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小口径微型桩组合桩（D100-300mm）因其施工快捷、治理效果明显、施工机械轻便适应性强、工程造价较低的特点，逐渐成为低矮边坡支护、中小型滑坡应急治理、基坑变形抢险的一种常见处置措施。微型桩自20世纪50年代意大利Lazzi提出以来，主要更注重在基础托换、建筑物加固、基坑支护等领域的应用，导致部分同行对微型桩应用于边坡支护时，对其设计和计算有些迷茫，此处以一些相关的非主流规范和期刊论文为主做一个学习和总结。
桩体的主要的结构形式有钢筋笼灌注桩（树根桩）、预制桩、注浆钢管（或筋材）桩，在边坡支护中用得更多的注浆钢管桩。主要的结构形式有：①微型桩群+连系梁形成桩群连续布置；②微型桩群+连系梁形成桩群单桩间隔布置；③微型桩+混凝土挡墙，以及以上各类结构的斜桩形式。
桩的平面布置形式，与双排桩的布置及受力分析可能有相似之处，对于双排桩，当平行布置时，一般可简单化平面刚架结构，当梅花型布置时，需要进行刚度代换或者简化或者采用三维空间计算。对于微型桩群，梅花型布置时其受力将更加复杂，规范和期刊论文一般都规避了这个问题。
国内外关于微型桩用于边坡加固方面的相关研究较少且不成熟。目前的期刊论文多通过模型试验和有限元的方法来分析和研究，D.M.Holloway等指出，由于桩-土-桩的相互作用，微型桩群在水平受荷下会产生群桩效应，且群桩的侧向承载能力比各单桩承载能力的总和要小。D.A.Bruce等的研究表明，侧向受力的微型桩群，当排间距达7～8倍桩径时，忽略群桩效应；当列间距(垂直于受力方向)达3倍直径时，忽略群桩效应；同时指出，与同样数目竖直微 型桩相比，含有斜桩的微型桩群，可以提供更大的横向抗力。
《TCAGHP-003-2018 抗滑桩治理工程设计规范(试行)》中关于微型桩的布置和构造主要有以下几点要求：6.6.6微型桩桩位宜设在滑坡体较薄﹑嵌固段地层强度较高的地段,桩前不宜完全临空。6.6.7微型组合桩群平面布置以“品”字形(俗称梅花形)为宜,桩顶宜用连系梁连接。6.6.8 长度一般不超过30m，桩群间距宜取0.5m~2.0m，岩土体条件好时取上限值，岩土体条件差时取下限值（条文说明超过6d不考虑群桩效应，小于4d应考虑群桩效应，承载力应折减0.8~0.9）。6.6.9 微型桩在滑面以下的嵌固深度不宜大于30d，且不宜大于1/3桩长，不宜小于2m，并应符合微型桩的抗拉拔强度要求。
《DB13/T 5672-2023公路路基微型桩加固设计与施工技术规范》6.1.2桩长和桩间距由计算确定，计算方式为通过6.5条稳定性反算。6.1.3注浆钢管外径宜为设计桩径1/3，壁厚不小于3mm。钢管顶端不高于基层顶面；管身设置花眼，间距500～600mm，花眼直径6~8mm，花眼呈螺旋式，管底成楔形。
《DB52/T 1381-2018 岩溶洼地微型组合桩群设计计算》4条，竖直向、设置排数不超过6排，适用于土质边坡，每根微型桩下部分嵌入滑面以下作为嵌固段，上部分与滑面以上的滑体嵌固作为受荷段。边坡的高度不宜大于15m，微型组合桩群宜按梅花形布置。5.2.2各排中微型桩的桩间距取值不宜大于12倍桩径。5.3条嵌固长度按照抗拔模式计算确定。
《GB/T38509-2020滑坡防治设计规范》10.7.1.2小口径组合抗滑桩可采用垂直或倾斜布置，当采用垂直布置时，宜采用多排布置方式，单桩桩间应成’品字型”错开布置，间距不宜小于5倍桩径，且应在桩顶设置连系梁等连接构件。将各单桩连成整体，使其共同受力及变形。当采用倾斜布置时，宜采用斜向交叉网状布置。10.7.2.7小口径桩在滑面以下的嵌固深度应满足小口径桩的抗拉拔强度，且不大于1/3总长。
四、微型桩支护的受力和变形机理
主流的观点是桩体和岩土体共同形成一个柔性挡墙。组合桩穿过滑面进入下部稳定地层一定深度，加固筋体穿透滑面，将上部滑体与下部稳定地层结合在一起，滑面处依靠加固筋体获取较大抗剪强度，提高滑坡体的抗剪参数及变形能力，改善了滑面的抗滑移能力，小口径组合桩单桩与桩周土体形成复合加固体，改善了桩周土体的物理力学指标，桩周土体与桩共同受力变形，形成一个整体柔性支挡结构，抵抗滑动，一般而言，多用于滑体厚度H≦6m，剩余下滑力P≦350KN/m的情形。
作用机理有二，一是加筋后增加了滑面上抗剪能力，二是与岩土体结合形成柔性支挡结构，抵抗下滑力或岩土土侧压力，这种抵抗能力是靠柔性挡墙的抗弯能力实现的，一般认为靠山侧钢材受拉，背山侧的水泥浆体和钢材受压，类似于受弯梁截面上的钢筋和混凝土的受力机理，靠山侧的桩主要破坏模式类似于钢锚管，背山侧的桩主要破坏模式是砂浆体压溃和钢材压屈曲。
根据《TCAGHP-003-2018 抗滑桩治理工程设计规范(试行)》6.6.9-6.6.10条文说明其变形特征为：6.6.9微型桩的破坏位置基本位于滑面附近，在破坏区以外，桩身的内力衰减很快，因此，从微型桩的抗弯能力来看，当桩身达到一定长度后，再增加桩的长度对于抗滑作用的意义不大。微型桩大型物理模型试验表明，微型桩单桩与群桩的弯矩分布范围不同，单桩受荷段弯矩集中分布于滑面以上10倍桩径的范围，群桩受荷段弯矩分布于整个受荷段，其中滑面以上15倍桩径范围内弯矩较大。群桩与单桩受荷段最大负弯矩均位于滑面以上7倍桩径处。微型桩嵌固段主要承受正弯矩(迎滑侧受拉)，且分布于滑面以下10倍桩径的范围内，最大正弯矩位于滑面以下5倍桩径处。群桩各排桩的剪力分布形式基本相同，位于滑面以下7倍桩径至滑面以上7倍桩径范围内的剪力方向与滑动方向相同,最大正剪力位于滑面处；滑面以上7～20倍桩径与滑面以下7~23倍桩径范围内剪力方向与滑坡滑动方向相反，受荷段最大负剪力约位于滑面以上13倍桩径处，嵌固段最大负剪力约位于滑面以下12倍桩径处。综合以上试验结果，再考虑一定的安全系数后，提出以30d和1/3桩长作为嵌固段桩长的限制指标。
微型桩破坏后依然具有一定的抗滑能力，但破坏前后的抗滑机理不同。破坏前主要是微型桩的抗弯及抗剪能力起抗滑作用,破坏后主要是钢筋的抗拉能力起抗滑作用。因此又提出了应符合微型桩的抗拉拔强度要求。根据以上几方面因素，最终选取最大值作为设计的控制依据。
6.6.10对于轴心受力的微型桩来说，采用桩心配筋和采用桩周钢筋笼配筋，在承载能力上不会产生明显的差异。但对于以抗弯和抗剪作用为主的微型桩来说，不同的配筋方式其作用差异很大，滑坡防治微型桩技术大型物理模型试验表明，若仅在桩心配置钢筋束，其抗弯能力很弱,在很小的滑坡变形作用下桩身混凝土就会出现弯折破坏，因此在工程中应避免采用桩心配筋的不正确配筋方法，而应采用在桩周配置钢筋笼的配筋方法，对于钻孔直径较小的微型桩，应采用工字钢、槽钢等型钢或钢管作为筋材。
五、计算模型和计算方式 
目前有以下四本非主流规范提到了微型桩的计算模型和给出了具体的计算公式：
（1）《GB/T38509-2020滑坡防治设计规范》附录F中列出了“柔性挡墙等效法”计算公式，他的计算模型实质上是上述的“微型桩群+连系梁形成桩群单桩间隔布置”条件下的桩的承载和内力计算，F1-F7为等效法柔性微型桩群桩挡墙的抗推承载力计算，其中的D2就是两个桩群的中心距，F8-F11为按抗剪确定桩的总数和配筋量，F12-F18为按抗弯梁计算桩的内力，从而校核砂浆是否压溃，钢材是否压曲，钢材是否拉断。F19为按锚杆抗拔计算靠山侧的筋材是否被拔出。该公式在几个期刊论文实例中得到应用，认可度相对较高。公式可编制EXCEL表格进入实际项目应用。
（2）《TCAGHP-003-2018 抗滑桩治理工程设计规范(试行)》附录H给出了桩群中单桩的内力和变形计算公式，计算时一般都只计算迎滑面第一排桩，其面临的受力条件最为不利，受的推力需要按一定的比例分配。条文说明：根据对微型桩的大型物理模型试验结果分析可以看出，微型桩的破坏位置主要集中于滑面附近一定范围内，在离开滑面稍远的距离后，微型桩桩身所承受的滑坡推力及应力很小。这是微型桩与普通抗滑桩的很大不同之处。因此，在设计计算时，必须考虑微型桩的这一特点。本方法是将微型桩作为距滑面上下一定范围内上端定向支承、下端固定的弹性地基梁，见图H.1(a)。若将抗滑段定向支承端距滑面的距离设为h1，固定端距滑面的距离设为h2，分配到单根桩的滑坡推力设为T，则T的作用点可假设位于抗滑段的定向支承处。根据模型试验结果h1,h2的大小和微型桩的刚度，桩与滑床及滑体的相对刚度等因素有关。在完整坚硬的岩石中，h1,h2趋近于零，即微型桩破坏前承受的弯矩很小，以剪切破坏为主；在土质滑坡中，h1,h2与土的抗压强度成反比，土的抗压强度越小，则h1,h2的值越大。在这种情况下，微型桩除承受剪力作用外，还承受一定的弯矩作用，微型桩的破坏状态呈弯剪组合状态。如果滑床是基岩，而滑体是土质的，则h1>0，h2接近于零。根据模型试验的结果，在黄土滑坡中可近似认为h1=h2。如果h1和h2的值能够确定，则单桩嵌固段的变形及内力可根据图H.1(b)的弹性地基粱计算模型得到。该公式可以计算桩顶的变形，这是其他规范不具备的。公式可编制EXCEL表格进入实际应用。
（3）《DB52/T 1381-2018 岩溶洼地微型组合桩群设计计算》主要按滑面上抗剪的原则计算各桩的配置参数，给出了各排桩所受侧力的分配公式，并且给出了各排桩的安全系数，该规范无条文说明，未注明公式渊源，但计算简便，在岩土条件简单，方案安全性较高的情况下可以应用。
（4）《DB13/T 5672-2023公路路基微型桩加固设计与施工技术规范》中基于抗剪的原则提供了加筋后边坡稳定性计算的公式，但这本规范的根本主旨在于采用微型桩对路基土体进行加强加固，加固后当做复合地基看待，并非当把微型桩当做承担水平力的支护结构来对待，一般并不宜适用于支护设计，但其稳定性计算的公式，概念清晰原理朴素，可以借鉴和用来校核边坡稳定性。
六、总结
岩土设计重在判断正确方案合理，不宜过于看重计算，实际项目中，建议设计两排或三排桩，按规范的构造要求和工程经验配置桩的参数（桩径、筋材、间距、排距、桩长、嵌固深度），再依据“柔性挡墙等效法”的基本原则，采用简化的验算方法进行校核，即按照抗弯求得桩的拉压力（力臂就是最外两排桩距）从而验算压溃与屈服以及后排桩的抗拔、按照抗剪验算总配筋、按照抗剪验算边坡整体稳定性，连梁按构造配筋。
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