錨桿抗滑樁在小型土質(zhì)滑坡治理工程中的應(yīng)用

浙江省湖州地質(zhì)技術(shù)開發(fā)公司 浙江湖州

摘要：對錨桿抗滑樁結(jié)構(gòu)和抗滑原理和應(yīng)用條件進行簡要闡述，舉例莫干山92號樓前滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理工程實例，通過人工挖孔樁與錨桿抗滑樁的工程效果、經(jīng)濟效益和可操作性方面進行對比。說明了錨桿抗滑樁在小型土質(zhì)滑坡治理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：滑坡；錨桿樁；應(yīng)用

1錨桿抗滑樁基本結(jié)構(gòu)和抗滑原理

錨桿抗滑樁系統(tǒng)是在普通抗滑樁基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型支擋結(jié)構(gòu)。錨桿抗滑樁具有“主動支護、安全快速、經(jīng)濟合理”的特點，其結(jié)構(gòu)主要由錨桿及混凝土樁身和壓頂梁等組成。位于滑動面以下穩(wěn)定基巖內(nèi)的樁身稱為錨固段，其余為張拉段。

從目前工程實際應(yīng)用來看，對于一些規(guī)模不大，且滑面較淺的滑坡，或一些基坑支護和土質(zhì)滑坡，常用到錨桿抗滑樁。錨桿抗滑樁布置在主滑坡方向的下部區(qū)域，是穿過滑坡體深入于滑床的樁柱，樁的頂部采用鋼筋混凝土梁進行壓頂，使之形成樁-錨體系。借助樁群與周圍巖土體共同作用，將滑坡推力傳遞錨桿樁，通過錨桿再傳遞到滑動面以下的穩(wěn)定地層中，靠錨桿的錨固力來維持整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。錨桿抗滑樁具有以下幾個等優(yōu)點：

⑴抗滑能力強，圬工數(shù)量小，在滑坡推力較大，滑動帶較淺的情況下，能夠起到明顯的抗滑效果。⑵樁位靈活，可以設(shè)在滑坡體最有利于抗滑的部位，可單獨使用，也可和其他抗滑結(jié)構(gòu)組合使用。⑶施工方便，安全，快速。可以多臺鉆孔設(shè)備同時進行，施工開挖土石量少，不會對滑坡體的整體穩(wěn)定性造成二次擾動。

2錨桿抗滑樁應(yīng)用條件

錨桿抗滑樁由樁身受側(cè)向荷載作用，在滑坡推力作用下，樁靠埋入滑動面以下部分的錨固段作用主動抗力，以及滑坡以上樁前滑體的被動抗力來維持穩(wěn)定的，所以錨桿抗滑樁有以下應(yīng)用條件。

⑴后緣有較明顯的滑動面；⑵滑體為非流塑體，樁群能發(fā)揮穩(wěn)定，能夠形成土拱效應(yīng)；⑶滑面以下為較完整的巖層或密實土層，能夠提供足夠的錨固力；

3莫干山92號樓前滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理工程應(yīng)用實例

3.1工程概況

災(zāi)害點位于莫干山風(fēng)景區(qū)內(nèi)92號樓前，該邊坡相對高差10～15m，滑坡前緣長約40m，后緣長約30m，滑坡體寬約18m，潛在滑坡物體約200m3，為小型土質(zhì)滑坡。

3.2滑坡體特征

滑坡平面呈不規(guī)則簸箕形，前緣標(biāo)高約493m，后緣標(biāo)高約507m。前緣寬約17m，后緣寬約15m，長約20m，平均厚約2.0m，滑坡規(guī)模約200m3。

①滑坡周界：滑坡周界巖土體現(xiàn)狀未見有明顯裂縫分布；

②滑坡后緣：高程約506m～507m左右；

③滑坡前緣剪出口：滑坡前緣剪出口在標(biāo)高為493m～494m全～強風(fēng)化基巖分界線處；

④滑坡壁：滑坡壁呈“圈椅”狀，壁面傾向約134°，為土層中的最大剪應(yīng)力面；

⑤滑床：滑床地層主要為強風(fēng)化巖滑床后緣產(chǎn)狀較陡，傾角60°～75°，前緣產(chǎn)狀趨緩，傾角15°～30°。

3.3滑坡形成機制

滑坡體形成機制主要由內(nèi)因和外兩個方面的相互作用。其中內(nèi)因包括：地形地貌、地層巖土體性質(zhì)等，外因主要由于持續(xù)強降雨及水的作用。

⑴內(nèi)因

地層巖土體性質(zhì)：山體斜坡上部第四系殘坡積含碎石粉質(zhì)粘土層、強風(fēng)化基巖，組成物質(zhì)結(jié)構(gòu)較松散，泥質(zhì)含量高，抗剪強度低，物理力學(xué)性質(zhì)差，巖土體結(jié)構(gòu)較松散是內(nèi)因。

⑵外因

①人為因素：

災(zāi)害點所處的地貌單元屬丘陵區(qū)，從微地貌單元看處于緩坡地帶，坡面角10°～15°。滑坡點所處邊坡由于場地平整開挖形成，巖土體易失去支撐引發(fā)滑坡。

②降水作用：

水對巖土體的作用，是形成滑坡災(zāi)害的重要條件。當(dāng)水滲入巖土層中后，增大上部巖土體的下滑力，迅速改變巖土的性質(zhì)，降低其抗剪強度，從而起到“潤滑劑”的作用。

3.4滑坡治理支擋工程方案

根據(jù)滑坡體誘發(fā)的原因、形成機制及所處的地理位置的特殊性，設(shè)計提出了人工挖孔樁或錨桿抗滑樁+重力式擋墻相組合的措施治理措施。

⑴方案一：人工挖孔樁+重力式擋墻

工挖孔樁基礎(chǔ)設(shè)置于+501m，基礎(chǔ)開挖寬4.5m，長35m。圓形樁徑600mm，單孔開挖深度7.0m，下部以深入中風(fēng)化基巖不小于3m為準(zhǔn)，樁間距3m，共布置12根樁。鋼筋籠主筋規(guī)格為φ20mm螺紋鋼筋，鋼筋籠直徑240mm，主筋間距250mm。箍筋規(guī)格為φ8mm，間距400mm，鋼筋籠頂部嵌入壓頂梁，嵌入深度0.5m。抗滑樁和壓頂梁采用C25混凝土現(xiàn)澆。

鋼筋混凝土壓頂梁高1.0m，寬3.5m，梁鋼筋籠主筋采用φ14mm光圓鋼筋，配筋采用φ10mm光圓鋼筋。主筋間距15cm，配筋間距20cm。

⑵方案二：錨桿抗滑樁+重力式擋墻

錨桿抗滑樁基礎(chǔ)設(shè)置于+501m，基礎(chǔ)開挖寬4.0m，長35m。抗滑錨桿樁排間距：3.0×3.0m分兩排梅花型布置，錨孔直徑為110mm，單個孔深8.0m，下部以深入中風(fēng)化基巖不小于4m為準(zhǔn)。共布置2排22根抗滑錨桿樁。錨桿采用φ25mm螺紋鋼筋，由3根鋼筋焊接成捆，錨桿長8.5m，每隔1.5m焊接一圈。錨桿注漿采用M30水泥砂漿，注漿壓力不小于0.5MPa。

錨桿樁壓頂梁采用C25鋼筋混凝土現(xiàn)澆，梁高1.0m，寬3.5m，鋼筋籠主筋采用φ14mm光圓鋼筋，配筋采用φ10mm光圓鋼筋。主筋間距15cm，配筋間距20cm。錨桿樁上端深入基礎(chǔ)0.5m，采用φ14mm鋼筋井字架與之焊接。

⑶重力式擋土墻

5m高重力式擋土墻砌筑于抗滑錨桿樁壓頂梁之上，采用M10漿砌塊石構(gòu)筑，基礎(chǔ)寬3.0m，墻身高度5m，上寬0.6m，總長為58m。擋墻內(nèi)側(cè)為垂直，外側(cè)斜坡比為1：0.4，墻項采用厚0.15mC20砼壓頂。墻身按1.5×1.5m梅花型安裝泄水孔，泄水孔孔徑為10cmUPVC管，泄水孔內(nèi)端采用規(guī)格為：50×50×50cm的礫石反濾層，反濾層下部采用粘土層。擋土墻每隔10m或拐角處留一縫寬為2cm的伸縮縫。縫名為用瀝青麻絲填塞。

3.5人工挖孔樁與錨桿抗滑樁的對比和確定

⑴經(jīng)濟性對比

人工挖孔樁滿足治理要求時，截面尺寸為0.6m×7.5m；當(dāng)采用錨桿抗滑樁時截面尺寸為0.11m×8.5m，經(jīng)過計算，兩種樁的單樁經(jīng)濟效益對比見下表：

工程名稱基礎(chǔ)開挖/元樁身開挖

量/元樁身混凝土

澆筑/元鋼筋用量/元工程造價/元

人工挖孔樁11384550791.28223.566702.3

錨桿抗滑樁375160030.40106.052111.4

節(jié)約成本7632950760.88117.514590.9

表1：兩種樁單樁經(jīng)濟投入對比

⑵施工可操作性對比

①人工挖孔樁施工工藝流程：場地平整→測量放樣定樁位→開挖第一節(jié)樁身土石方→第一節(jié)樁身護壁→第二節(jié)開挖及校對→第二節(jié)樁身護壁→重復(fù)第二節(jié)樁身工序直到設(shè)計開挖深度→驗樁→現(xiàn)澆封底→吊放鋼筋籠→灌注樁身混凝土→連系壓頂梁鋼筋籠制安→連系梁模板安裝→連系梁混凝土澆注。

②錨桿抗滑樁施工工藝流程：場地平整→搭設(shè)鉆機工作平臺→測量放樣定樁位→鉆機安裝定位→校正鉆桿傾角→鉆機成孔并下套管護壁→清孔→錨桿鋼筋制安→壓力注漿→拔起套管→壓頂梁鋼筋籠制安→壓頂梁模板安裝→壓頂梁混凝土澆注。

經(jīng)對比，完成單根人工挖孔樁至少要經(jīng)過15道以上的工序，作業(yè)過程比錨桿抗滑樁煩瑣的多。固錨桿抗滑樁的可操作性比人工挖孔樁簡便的多。

⑶整體優(yōu)先性對比

采用人工挖孔樁與錨桿抗滑樁在施工作業(yè)的安全性、時效性、對坡體穩(wěn)定性影響及工期影響等方面進行對比。

工程名稱安全性時效性穩(wěn)定性影響工期影響優(yōu)先選擇

人工挖孔樁

錨桿抗滑樁√√√√√

表2：兩種樁施工作業(yè)優(yōu)先對比

⑵方案的確定

通過以上3項對比可見：錨桿抗滑樁可大大節(jié)約材料，降低單樁工程造價約