談抗滑樁支護(hù)技術(shù)在滑坡治理中的應(yīng)用

薛志敏

(山西省臨吉高速公路建設(shè)管理處，山西襄汾 041500)

0 引言

隨著我國公路建設(shè)的大規(guī)模展開，公路滑坡與邊坡病害成為影響工程進(jìn)度和質(zhì)量的重要因素。因此，須在采取排水、坡面防護(hù)等傳統(tǒng)防治措施的同時(shí)，積極引用抗滑樁、錨索抗滑樁、微型樁等國內(nèi)外成熟的先進(jìn)技術(shù)確保工程保質(zhì)保量完成。

1 抗滑樁

我國抗滑樁支護(hù)技術(shù)的發(fā)展較早可追溯到20世紀(jì)70年代，當(dāng)日本和蘇聯(lián)等國家剛剛將直徑為1．5 m～3．5 m的挖孔抗滑樁應(yīng)用于解決抗滑擋土墻施工中的困難時(shí)，我國研發(fā)的大截面挖孔鋼筋混凝土抗滑樁已成功應(yīng)用于鐵路內(nèi)、外滑坡治理工程中，同時(shí)又在深入研究抗滑樁的設(shè)計(jì)理論和其在土層中的實(shí)際受力狀態(tài)的基礎(chǔ)上研發(fā)了排架樁、剛架樁等新的抗滑樁結(jié)構(gòu)形式。80年代以來，隨著錨索技術(shù)的快速發(fā)展形成了“錨索抗滑樁”，它通過在抗滑樁頂部增加錨索形成拉力改變抗滑樁的受力狀態(tài)，使原來抗滑樁由原來的懸臂梁受力狀態(tài)(被動受力)轉(zhuǎn)變?yōu)轭愃坪喼Я航Y(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)(主動受力)，有效減小了抗滑樁的埋置深度和截面尺寸(見圖1)。迄今為止，抗滑樁是滑坡治理工程中最有效的措施，其機(jī)理分析和理論研究也隨著它在工程領(lǐng)域的應(yīng)用得到了長足的發(fā)展［4］。

圖1 抗滑樁示意圖

1．1 抗滑樁原理和分類

1)原理:抗滑樁的基本原理是在滑坡體中選擇適當(dāng)?shù)奈恢么蛉霕扼w(木樁、鋼樁、鋼筋混凝土樁、組合樁)，樁會穿過滑動面嵌入下部穩(wěn)定基巖，上部樁身將滑坡推力傳給樁下部的側(cè)向土體或者巖體，下部樁的側(cè)向阻力來承擔(dān)邊坡的下推力(如圖2所示)，這就要求滑坡要有較明顯的滑動面且滑動面以上土體有較好塑性，下部有較堅(jiān)固的巖石和密實(shí)土層，才能使邊坡保持平衡和穩(wěn)定。

圖2 抗滑樁原理圖

2)分類:抗滑樁按結(jié)構(gòu)形式可分為單樁、群樁、排樁和錨樁四大類。

a．單樁:受力形式接近于懸臂梁，能為土體提供一定的抗力但抵抗滑坡推力有限大約在500 kN/m～1 500 kN/m，其經(jīng)濟(jì)長度一般為10 m～20 m。

b．群樁:在橫向2排、縱向2列以上的組合抗滑結(jié)構(gòu)，它能承擔(dān)更大的滑坡推力，可用于特殊的滑坡治理工程或特殊用途的邊坡工程。

c．排樁:排樁常見的形式有排架抗滑樁、板樁式抗滑樁和樁基承臺式抗滑樁等，見表1。

d．錨樁:通過鋼筋錨桿或預(yù)應(yīng)力錨索使得錨桿(索)和抗滑樁共同工作使樁能依靠側(cè)向地基反力抵抗滑坡推力，改變其原有的懸臂受力狀態(tài)，是一種較為經(jīng)濟(jì)合理的抗滑結(jié)構(gòu)。但錨桿或錨索的錨固端需要有堅(jiān)固的基巖提供足夠的錨固力，因此對地質(zhì)條件要求較高。

表1 排樁分類

1．2 抗滑樁設(shè)計(jì)方法

目前，抗滑樁設(shè)計(jì)方法大致分為以下兩類:

第一類方法是進(jìn)行平面分析，一般把樁和邊坡分開考慮它是與傳統(tǒng)的邊坡穩(wěn)定評價(jià)的極限平衡方法相配套的設(shè)計(jì)方法。

第二類是進(jìn)行平面或三維分析，將土—樁—土作為一個(gè)相互作用的整體體系來考慮它是與邊坡穩(wěn)定評價(jià)的邊界元和有限元方法相配套的設(shè)計(jì)方法［6］。

2 工程實(shí)例分析

臨汾—吉縣高速公路工程位于山西省西南部，路線起點(diǎn)位于臨汾樞紐互通順接長臨高速并銜接大運(yùn)高速公路，終點(diǎn)跨黃河接陜西省。K202+800～K202+860(ZK202+780～ZK202+840)工程滑坡位于鄉(xiāng)寧縣臺頭鎮(zhèn)半溝村，該路段為分離式路基，其中左線為挖方路基，右線為填方路基(見表2)。

表2 分離式路基滑坡檢測結(jié)果

根據(jù)分析結(jié)果，該段失穩(wěn)斜坡分上、下兩個(gè)獨(dú)立滑坡，即左線ZK202+780～ZK202+840段左側(cè)的“牽引式”工程滑坡和右線K202+800～K202+860右側(cè)“推移式”工程滑坡，其邊界平面形態(tài)總體上均呈“舌”狀。

2．1 滑坡成因分析

1)路基半填部分修筑在陡坡上，存在貼坡現(xiàn)象，雖表面上看路基穩(wěn)定性相對較好，但由于上方坡面和路基排水溝下滲雨水的處理稍欠合理，給滑坡埋下了隱患。開挖路塹邊坡形成較陡的臨空面，致使邊坡土體原有的平衡狀態(tài)破壞，坡體抗滑能力降低，易導(dǎo)致邊坡由前部向后牽引形成滑動。

2)滑坡位于中起伏黃土覆蓋剝蝕中山區(qū)坡糜地段?；麦w表層土體及素土在降雨前長期干旱導(dǎo)致垂直裂隙，結(jié)構(gòu)松散，節(jié)理發(fā)育，導(dǎo)致土體遇水會迅速軟化，強(qiáng)度迅速降低。在持續(xù)降雨的情況下地表水從垂直孔隙下滲至原地面附近巖土體，而原地面土體相對于新近填土更密實(shí)，滲透性相對較差，地下水沿此界面滲流，其軟化抗剪強(qiáng)度指標(biāo)降低。

2．2 處理方案

1)填方路基段。

在滑坡體中部設(shè)置一排抗滑樁(A型抗滑樁)，橫截面尺寸為200 cm×300 cm，長度27 m且樁底須嵌入基巖深度不小于10 m，樁間距6 m。

2)挖方路基段。

在滑坡體下部設(shè)置一排抗滑樁(B型抗滑樁)，橫截面尺寸為150 cm×200 cm，長度20．5m且樁底須嵌入基巖深度不小于5m，樁間距6 m。且在坡體外緣以外5 m的范圍內(nèi)設(shè)置梯形截水溝及時(shí)排出坡頂?shù)孛鎭硭头e水，在滑坡體表面下1 m以下設(shè)置兩排橫縱向盲溝，輔助復(fù)合式路塹邊溝、邊坡平臺邊溝和截水溝，形成完整暢通的排水系統(tǒng)。

通過采用以上方法處理，K202+800～K202+860(ZK202+780～ZK202+840)段的邊坡已經(jīng)穩(wěn)定，抗滑樁樁檢類樁達(dá)到100%，加固處理效果明顯，安全儲備充足。

3 結(jié)語

滑坡體的治理是公路建設(shè)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，只有根據(jù)現(xiàn)場情況，結(jié)合地質(zhì)調(diào)繪報(bào)告，綜合預(yù)測未來雨量。采用合理的、全面的綜合治理方法，才能對癥下藥，達(dá)到理想的處理效果。同時(shí)要加強(qiáng)監(jiān)控量測工作，以便科學(xué)準(zhǔn)確地指導(dǎo)和調(diào)整設(shè)計(jì)和施工方案，確保路基邊坡施工質(zhì)量安全。

［1］李蘭銀，梅仕然，馬 新．淺談公路工程施工中滑坡工點(diǎn)的變更處治［J］．公路交通科技，2011，7(1):74-75．

［2］楊煥永．高速公路邊坡滑塌處理加固技術(shù)［J］．山西建筑，2008，34(23):285-287．

［3］鄧 鵬．預(yù)應(yīng)力錨索+抗滑樁支護(hù)技術(shù)在滑坡治理中的應(yīng)用［J］．中外建筑，2010(6):36-38．

［4］張景奎．抗滑樁在滑坡治理中的應(yīng)用研究［D］．合肥:合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007．

［5］羅 強(qiáng)．公路抗滑樁的類型及應(yīng)用［J］．公路，2001(8):51-53．

［6］張 丹，曾金華．抗滑樁設(shè)計(jì)方法綜述與展望［J］．水電站設(shè)計(jì)，2008，24(1):46-49．