑扎钢筋。

(6)支模：模板要平整、美观、少接缝，以保证砼的密实度和外观质量；

(7)混凝土现浇：混凝土强度为C30，人工搅拌因条件限制难以达到其强度，宜采用商混，使用泵车进行振捣式现浇，现浇前需将作业面杂物清理干净，现过程中随时注意防止树叶、杂草等杂物混入现浇的混凝土中。浇筑完后应每天及时进行覆盖式浇水养护，养护时间不少于28天。

(8)伸缩缝：在混凝土面板中间的位置竖向设置一条伸缩缝，伸缩缝宽度以2cm左右为宜，缝中填塞沥青麻丝。伸缩缝间距15～20m，设在两微型桩中间。

(9)泄水孔：地面往上设置一排泄水孔，水平间距1.5m，孔径φ100㎜。

3.2.4 坡面绿化（三维网喷播植草）施工

植草绿化（喷播植草）施工，在裸露坡面及框架梁间的空格内进行。草籽与灌木（花）籽比例：狗芽根20%，糖蜜草75%，红花木兰5%。按每平方米20g草籽与灌木（花）籽用量。施工顺序为：修整坡面→三维网安装→覆盖种植土→喷播植草→浇水养生。具体做法如下：

修整坡面。对凹凸不平的坡面进行再次捡平，并将土中较大石块及其他阻碍植物生长的杂物挑拣出来。

三维网安装。坡面安装三维网，用U型钉和木桩固定。

填土。喷播植草前应先在植草部位覆盖回填12cm以上的土壤。可采用清表时营养丰富的土层，或其他适合植被生长的土壤。待覆土作业完成后，应首先进行一次通透式的喷、淋水，静置3天，等土壤充分吸水均匀沉降后再进入下一道工序。喷播作业。a.先将坡面湿润。b.喷播材料：草籽及灌木（花）种子（每平方米坡面）：20g，复合肥50g，黏合剂2g，纸浆200g，着色剂1g。c.开动喷播机，自上而下喷播作业。d.喷播后，立即覆盖一层土工薄膜，以保证出苗均匀、整齐。

养护。喷播面覆盖一层无纺布或者薄膜，起到保温保湿和防止飞禽鼠虫啃食草籽的作用，避免草籽出芽率过低。种植完成后应每天洒水养护，根据草籽与灌木的品种所需水分为原则。在浇水期间，根据绿化品种生长周期内需求配合进行施肥、打药除虫等养护措施，保证植物成活率达90%以上。绿化养护期：6个月。

3.2.5 排水沟及踏步施工

(1)开挖土方时必须保证作业面的稳定，防止边坡滑塌，遇松软类的土层应尽量开挖掉。重要地段的大落差跌小、陡坡地基，应夯压加固处理。

(2)遇松软土层较厚地段，因设计需求开挖过度后，需填方，基础必须按规定尺寸分层夯实，以达到设计要求。

(3)开挖出的水沟沟基，如沟底为淤泥质或软黏土等地基，应进行地基处理加固，如填入砂石料，夯实等。

(4)排水沟边墙及底部均用模筑C30混凝土，要填满捣实。

(5)排水沟浇筑混凝土前，水沟底保证铺实不低于50mm的砂浆垫层。

(6)排水沟梯度不小于0.3%（受地形及现状建筑限制除外），坡度大于30%的地段需设置急流槽及消能池，限于地段原因，位置靠近河床，整段水沟需加设钢筋以保证其稳固性。详细的尺寸和布置可查询排水沟平面图及大样图。

(7)排水系统的施工宜在边坡支护工程施工之前先行进场施工作业。

4 结语

地质灾害的治理手段有多种，选取不同的方式都要考虑好施工现场的特点和背景，微型桩挡墙在施工过程中有地灾治理安全性较好、施工便捷、工程过程中环保较好、施工时噪音小、对附近建筑物和居民干扰低、对施工场地要求不高、工程总价较低等特点，从而得到广泛应用。