談抗滑樁支護技術在滑坡治理中的應用

薛志敏

(山西省臨吉高速公路建設管理處，山西襄汾 041500)

0 引言

隨著我國公路建設的大規模展開，公路滑坡與邊坡病害成為影響工程進度和質量的重要因素。因此，須在采取排水、坡面防護等傳統防治措施的同時，積極引用抗滑樁、錨索抗滑樁、微型樁等國內外成熟的先進技術確保工程保質保量完成。

1 抗滑樁

我國抗滑樁支護技術的發展較早可追溯到20世紀70年代，當日本和蘇聯等國家剛剛將直徑為1．5 m～3．5 m的挖孔抗滑樁應用于解決抗滑擋土墻施工中的困難時，我國研發的大截面挖孔鋼筋混凝土抗滑樁已成功應用于鐵路內、外滑坡治理工程中，同時又在深入研究抗滑樁的設計理論和其在土層中的實際受力狀態的基礎上研發了排架樁、剛架樁等新的抗滑樁結構形式。80年代以來，隨著錨索技術的快速發展形成了“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，使原來抗滑樁由原來的懸臂梁受力狀態(被動受力)轉變為類似簡支梁結構的受力狀態(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，其機理分析和理論研究也隨著它在工程領域的應用得到了長足的發展［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的位置打入樁體(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定基巖，上部樁身將滑坡推力傳給樁下部的側向土體或者巖體，下部樁的側向阻力來承擔邊坡的下推力(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，下部有較堅固的巖石和密實土層，才能使邊坡保持平衡和穩定。

圖2 抗滑樁原理圖

2)分類:抗滑樁按結構形式可分為單樁、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，其經濟長度一般為10 m～20 m。

b．群樁:在橫向2排、縱向2列以上的組合抗滑結構，它能承擔更大的滑坡推力，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:通過鋼筋錨桿或預應力錨索使得錨桿(索)和抗滑樁共同工作使樁能依靠側向地基反力抵抗滑坡推力，改變其原有的懸臂受力狀態，是一種較為經濟合理的抗滑結構。但錨桿或錨索的錨固端需要有堅固的基巖提供足夠的錨固力，因此對地質條件要求較高。

表1 排樁分類

1．2 抗滑樁設計方法

目前，抗滑樁設計方法大致分為以下兩類:

第一類方法是進行平面分析，一般把樁和邊坡分開考慮它是與傳統的邊坡穩定評價的極限平衡方法相配套的設計方法。

第二類是進行平面或三維分析，將土—樁—土作為一個相互作用的整體體系來考慮它是與邊坡穩定評價的邊界元和有限元方法相配套的設計方法［6］。

2 工程實例分析

臨汾—吉縣高速公路工程位于山西省西南部，路線起點位于臨汾樞紐互通順接長臨高速并銜接大運高速公路，終點跨黃河接陜西省。K202+800～K202+860(ZK202+780～ZK202+840)工程滑坡位于鄉寧縣臺頭鎮半溝村，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果

根據分析結果，該段失穩斜坡分上、下兩個獨立滑坡，即左線ZK202+780～ZK202+840段左側的“牽引式”工程滑坡和右線K202+800～K202+860右側“推移式”工程滑坡，其邊界平面形態總體上均呈“舌”狀。

2．1 滑坡成因分析

1)路基半填部分修筑在陡坡上，存在貼坡現象，雖表面上看路基穩定性相對較好，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破壞，坡體抗滑能力降低，易導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坡糜地段。滑坡體表層土體及素土在降雨前長期干旱導致垂直裂隙，結構松散，節理發育，導致土體遇水會迅速軟化，強度迅速降低。在持續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，滲透性相對較差，地下水沿此界面滲流，其軟化抗剪強度指標降低。

2．2 處理方案

1)填方路基段。

在滑坡體中部設置一排抗滑樁(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的范圍內設置梯形截水溝及時排出坡頂地面來水和積水，在滑坡體表面下1 m以下設置兩排橫縱向盲溝，輔助復合式路塹邊溝、邊坡平臺邊溝和截水溝，形成完整暢通的排水系統。

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

3 結語

滑坡體的治理是公路建設中的難點和重點，只有根據現場情況，結合地質調繪報告，綜合預測未來雨量。采用合理的、全面的綜合治理方法，才能對癥下藥，達到理想的處理效果。同時要加強監控量測工作，以便科學準確地指導和調整設計和施工方案，確保路基邊坡施工質量安全。

［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［J］．山西建筑，2008，34(23):285-287．

［3］鄧 鵬．預應力錨索+抗滑樁支護技術在滑坡治理中的應用［J］．中外建筑，2010(6):36-38．

［4］張景奎．抗滑樁在滑坡治理中的應用研究［D］．合肥:合肥工業大學碩士學位論文，2007．

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

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