淺論高速公路抗滑樁施工

崔 綱

(山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006)

0 引言

滑坡是一種常見的災(zāi)害現(xiàn)象，多發(fā)生在自然斜坡端面上，其發(fā)生原因是多重的，主要有地震、河水沖刷、雨雪浸泡、地下水變化、人工干擾等，其表現(xiàn)特征是當(dāng)斜坡上巖土體的附著力小于自身重力的時候，巖土體就會沿著滑動面向下滑動。 為了有效對抗滑坡這種災(zāi)害的發(fā)生，我們一般通過埋設(shè)抗滑樁，利用穩(wěn)定地層對樁的錨固作用，增強(qiáng)樁前巖土體的抗滑力，使之能夠有效對抗滑坡上部傳來的推力，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定滑坡消除災(zāi)害的目的。

1 滑坡的防治原則

滑坡防治的主要原則有以下幾條：

1)正確認(rèn)識滑坡。若想有效治理滑坡，就要對滑坡的構(gòu)成、性質(zhì)、規(guī)模、產(chǎn)生機(jī)理等基本要素有一個準(zhǔn)確的認(rèn)識。還要做好滑坡的勘查工作，分清楚是新生滑坡還是復(fù)活的古老滑坡。

2)預(yù)防為主。在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、滑坡分布密集等地段，務(wù)必要加強(qiáng)地質(zhì)勘查，盡量繞開這些地段。對于無法繞開的地方，要盡量減少土石方的開挖、堆填等施工，盡量減小對斜坡穩(wěn)定性的負(fù)面影響。

3)一次根治不留后患。對滑坡的治理原則一定要堅(jiān)持一次根治不留后患的原則，這樣做的好處：一是能夠有效防止古老滑坡復(fù)活，避免發(fā)生交通事故；二是能夠有效降低總體治理費(fèi)用。

4)綜合治理。形成滑坡的原因往往不是單一的，而是幾個原因共同作用的結(jié)果，因此，在防治滑坡的時候，要按照主要次要誘發(fā)因素，采取不同的措施綜合治理才能達(dá)到效果。

5)動態(tài)設(shè)計(jì)、科學(xué)施工。道路滑坡是在施工中經(jīng)常遇到的自然災(zāi)害，在前期的施工勘察中，不能完全掌握。必須在施工中根據(jù)新生情況調(diào)整設(shè)計(jì)方案。堅(jiān)持盡早治理，合理安排施工時節(jié)與施工方案，嚴(yán)格監(jiān)督施工質(zhì)量，為工程以后的養(yǎng)護(hù)與應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。

2 抗滑樁的施工要素

抗滑樁設(shè)計(jì)一般要滿足下列要求：抗滑樁工程設(shè)計(jì)要能夠產(chǎn)生足夠的抗滑力，要能夠有效保證滑坡斜面的穩(wěn)定性?？够瑯兜臉堕g距取值要合理，既能夠達(dá)到防止坡體土從樁間擠出，又要充分考慮工程施工的經(jīng)濟(jì)效益。

抗滑樁的錨固深度、樁結(jié)構(gòu)尺寸、斷面尺寸要符合抗滑所需要求，樁周的地基抗力和滑體變形尺寸要在合理誤差范圍之內(nèi)。通盤考慮施工的安全性、可操作性、經(jīng)濟(jì)性。

1)抗滑樁樁位。

抗滑樁樁位的確定，應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算所得出的滑坡推力而確定。在抗滑段上，滑坡推力逐漸降低；在主滑段上，滑坡推力保持著強(qiáng)勁的勢頭；當(dāng)抗滑樁被打入地層之后，滑動面的應(yīng)力必然發(fā)生了變化，一般會產(chǎn)生一個相應(yīng)上移的應(yīng)力指向。因此，綜合考慮推力與應(yīng)力的綜合影響，可以得知，在坡底打入抗滑樁并非最合理位置。為了充分利用滑體的抗滑力，同時考慮應(yīng)該把抗滑樁布置在滑動推力最小的位置，因此，在滑坡推力拐點(diǎn)位置到滑坡出口段布樁是比較合理的。

2)抗滑樁樁間距。

樁間距直接影響著抗滑成功與否。間距過大，樁間土體會從相鄰樁間滑出，達(dá)不到防滑效果；間距過小，可以增強(qiáng)防滑效果，但是在經(jīng)濟(jì)性方面是不劃算的，很不經(jīng)濟(jì)。

最理想的樁間距標(biāo)準(zhǔn)是：甲乙樁間土塊傳遞給乙丙樁間土塊的應(yīng)力為零。在實(shí)際施工之中，還要考慮相鄰樁的側(cè)面產(chǎn)生的摩擦力以及抗滑樁的埋設(shè)深度，在此摩擦力與土塊應(yīng)力的共同作用下，對不同土質(zhì)的地層而言，砂性土層，滑動面的深度與樁間距的比值為2；粘性土層，滑動面的深度與樁間距的比值為2.5。

3)抗滑樁截面和寬度。

圓形樁與矩形樁是抗滑樁的兩種不同形式?？紤]到抗滑樁的實(shí)際受力以及工程施工的方便性，目前使用矩形樁的情況比較多。根據(jù)試驗(yàn)表明，當(dāng)樁間土體應(yīng)力達(dá)到極限狀態(tài)時，邊長為0.9d的矩形樁與邊長為1d的圓形樁是等同的。由此可知，圓形樁的形狀換算系數(shù)為0.9，矩形樁為1.0。需要注意的是，若是人工開挖埋孔，樁寬應(yīng)該不小于1.5 m。

4)抗滑樁的錨固深度。

抗滑樁的錨固深度，是防治滑坡的最關(guān)鍵的要素。埋置深度太淺，樁體很容易被滑動面巖土拔出；埋置太深直接造成施工難度成倍增加，造價大幅上升。而且，錨固深度不是越深越好，當(dāng)突破某一數(shù)值之后，錨固效果變化不大。為了簡化設(shè)計(jì)與施工，目前通用的測算方法是：依據(jù)錨固段樁周地層的強(qiáng)度來確定錨固深度，即抗滑樁傳遞給穩(wěn)定地層的側(cè)壁應(yīng)力必須小于樁體側(cè)向的抗壓強(qiáng)度。

5)抗滑樁樁底支承條件。

抗滑樁的底支承共有三種：固定支承、鉸支承和自由支承。 當(dāng)?shù)貙訄?jiān)硬，樁底巖層完整且抗滑樁嵌入較深，可視為固定支承。當(dāng)?shù)貙訄?jiān)硬，樁底巖層完整但抗滑樁嵌入較淺，可視為鉸支承。當(dāng)?shù)貙訛槠扑閹r土層，抗滑樁受滑坡推力作用，樁底發(fā)生了較大的位移或扭動，可視為自由支承。

3 高速公路抗滑樁的施工

3.1 抗滑樁的施工準(zhǔn)備

1)施工放樣。

在正式施工之前，施工人員必須對圖紙和施工環(huán)境做到充分了解。為保證樁體斷面位置與孔位相符合，可將抗滑樁頂?shù)赘叱掏渡涞綌嗝骘@示圖上，進(jìn)而測試頂樁土體的穩(wěn)定性，用數(shù)值說話，保證減載深度以及減載的數(shù)量。如果在施工中發(fā)生塌陷現(xiàn)象，必須及時清除險情。

2)設(shè)置位移觀測點(diǎn)。

在施工前要設(shè)置若干位移觀測點(diǎn)，以便于監(jiān)測可能出現(xiàn)的滑坡位移，測算滑坡位移速度，以保證施工人員的人身安全，提升工程質(zhì)量。

3.2 抗滑樁的施工技術(shù)

1)排水孔施工。

在有孔滑坡地帶，首先需要處理的就是排水孔。根據(jù)工地出水量，設(shè)計(jì)排水孔位置、標(biāo)高以及仰角間距，對滑坡的前緣位置進(jìn)行設(shè)計(jì)，不可貿(mào)然對滑坡體前緣進(jìn)行規(guī)模性開挖，否則容易導(dǎo)致發(fā)生滑坡體失穩(wěn)等次生災(zāi)害。正確的做法是：先將路堤提升到滿足工程基本要求的高度再進(jìn)行開挖。

2)設(shè)計(jì)與施工出現(xiàn)差異。

按照設(shè)計(jì)圖紙施工是不容置疑的，及時填錄樁孔柱狀圖，詳細(xì)記錄滑動面位移變化，甚至包括擦痕、巖性變化、軟弱層界面等資料數(shù)據(jù)。在施工過程中，時刻關(guān)注所有相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，若施工工藝無法滿足因環(huán)境變化而產(chǎn)生的差異，應(yīng)該立即停下來，遞交相關(guān)的施工報(bào)告，會同設(shè)計(jì)人員商討新的施工方案，以保證抗滑樁能夠滿足工程標(biāo)準(zhǔn)。

3)護(hù)壁鎖口施工。

在鎖口施工之前，必須做好清潔工作。護(hù)壁鎖口一般為梯形，在施工現(xiàn)場使用鋼筋綁扎而成，使用方木作為加固環(huán)，把5塊梯形模板按照圖紙組合成型。采用現(xiàn)場拌和和人工入模的方式進(jìn)行混凝土澆筑，并使用插入式振搗棒振搗密實(shí)。主要的技術(shù)參數(shù)包括： 鎖口中心和樁孔中心的偏差額度在±50 mm，豎向傾斜偏差為±1%，為了防止雨水、雜物等落入樁孔，鎖口底部必須超出地面30 cm。

4)抗滑樁樁身混凝土澆筑。

待孔樁滿足設(shè)計(jì)要求后，清除雜物與松土，監(jiān)理工程師核對斷面尺寸和樁底高程，確認(rèn)其符合設(shè)計(jì)要求后，放出樁底十字線。

在鋼筋的綁扎和焊接階段，必須按照鋼筋間距設(shè)計(jì)值進(jìn)行綁扎，鋼筋的截面接頭必須控制在50%以內(nèi)。監(jiān)理單位和建設(shè)單位應(yīng)該一起對綁扎的鋼筋做徹底細(xì)致的檢查，尤其是對較為隱蔽的位置。

在混凝土澆筑階段，在管頂加蓋覆蓋物，防止塵土等雜物落入，在鋼筋籠四周埋設(shè)聲測管，安排專業(yè)人員對樁身混凝土的齡期進(jìn)行聲波檢測。

埋設(shè)聲測管在抗滑樁的鋼筋籠周圍，及時加蓋管頂，這樣可以有效避免混雜物落入，專業(yè)人員在抗滑樁樁身混凝土達(dá)到一定的齡期后對其進(jìn)行聲波檢測。

4 結(jié)語

在高速公路滑坡治理工程中抗滑樁具有施工簡便，抗滑效果顯著等優(yōu)點(diǎn)，得到了越來越廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)場施工的過程中，只有根據(jù)標(biāo)段的實(shí)際情況，制定科學(xué)的施工工藝，把握住施工的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，才能有效解決滑坡問題，減少工程事故，節(jié)約工程投資，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。