轻型微型桩挡墙原理及计算模型*

十年前左右，笔者在某公路应急中采用了微型桩与轻型挡墙的组合成功处治某滑坡以后，多次在地质灾害治理中成功应用轻型微型桩挡墙，并与锚索组合后形成了轻型锚索式微型桩挡墙，形成更大的支挡力度。由于轻型微型桩挡墙施工简单便捷，对地形的适应能力强，工程经济性好，可以几乎不进行墙基开挖，故一经推荐，便迅速向全国推广，取得了良好的工程效果和经济效益。

在这期间，有很多朋友询问轻型微型桩挡墙的计算模型，在此外，笔者对其支挡原理和计算模型进行一个简要的说明，供大家参考。

轻型微型桩挡墙主要由两部分组成，即微型桩和轻型挡墙。

在这个受力体系中，微型桩为主要受力结构，对整体体系起到关键作用，它的是由微型桩群组合而成，它对整个体系的抗滑、抗倾覆、结构抗剪和承载力方面处于主导地位。

抗滑方面：微型桩群利用稳定地层提供的锚固力和微型桩身的结构抗剪力，对整个坡体的下滑力或土压力进行平衡，即起到抗滑作用。因此，可以依据坡体所要平衡的力合理设置微型桩的前后排数和纵横向间距，以及微型桩的规格。

抗倾覆方面：多排桩形成的受力体系中，利用中性轴后部微型桩提供的桩体抗拔力和中性轴前部的微型桩提供的抗压力，共同平衡挡墙结构所受到的倾覆力。因此，为提高了微型桩挡墙的抗倾覆能力，一般需尽量加大前后桩体的间距，从而获得更大的抗倾覆弯矩。当然，微型桩的抗拔力和承载能力也是关键参数之一。

结构抗剪方面：利用伸入挡墙身一定长度的微型桩结构自身的抗剪力，平衡挡墙结构受到的剪应力，其中挡墙圬工的抗剪处于从属地位。因此，可以利用结构抗剪需要合理设置微型桩规格与布置形式。

体系承载力提供方面：由微型桩组成的桩基础，可以有效的对上部轻型挡墙起到良好的支撑作用。因此，可以结合地质条件、挡墙重量等方面合理设置微型桩排规格。

作为微型桩挡墙上部的圬工挡墙，由于微型桩对整个受力体系起到良好的抗滑、抗剪和抗倾覆作用，因此，挡墙规模相对较小，这与传统的重力式挡墙有着本质区别。即挡墙只要能对微型桩起到包裹、防腐与传递力的作用即可。也就是说，轻型挡墙在整个轻型微型桩挡墙受力体系中处于从属地位。

图子微型桩挡墙替换抗滑桩

图2 岸坡加固的轻型微型桩挡墙

图2 支挡滑坡的轻型微型桩挡墙

图3 边坡固脚的轻型微型桩挡墙

从以上结构组成方面来看，微型桩挡墙的布置应首先确保微型桩的稳定，即在松散、富水、软弱等地层中慎用此类结构形式。如果确需使用者，建议对微型桩所在的地层进行处治为佳。

图4 富水、松散地层中失败的轻型微型挡墙

图5 松散地层中失败的轻型微型挡墙

图6 软弱地基中的由微型桩挡墙使用

轻型微型桩挡墙的微型桩可采用钢筋笼、工字钢，钢管等多种材料制作。但最为常用的是使用方面的钢管制作。

需要注意的是除非采用二次高压注浆，否则钢管结构上严禁进行打孔的。这是因为微型桩钢管一般孔径较大，需设置注浆PVC管或小直径注浆钢管进行注浆，故不需要采用微型桩钢管结构注浆，因此不需要打孔。在钢管上打孔不但施工费时费力，而且也损坏了钢管结构。

此外，为防止钢管下孔紧贴孔底而造成注浆困难，故需在管底焊接长约10cm的托架，确保钢管内外注浆时的压力注浆。

图7 不打孔的钢管和管底托架

钢筋笼、钢管制作微型桩时钢筋接长应尽量采用套筒连接，当然，钢管连接也可采用套入大一号的钢管焊接连接，但应尽量避免采用对口焊接。对于型钢连接可采用搭接焊实现。

图8 钢管套管连接

对于一些下滑力或土压力较大的坡体，可在挡墙上预留锚索孔，从而在后期设置锚索而形成锚索式微型桩挡墙这种主动受力形式。这样不但能提供更大的支挡力，以及由于锚索的作用力而提高微型桩挡墙的抗倾覆能力，同时也能实现结构的主动受力而限制坡体的变形。这种锚索式微型桩挡墙往往可以替代大截面抗滑桩进行使用，笔者也曾经多次成功应用，获得很好的经济效果。

图9 锚索式微型桩挡墙在滑坡治理中替换抗滑桩

综上，轻型微型桩挡墙或锚索式微型桩挡墙，由于施工速度快，地形地貌适应能力强，支挡力度大，工程经济性好，故逐渐成为我国支挡工程结构中的一种新成员，必将在工程建设中发挥更大的作用。