坡体病害治理中的钢管桩应用探讨（假日专题）
伟大的的中华民族多灾多难，但我们英勇的中国人民，必定如战胜历史上灾难一样，战胜管状病毒。
一、微型桩基本设计原则
所谓微型桩一般是指桩径小于30cm的桩体，它主要由钢管、工字钢、钢筋等多种形式的筋体置于钻孔后灌注砼而成。有时也可采用劈裂注浆，使桩体周围岩土体形成的复合地基而提高微型桩的使用效果。由于长细比相对较大，故工程中常在微型桩群的顶部设置框架、面板等结构进行串联，以使多个微型桩形成“整体”受力的效果，从而提高微型桩群的整体抗弯能力和相互协调形成更大锚固能力的效果。有时为改善提高微型桩群的受力，可在桩头的面板或框架上设置锚索工程，从而使被动受力的微型桩工程调整为主动受力的支挡工程结构，也有效降低了微型桩对岩土体锚固力的要求。
由于筋体与岩土体计算和地质体的复杂性，以及微型桩相对较大的长细比，故工程实践的主流中往往只考虑微型桩的抗剪力或锚固力，而对其抗弯往往没有考虑。
作为岩土工程，微型桩的锚固效果需从筋体的自身抗剪能力和桩周的岩土体锚固效果两方面考虑。任何只考虑筋体抗剪能力的设计都是非常不合理的或方案是不周全的。因为，毕竟微型桩工程属于岩土工程，即为结构工程与地质工程的结合体，而非单纯的结构工程。这就类似于“木桶效应”，微型桩的加固能力取决于筋体强度与岩土体强度中的“短板”，筋体强度需与岩土体所能提供的锚固力相匹配。
因此，微型桩工程的主要应用对象是应急工程或具有较好锚固力的岩土体坡体病害治理工程。也就是说，在松散堆积体、富水的软弱地基等永久工程中应慎用微型桩工程。
此外，由筋体按一定的形状布置后进行的高压注浆形成的“微型桩群抗滑桩”也在工程中有效应用。其计算模型主要是将多种形式的筋体考虑为抗滑桩的主筋，将浆体形成的复合地基考虑为抗滑桩圬工，且将筋体以外的复合地基作为安全储备而不予考虑。
图1 微型桩群式注浆抗滑桩
二、微型桩应用案例
1、由Q2冰水堆积体构成的某富水坡体发生滑坡时，技术人员设置三排Φ168、长约21m钢管桩进行抢险是基本可行的。但由于抢险人员过份强调钢管的结构抗剪能力，要求采用壁厚1.2cm的无缝钢管。这就出现了钢管自身的抗剪能力严重与桩周冰水堆积体锚固力不匹配的情况，也就是冰水堆积体无法提供与壁厚1.2cm的无缝钢管相匹配的锚固力，一旦出现过大下滑力，就会乱长细比较大的钢管出现弯曲，造成了较大的工程浪费。为弥补此缺陷，笔者建议在微型桩顶的面板上设置锚索进行协调。这样不但有效减小钢管筋体对地层锚固的需求，也大大减小了将来永久工程的工程规模。
2、某公路经过时距离村庄较近，坡体主要由强~中风化砂岩构成，坡体节理裂隙发育，桥墩场地的开挖可能会造成坡体卸荷引发后部民居开裂（附近桥墩开挖已造成区部民居开裂），故为确保安全，技术人员拟采用锚索抗滑进行预加固。
图2 相邻桥墩场地平整造成的民居开裂
图3 技术人员拟采用的锚索抗滑桩为主支挡方案
现场调查时，笔者认为抗滑桩工程规模大，且桩体开挖爆破势必会影响民居安全和居民的抵触，且对桩前边坡没有防护，影响桥梁施工人员的安全。基于此，笔者结合地层岩性建议在桥墩内侧设置三排Φ127、长约20m钢管桩进行预加固，且为有效提高预加固效果，特在微型桩顶部的面板上设置间距3.0m的锚索，形成锚索微型桩群。继而在桥墩场地边坡开挖时，采用挂网喷砼+锚杆锚墩进行处治，从而有效防止桥墩施工对紧邻民居的安全威胁。该方案充分利用微型桩灵活、施工快速、结合地质体的锚固能力和锚索工程起到了良好的工程预加固作用，且大大降低了工程造价，减小了施工扰民的问题。
图4 优化后的锚索微型桩为主支挡方案
3、某顺层砂泥岩边坡高约18m，边坡开挖后坡体依附于泥化夹层出现了快速的坡体变形，在坡体前部无法有效实施反压、坡后无法有效进行卸载的情况下，在距坡口线约10m的部位设置了三排由钢筋束形成的微型桩，桩体上部采用框架进行联结。由于微型桩的下部锚固段和上部悬臂段均位于完整性较好的基岩中，故工程快速施工后，微型桩提供了良好支挡力使坡体变形快速收敛，为永久工程的治理提供了充裕的时间。该工程应用于上世纪90年代末，也是公路上最早应用微型桩的成功案例。
图5 微型桩应用于顺层滑坡抢险
最后需要说明的是，微型桩并不一定都是竖直布置的，其角度可根据工程需要以任意角度布设，切忌教条的竖直布设。毕竟工程无定势，能高效解决病害工程的布置就是相对合理的布置。
图 6微型桩的布置形式