抗滑樁在滑坡治理工程中的運(yùn)用

喬 旭 俊

(山西省地質(zhì)勘查局二一二地質(zhì)隊(duì)，山西 長(zhǎng)治 046000)

抗滑樁在滑坡治理工程中的運(yùn)用

喬 旭 俊

(山西省地質(zhì)勘查局二一二地質(zhì)隊(duì)，山西 長(zhǎng)治 046000)

綜合論述了抗滑樁的類型，優(yōu)點(diǎn)及破壞形式，對(duì)目前抗滑樁在滑坡治理中存在的問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，分析了滑坡產(chǎn)生的原因和抗滑樁設(shè)計(jì)上的缺陷，并闡釋了抗滑樁的設(shè)計(jì)和施工措施，以供借鑒參考。

抗滑樁，滑坡治理，滑坡推力

滑坡是受自然條件，如河流沖刷、地震、地下水活動(dòng)等的影響而形成的斜坡，由此使部分土體或者巖體在重力的作用下，發(fā)生水平為主的遷移。國(guó)內(nèi)外的相關(guān)專家均致力于研究如何更好的治理滑坡工程，并且提出了一系列的應(yīng)對(duì)措施，諸如削坡、反壓、排水等，然而都未取得預(yù)期的效果。之后，各國(guó)專家紛紛轉(zhuǎn)向?qū)够瑯兜难芯浚⑶易罱K得到了理想的成效。截至目前為止，抗滑樁被認(rèn)為是最佳的一項(xiàng)滑坡工程治理技術(shù)措施。

1 抗滑樁概述

1.1 抗滑樁的類型

根據(jù)不同的分類方式，抗滑樁分為多種類型。制造抗滑樁樁身的材質(zhì)是不同的，包括木質(zhì)、鋼筋混凝土、鋼軌及鋼板等；樁身的截面形狀也是不盡相同的，主要有圓形、矩形、方形、管形等；施工時(shí)采用不同的方式，有鉆孔與挖孔兩種；還有根據(jù)樁體的組合形式的不同，可分為單樁、排架樁、鋼架樁等；安裝抗滑樁時(shí)的受力狀態(tài)也不同，可分為全埋式和半埋式。

1.2 抗滑樁的優(yōu)點(diǎn)

首先，抗滑樁所需的工程量較小，但是抗滑的能力卻很強(qiáng)，相同條件下，與其他的抗滑工程相比，更加經(jīng)濟(jì)、有效。其次，抗滑樁的使用比較靈活，可以配合其他建筑物一起使用，也可以單獨(dú)使用，在安裝中的安裝位置也相對(duì)較為靈活，可以盡量安裝在有利于滑坡的位置。再次，在抗滑樁施工時(shí)，所需的設(shè)備十分簡(jiǎn)單，與其他的抗滑工程相比，施工的質(zhì)量與安全性較高，施工時(shí)不必連續(xù)開(kāi)工，可以分隔開(kāi)進(jìn)行開(kāi)挖，這樣一旦在施工中出現(xiàn)問(wèn)題，也不會(huì)相互影響，可以及時(shí)補(bǔ)救。最后，抗滑樁的施工有利于滑坡緩慢滑動(dòng)階段的治理。

1.3 抗滑樁的破壞形式

正是因?yàn)榭够瑯兜臉渡砺竦牟粔蛏?，遇到較大的外力時(shí)，極易被推倒；另外，其抗剪能力和抗彎能力不強(qiáng)，可能導(dǎo)致在滑面被剪斷，亦或是在最大彎矩處被拉斷；還有就是兩個(gè)抗滑樁之間的間距過(guò)大，滑體可以從兩個(gè)樁之間滑落；當(dāng)超過(guò)樁的變形范圍后，也會(huì)引起抗滑樁的破壞。

2 目前抗滑樁研究中存在的問(wèn)題

2.1 關(guān)于抗滑樁的計(jì)算不合理

國(guó)內(nèi)外的研究者在對(duì)抗滑樁進(jìn)行計(jì)算時(shí)，往往將坡體作為一種理想的塑性或者彈性材料，這就導(dǎo)致作用在抗滑樁上的壓力無(wú)法確定，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算往往與實(shí)際不相符。有的研究者提出在計(jì)算時(shí)采用極限土壓力的方法，但是在實(shí)際中抗滑樁的支護(hù)坡體無(wú)法達(dá)到這樣的極限條件，此類方法只能用于理論的估算，不能應(yīng)用于實(shí)際中。另一種方式是根據(jù)滑坡推力確定抗滑樁可承受的壓力，但是該方法采用傳遞系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算，同樣也會(huì)與實(shí)際產(chǎn)生較大誤差。

2.2 對(duì)滑坡推力傳遞機(jī)理的研究較少

上述中提到的極限土壓力法，并沒(méi)有研究抗滑樁負(fù)荷傳遞的過(guò)程，只是給出了理想狀態(tài)下樁所能承受的壓力。土拱理論可以運(yùn)用到抗滑樁負(fù)荷傳遞的研究中去，但是研究還是十分淺顯，不能解決滑坡推力在坡體和樁間的傳遞過(guò)程。另外，在確定樁體間的間距時(shí)，并未全面考慮樁前滑體的穩(wěn)定以及樁的實(shí)際承受的極限壓力等問(wèn)題。

2.3 壓力法計(jì)算抗滑樁內(nèi)力的缺陷

目前普遍采用壓力法計(jì)算抗滑樁的負(fù)載數(shù)值，但是在計(jì)算中通常采用經(jīng)驗(yàn)法進(jìn)行計(jì)算，而不考慮實(shí)際中樁土相對(duì)位移造成的影響，實(shí)際中樁土的相對(duì)變形會(huì)影響到抗滑樁的負(fù)荷，因?yàn)榭够瑯妒潜粍?dòng)樁，它的負(fù)荷就是由樁土的相對(duì)變形造成的。采用壓力法往往考慮不到這些實(shí)際的問(wèn)題，經(jīng)驗(yàn)公式只能進(jìn)行近似的估算，而做不到精確則會(huì)致使計(jì)算結(jié)果與實(shí)際相差甚遠(yuǎn)。

2.4 抗滑結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)存在不足

在實(shí)施抗滑樁的施工時(shí)，要進(jìn)行開(kāi)挖工程，施工技術(shù)的好壞直接影響開(kāi)挖坡體的穩(wěn)定性，尤其是高陡邊坡的開(kāi)挖。合理的施工技術(shù)有助于減少施工對(duì)坡體的影響，由此使坡體變得穩(wěn)定，并且減少抗滑坡的負(fù)荷。但現(xiàn)階段的施工技術(shù)尚達(dá)不到較高的水平，尚且存在一定的問(wèn)題，因而會(huì)影響抗滑樁的效果。因此，要加強(qiáng)抗滑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的研究，盡快開(kāi)發(fā)新的技術(shù)，保證抗滑樁的穩(wěn)固。

3 抗滑樁基本要素的設(shè)計(jì)

3.1 抗滑樁樁位的設(shè)計(jì)

合理的樁位對(duì)于抗滑樁是非常重要的，一個(gè)合理的樁位能夠使抗滑推力變小，從而使滑坡得到很好的控制。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可以將滑坡分為三部分，分別是牽引段、主滑段和抗滑段。通常情況下，將抗滑樁設(shè)置在抗滑段上，因主滑段上的滑坡推力較大，而在抗滑段上的滑坡推力是逐漸減小的，理論上應(yīng)將抗滑樁設(shè)在滑坡推力最小位置，即滑坡下部的出口處。但是在實(shí)際中設(shè)立抗滑樁以后，會(huì)改變土體內(nèi)部的應(yīng)力條件，因而無(wú)法在此處設(shè)樁，應(yīng)沿著坡體的方向向上移動(dòng)一段，這樣有助于避免淺部滑動(dòng)的發(fā)生。從理論上看，滑坡推力的分布可近似認(rèn)為是正態(tài)分布，根據(jù)函數(shù)的圖像，在兩個(gè)下反彎點(diǎn)的上部，滑坡推力減少的較快，在它的下面推力減少的不太明顯。因此，在設(shè)樁時(shí)，將抗滑樁設(shè)立在下反彎點(diǎn)和滑坡的出口之間最為理想。

3.2 抗滑樁樁間距的設(shè)計(jì)

抗滑樁間距的大小，直接關(guān)系到抗滑樁設(shè)立是否成功。如果樁間距太大，土體就會(huì)從樁間滑落，造成抗滑樁的不穩(wěn)定，引發(fā)諸多的安全隱患；如果將樁間距減小，固然會(huì)增加抗滑樁的穩(wěn)定性，但是耗費(fèi)的材料與時(shí)間都會(huì)增加，工期延長(zhǎng)，增加施工的成本。因此，確定合理的樁間距十分重要。在實(shí)際施工中，滑坡推力的大小、滑坡的傾角、滑體的厚度以及施工的技術(shù)條件等都會(huì)影響抗滑樁的間距。

對(duì)于抗滑樁樁間距的計(jì)算，目前還沒(méi)有總結(jié)出一套詳細(xì)的計(jì)算體系。一般情況下，根據(jù)理論進(jìn)行估算，即樁間土體與樁側(cè)面產(chǎn)生的摩擦力應(yīng)大于滑坡推力。當(dāng)然，這樣的計(jì)算結(jié)果會(huì)與實(shí)際產(chǎn)生誤差，為了更精確的計(jì)算，可以結(jié)合實(shí)際情況，考慮土拱效應(yīng)。因土拱效應(yīng)會(huì)對(duì)抗滑樁的間距產(chǎn)生影響，理論上，當(dāng)土拱作用剛好能夠充分發(fā)揮時(shí)，那時(shí)對(duì)應(yīng)的樁間距應(yīng)是最合理的。有關(guān)理論指出，滑動(dòng)面深度與樁間距和土拱作用是密切相關(guān)的，滑動(dòng)面深度約為樁間距的2倍～2.5倍,可以根據(jù)這個(gè)公式結(jié)合實(shí)際估算,得到的結(jié)果誤差就會(huì)減少。

3.3 樁的錨固深度的設(shè)計(jì)

抗滑樁錨固深度的設(shè)計(jì)對(duì)抗滑樁的影響也是非常大的。如果錨固深度不夠的話，抗滑樁就發(fā)揮不了它應(yīng)有的作用，當(dāng)滑坡推力稍大點(diǎn)的時(shí)候，就會(huì)引起抗滑樁的失效，如果錨固的深度太深的話，會(huì)增加施工工程量，增加施工的成本，另外也會(huì)增加施工的難度。影響抗滑樁錨固深度的因素非常多，采用不同材質(zhì)的樁，會(huì)對(duì)錨固深度產(chǎn)生影響，如剛性樁和彈性樁的錨固深度就是不一樣的，另外，樁身各處的彎力和彎矩都會(huì)影響樁的錨固深度。

在計(jì)算時(shí)，理論上要保證樁的最大橫向壓應(yīng)力不大于地基橫向容許承載力。當(dāng)然，這種方法在實(shí)際中會(huì)產(chǎn)生誤差，計(jì)算時(shí)還要結(jié)合實(shí)際。對(duì)于巖質(zhì)的地基，一般運(yùn)用“K”法計(jì)算抗滑樁的錨固深度，根據(jù)錨固深度與內(nèi)力和變位間的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，最終確定合理的抗滑樁的錨固深度，增強(qiáng)抗滑樁的穩(wěn)固性。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)抗滑樁的深入研究，有助于提高滑坡的治理力度，提高抗滑樁的穩(wěn)定性與安全性。不可否認(rèn)的是，計(jì)算抗滑樁相關(guān)參數(shù)的理論尚且有待于完善，因此，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)在實(shí)踐工作中不斷探索，并且盡快的采取切實(shí)有效的方法，促進(jìn)滑坡治理能力的提高。

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[3] 楊長(zhǎng)輝.預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁在滑坡治理中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2011(19):128-129.

Applicationofanti-slidingpileinlandslidecontrolengineering

QIAOXu-jun

(ShanxiGeologySurveyBureauNo.212GeologyTeam,Changzhi046000,China)

The paper illustrates the anti-sliding pile forms and merits and damage forms, briefly introduces landslide treatment problems with anti-sliding pile, analyzes landslide occurring problems and anti-sliding pile design defects, and finally describes anti-sliding pile design and construction measures, with a view to provide some guidance.

anti-sliding pile, landslide governance, landslide thrus

1009-6825(2014)33-0070-02

2014-09-20

喬旭俊(1980- )，男，工程師

TU413.62

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