圓形抗滑樁在滑坡治理中的應(yīng)用研究

劉鵬輝

摘要：滑坡治理是個綜合治理的過程，應(yīng)根據(jù)滑坡類型、規(guī)模、穩(wěn)定性，結(jié)合滑坡區(qū)工程地質(zhì)條件、建筑類型及分布情況、施工設(shè)備和施工季節(jié)等條件，選用多種形式綜合治理，目的是將各種整治措施組合成為最有效的工程措施，降低整治滑坡的工程造價。在各種滑坡的治理中，方形抗滑樁由于強大的抗彎性能和抗剪性能使用最多，圓形抗滑樁使用較少。在特殊條件下，可以采用圓形樁的支護(hù)方式。通過在廣東某個工程中的試驗研究，發(fā)現(xiàn)圓形抗滑樁也能較好的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：滑坡；圓形抗滑樁

1.前言

山區(qū)開發(fā)，開挖山體形成人工邊坡，由于坡體地質(zhì)條件不同，若在施工過程中對地質(zhì)條件沒有給予足夠的重視，就會發(fā)生滑坡現(xiàn)象?；聦ζ麦w上緣及下緣的構(gòu)筑物都會造成危害，滑坡體上的建筑物由于根基不穩(wěn)造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此，一旦出現(xiàn)滑坡，就需要快速的進(jìn)行邊坡治理。

滑坡治理是個綜合治理的過程，應(yīng)根據(jù)滑坡類型、規(guī)模、穩(wěn)定性，并結(jié)合滑坡區(qū)工程地質(zhì)條件、建筑類型及分布情況、施工設(shè)備和施工季節(jié)等條件，選用抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索、格構(gòu)錨固、擋土墻、注漿、截排水、減載壓腳等多種形式綜合治理，要把“方案優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行、不留后患”作為滑坡防治的總體方針，做到具體問題具體分析，目的是將各種整治措施組合成為最有效的工程措施，降低整治滑坡的工程造價，最大限度地減少經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。在各種綜合整治工程中一定要注意地表排水，以減少水對滑坡的危害。

在常規(guī)的滑坡治理中，抗滑樁特別是方樁被大量地應(yīng)用于實踐中。由于圓形樁抗彎和抗剪切強度相對于方樁較低，并未大量地應(yīng)用于滑坡治理。本文對圓形抗滑樁在滑坡中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，并取得了良好的效果[1-3]。

2.工程概況

本工程位于某公園的門口，施工單位由于超挖邊坡，發(fā)生了滑坡。經(jīng)過現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查，滑坡長約56m，寬約38m～ 67m，坡度10°～25°，滑坡前緣與后緣高差約22m，滑坡后緣在坡腰的知青樓處，房屋有開裂現(xiàn)象，后緣有拉張裂縫，裂縫沉降約30cm，水平距離約5cm；滑坡側(cè)面臺階及邊坡有張拉開裂，裂縫約5cm～30cm；滑坡前緣新?lián)跬翂Γ?.5m高的砌石擋土墻）有凸起，墻頂凸出變形約20cm，前緣空地（擋土墻與正在建設(shè)的綠化廣場項目的房屋）出現(xiàn)隆起變形，建筑內(nèi)鋼筋混凝土地梁發(fā)生變形，有裂縫，地梁前的水泥地面開裂，裂縫寬約2cm。

該地質(zhì)災(zāi)害已經(jīng)影響到了滑坡前緣正在施工項目的建設(shè)。雖未造成人員傷亡或重大經(jīng)濟(jì)損失，但是處于公園門口，公園門口一般是人員的聚集地，此邊坡位置重要，存在重大安全隱患。故該邊坡潛在不穩(wěn)定性和危害性，若不處理對游客、建（構(gòu)）筑及工作人員存在重大威脅。

3.工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件

滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的區(qū)域地處丘陵山區(qū)，坡度較緩，東側(cè)高，西低，最大高差22m；邊坡為土質(zhì)邊坡，災(zāi)害區(qū)邊坡寬約38m～67m，長約56m，坡度10°～25°，此邊坡整體植被良好，多被植被覆蓋，植被主要包括喬木、雜草、雜樹、灌木等，目前區(qū)內(nèi)植被生長正常。

根據(jù)項目的勘察報告，揭露深度范圍內(nèi)，區(qū)內(nèi)巖土層按其地質(zhì)年代和成因類型自上而下可劃分為：素填土（Qml）、風(fēng)化殘積土層（Qel）等二大類，各巖土層的分布和特征如下：

素填土層：呈褐黃色、灰褐色、紅褐間灰白色等，濕，松散—密實狀，在所有鉆孔中均有分布，成分不均勻主要由黏性土、混碎石和塊石組成，塊石含量約有10%～40%，塊徑約2cm～40cm，巖質(zhì)較硬，厚度5.10m～12.30m，平均厚度9.41m。堆填時間超過30年，為礦石的棄土場。

該層取土樣7組，其主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)平均值為：ω=43.8%，eo=1.276，a1-2=0.497MPa-1，Es=4.64MPa，直接剪切標(biāo)準(zhǔn)值：C=9.6kPa，φ=14.1°。按照Es查得地基土承載力特征值fak=125kPa。標(biāo)貫試驗8次，實測擊數(shù)N’=6～9擊，平均8.0擊，修正擊數(shù)N=5.1～7.7擊，平均值為6.9擊，查表得地基土承載力特征值fak取250kPa。

殘積土層：土性為粉質(zhì)黏土，黃褐色，紅褐色，黃褐間灰白，紅褐間灰白，紫紅間灰白等，濕，可塑狀，遇水易軟化，厚度19.80m～26.90m，平均厚度22.24m。

該層取土樣52組，其主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)平均值為：ω=45.9%，eo=1.314，Il=0.55，a1-2=0.555MPa-1，Es=4.21MPa，直接剪切標(biāo)準(zhǔn)值：C=16.8kPa，φ=13.9°，按eo和Il指標(biāo)查得基土承載力特征值fak=130kPa；標(biāo)貫試驗51次，實測擊數(shù)N’=10～17擊，平均13擊，標(biāo)準(zhǔn)值為13.0擊，修正擊數(shù)N=8.1～12擊，標(biāo)準(zhǔn)值為9.6擊，查表得地基土承載力特征值fak取330kPa。

根據(jù)勘察報告和調(diào)查，地下穩(wěn)定水位埋深0.00m～ 4.80m，邊坡坡面在雨后局部區(qū)域有地下水涌出，該邊坡地下水豐富，該場區(qū)地下水位變幅在1.00m～3.00m之間，水位和涌水量較大，對人工挖孔樁的施工影響較大。

4.滑坡的形成條件

4.1地質(zhì)條件

巖土體是產(chǎn)生滑坡的物質(zhì)基礎(chǔ)?？辈橹薪衣洞诉吰律戏剿缮Ⅲw較厚，組成物質(zhì)主要以素填土（1）、殘積土（2-1）為主。

4.2地貌條件

邊坡屬于土質(zhì)邊坡，場地位于丘陵地帶，樹木植被較發(fā)育?；聟^(qū)邊坡高差約為22m，山體坡度約為10°～25°左右，邊坡下部為一砌石擋墻，最高處約5.5m。擋墻后方并未填實，表面土層裸露，未修筑排水溝等，造成雨水的匯集，增大了擋墻的壓力。

4.3水文地質(zhì)條件

在滑坡形成中起著主要作用。它的作用主要表現(xiàn)在：軟化巖、土，降低巖、土體的強度，產(chǎn)生動水壓力和孔隙水壓力，潛蝕巖、土，增大巖、土容重，對透水巖層產(chǎn)生浮托力等。

5.抗滑樁支護(hù)的原理

抗滑樁是防治工程中常采用的一種方法，適用于深層滑坡和各類非塑性流滑坡，對處理正在活動的滑坡，更為適宜。抗滑樁是利用深入滑動面的混凝土樁基礎(chǔ)和周圍的土層、巖層產(chǎn)生相互作用產(chǎn)生的抗滑力，以抵抗滑坡土體的下滑力。抗滑樁還可以和錨索相結(jié)合，利用錨索的錨固力增加整體的抗滑力，抗滑樁和錨索一起作用共同提高整體的穩(wěn)定性[1～3]。

如果滑坡土體下滑力過大，土體的彎矩過大，在樁基礎(chǔ)設(shè)計時可能會造成鋼筋密度過大，抗滑樁的尺寸過大，對施工都不利，如果結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨索，則可以適當(dāng)降低配筋比。

在工程實踐中抗滑樁樁長宜小于35m?？够瑯堕g距（中對中）宜為5m～10m?？够瑯肚豆潭螒?yīng)嵌入滑床中的長度宜為樁長的1/3～2/5。在重要建筑區(qū)，抗滑樁之間應(yīng)用鋼筋混凝土連系梁連接，以增強整體穩(wěn)定性[1]。

傳統(tǒng)抗滑樁一半采用方形樁，其缺點：施工工期長、事故發(fā)生率較高（由于采用人工挖孔，速度慢），采用傳統(tǒng)手段治理時易出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)的現(xiàn)象，危及工人生命安全。同時本項目由于水位較高，在開挖時需要不停地抽水降低水位，也會影響工期，同時對工人的安全也有較大的隱患。

隨著國家現(xiàn)代化的進(jìn)展，機械水平的發(fā)展，施工工藝和技術(shù)水平都有了很大的提高，抗滑樁的應(yīng)用得到了快速發(fā)展，其中方形和圓形抗滑樁都得到了發(fā)展。截面直徑也在不斷增大，抗滑性能也有了大幅度提升，越來越能夠適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境。圓形樁施工有以下優(yōu)點：施工簡單，效率高，施工安全，機械化施工速度快，成孔安全性高等。

本項目在充分考慮了地質(zhì)情況和周邊環(huán)境以及施工進(jìn)度要求，在保障安全和邊坡穩(wěn)定的前提下，擬采用圓形抗滑樁進(jìn)行支護(hù)。

6.工程應(yīng)用

根據(jù)地質(zhì)情況，推測滑動面在10m左右，由于場地水位較高，采用人工挖孔樁危險系數(shù)高，工期慢，采用圓形沖孔樁。樁徑1.0m，樁間距3.22m，采用冠梁連接，同時采用錨拉的方式進(jìn)行綜合治理。圖紙如下：

6.1抗滑樁的成孔

（1）抗滑樁的機具可以根據(jù)場地的類型、空間選擇不同的機具，成孔護(hù)壁采用全長護(hù)筒。

（2）成型后必須清除孔底沉渣，清孔后沉渣厚度不得大于100，并應(yīng)立即灌注混凝土。

（3）抗滑樁應(yīng)采取隔樁施工，抗滑樁間隔可以每間隔兩根施工一根，在相鄰樁混凝土達(dá)到70%的設(shè)計強度后，再進(jìn)行其他抗滑樁的成孔施工。

6.2鋼筋籠制作及安裝

（1）鋼筋籠的制作應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求，采用相適應(yīng)的鋼筋。

（2）鋼筋籠外側(cè)需設(shè)混凝土墊塊或采用其他有效措施，以保障鋼筋保護(hù)層厚度的準(zhǔn)確性。

6.3施工容許偏差

施工的容許偏差應(yīng)滿足規(guī)范和規(guī)定要求：

（1）鋼筋保護(hù)層偏差不宜大于20。

（2）鋼筋籠直徑偏差不宜大于10，鋼筋籠長度偏差不宜大于50。

（3）垂直度容許偏差為1%。

（4）樁身直徑容許偏差為±50mm。

（5）主筋間距偏差不宜大于10，箍筋間距偏差不宜大于20。

6.4注意事項

（1）抗滑樁施工放線時，應(yīng)綜合考慮放線誤差及抗滑樁施工誤差等。

（2）抗滑樁的定位要準(zhǔn)確。

（3）在施工抗滑樁時，先要進(jìn)行成孔施工。

（4）成孔時必須保證孔徑、垂直度、孔壁穩(wěn)定和沉渣等檢測指標(biāo)滿足設(shè)計要求，沉渣的厚度是樁基礎(chǔ)抽芯檢測的一個重要指標(biāo)，沉渣厚度不能超過要求，因此在清理沉渣的過程中要注意泥漿的配比和濃度。

（5）清孔應(yīng)在成孔完畢后立即進(jìn)行。

（6）在進(jìn)行混凝土灌注時應(yīng)特別注意防止鋼筋籠上浮。

（7）應(yīng)注意進(jìn)行抗滑樁檢測其他小應(yīng)變片的安裝等。

6.5預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計

（1）預(yù)應(yīng)力錨索采用3x7Φ5鋼絞線，長度L=32m，其中自由段8m，預(yù)應(yīng)力100KN，施工按《巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程》（CECS22：2005）進(jìn)行。

（2）鋼絞線桿體居中，應(yīng)間隔2m設(shè)置對中支架一個，以保證鋼絞線順直。自由段與錨具間采用PVC過渡管連接。

（3）錨索成孔孔徑為180mm，遇到砂層或淤泥層采用套管跟進(jìn)。

（4）鋼絞線不可切斷駁接，為保證鋼絞線桿體順直，桿體居中，應(yīng)間隔2m設(shè)置對中支架一個。

（5）錨索的注漿材料用普通硅酸鹽水泥配制的水泥凈漿，水灰比0.50～0.55，每米水泥用量≥40kg。注漿采用二次注漿工藝：一次注漿壓力為0.5MPa～1.0MPa；二次注漿注漿壓力為2MPa～5MPa。二次注漿工藝在廣東地區(qū)得到了大量的有效證明，能夠大幅度的提高錨索的抗拔力和錨固力。

（6）放置錨索時，若發(fā)現(xiàn)孔壁坍塌，應(yīng)重新透孔、清孔至干凈。

7.結(jié)語

綜上所述，圓形抗滑樁也能較好的應(yīng)用于滑坡治理中，其良好的安全性能，施工速度快的特點，成孔質(zhì)量高，護(hù)壁好，而且能夠快速的應(yīng)對施工過程中的其他變化，對某些滑動方面不明朗的滑坡有更好的應(yīng)用價值。只要合理的利用抗滑樁的原理，并針對每個工程的特征，就可以充分發(fā)揮圓形抗滑樁的優(yōu)勢，充分利用其優(yōu)點，為滑坡治理奠定堅實基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]鄭穎人，陳祖煜，王恭先，等.邊坡與滑坡工程治理[M].北京：人民交通出版社， 2007.